钾钠离子添加对土土壤团聚体和有机碳矿化的影响
土壤有机,阳离子,1材料与方法,1供试土样,2试验方法,3项目测定及方法,4分析方法,2结果与分析,1添加单价阳离子培养后土壤团聚体和粉粘粒组分分布及其稳定性,2添加单价阳离子培养后土壤有机碳矿化速率及累积矿化量
牛金璨,张丽娜,张亚美,徐佳星,张树兰,杨学云(西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100)
土壤有机碳不仅是评价土壤肥力高低的重要指标,还与全球碳循环及温室效应密切相关。据估计,全球陆地土壤碳库量约为C 1300~2000 Pg,是陆地植被碳库C 500~600 Pg的2~3倍,是全球大气碳库C 750 Pg的2倍多[1]。施用有机物料一直被认为是耕地土壤保持和提高有机碳含量、形成良好土壤结构的重要手段。研究表明施用有机肥能显著提高土壤团聚体的稳定性[2-3],但也有研究表明长期大量施用动物粪肥会降低大团聚体分布比例以及团聚体稳定性[4-7]。造成这一现象的原因可能是:有机肥中含有大量单价阳离子K+、Na+等,以我们施用的牛粪为例,其钾含量约为10.9 g/kg,直接施用于农田中会造成单价阳离子在土壤中的累积[8-10]。一方面单价阳离子对土壤团聚体有分散作用[11-12],团聚体分散后更大面积地暴露于空气中,并与土壤微生物直接接触,加速了有机碳的矿化;另一方面单价阳离子本身会影响有机碳矿化[13-14],减弱了有机碳对团聚体的胶结作用,使团聚稳定性降低。有机碳矿化过程是土壤碳循环的关键步骤,其动态过程反映了土壤质量的变化。土壤有机碳的矿化作用不仅与土壤养分的供应、土壤有机碳的固存以及土壤结构等直接相关,还关系到大气中温室气体的释放。有机肥农田施用既是处理农业废弃物的方式,也是提升土壤有机碳含量、培肥土壤、提高生产力最重要的手段,但也可能导致土壤中钾、钠等单价阳离子富集[8-10],到一定程度可能会影响土壤质量进一步提升。因此,研究土壤单价阳离子累积对有机碳矿化的影响,对土壤有机碳固存和全球碳循环都具有重要意义。
土壤有机碳矿化受到众多因素的影响,如土壤有机碳含量、土壤质地、土壤温度、微生物活性、盐分和土地利用方式等。以往的研究中盐分受到的关注度远不如土壤有机碳含量、土壤温度等,但作为影响有机碳矿化的因素之一,其作用不可忽视。罗先香等[13]研究了土壤有机碳、水分含量和盐度对有机碳矿化的影响,结果表明盐分虽不是影响土壤有机碳矿化最主要的因素,但同样对土壤有机碳矿化有显著影响。而盐分对有机碳矿化的影响可能是受到单价阳离子的作用。李玲等[15]通过设置3个NaCl梯度对黄河三角洲区土壤有机碳分解与转化进行研究,结果表明在不添加底物的条件下,土壤释放的CO2量随NaCl的增加而减少。Chandra等[14]通过在砂壤土中添加不同来源的钾,设置不同的钾梯度进行室内培养试验,结果表明添加钾的各处理均增加了CO2累积量 ......
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