發(fā)布時間：2019-11-09 05:46

【摘要】：生物質(zhì)炭與原始物料相比具有更強生物化學惰性,施加到土壤后,利于緩解土壤有機質(zhì)流失,同時其固碳效果對全球氣候調(diào)節(jié)有積極作用。,然而生物質(zhì)炭也能顯著促進腐殖質(zhì)礦化,從而影響其固碳效果。近年來生物質(zhì)炭對土壤有機質(zhì)礦化的影響(即激發(fā)作用)引起研究者的廣泛關(guān)注。研究表明添加生物質(zhì)炭既可加速土壤有機質(zhì)礦化(正激發(fā))亦可抑制其礦化(負激發(fā)),但詳細規(guī)律至今仍沒有一致結(jié)論。生物質(zhì)炭類型和土壤類型是影響激發(fā)效應(yīng)的兩個重要因素。本論文先后將不同物料不同溫度制備的12種生物質(zhì)炭添加到1種土壤、將同一物料生物炭添加到8個不同土壤中進行室內(nèi)培養(yǎng)實驗,利用生物質(zhì)炭和土壤天然13C豐度的差異,區(qū)分添加生物炭后土壤呼吸源(C02的釋放源),通過觀察相應(yīng)處理激發(fā)效應(yīng)差異,并應(yīng)用高通量測序技術(shù)分析培養(yǎng)過程中微生物群落改變,得到以下結(jié)論:(1)本實驗選擇芨芨草、玉米秸稈、甘蔗和花生殼4種原料,以300、400和500℃C為終溫,制備得到12種生物質(zhì)炭。發(fā)現(xiàn)在中低溫慢速熱裂解條件下,物料類型是影響生物質(zhì)炭性質(zhì)變化的主要因素,物料纖維素、木質(zhì)素含量與生物質(zhì)炭C含量、C/O、C/N、DOC和灰分含量相關(guān);同種原料制備的生物炭中,熱裂解溫度會影響生物質(zhì)炭理化性質(zhì),且高纖維素物料得到的生物質(zhì)炭性質(zhì)由制備溫度變化產(chǎn)生較大差異。(2)不同物料不同溫度制備的12種生物質(zhì)炭均引起紅壤正激發(fā),添加300℃C制備的花生殼生物炭(Peanut-B300)的處理除外(-0.14gCkg-1 土壤干重),占土壤有機質(zhì)量的0.47%。其中芨芨草生物炭(Grass-B)引發(fā)的正激發(fā)效應(yīng)最劇烈(1.21gCkg-1 土壤干重)。物料纖維素、木質(zhì)素含量與激發(fā)效應(yīng)強度相關(guān),生物質(zhì)炭制備溫度對激發(fā)效應(yīng)的影響基于物料類型。高纖維素物料或高木質(zhì)素物料制備的生物質(zhì)炭可能與土壤有機質(zhì)有不同的交互作用方式。激發(fā)效應(yīng)開始階段(前8天),生物質(zhì)炭中的易分解有機碳和其他營養(yǎng)元素被利用使微生物周轉(zhuǎn)速率增加;放線菌和厚壁菌與激發(fā)效應(yīng)起始階段有關(guān),極有可能受易分解有機碳影響。真菌群落中,糞殼菌綱和銀耳綱,可能與激發(fā)效應(yīng)后期(40天)有關(guān)。(3)450℃快速熱裂解制備的玉米秸稈生物質(zhì)炭導致低有機質(zhì)酸性土壤(SL2)產(chǎn)生劇烈負激發(fā)作用(-74.8 μgC g-1 soil)。土壤酸性越強、有機質(zhì)含量越低且細菌和真菌群落組成越簡單,生物質(zhì)炭引起的負激發(fā)越強烈。同時生物質(zhì)炭的可利用性不僅與自身化學性質(zhì)相關(guān),更受到土壤性質(zhì)和微生物群落的影響。生物質(zhì)炭更傾向于抑制真菌群落多樣性,而對細菌群落多樣性的抑制作用只在有機質(zhì)含量較低的酸性土壤中顯著,說明生物質(zhì)炭對土壤細菌群落結(jié)構(gòu)的影響與土壤有機質(zhì)含量和pH有關(guān)。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S153

【參考文獻】

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本文編號：2558278