生物质炭与强还原处理对连作障碍土壤性质和温室气体排放的影响

来源 :福建师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengl1987
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设施蔬菜地过量施肥和长期连作会造成土壤退化,严重影响了蔬菜产业的可持续发展。本实验以福建福清地区连续种植尖椒5年存在连作障碍的土壤为研究对象,以不同比例的水稻秸秆和生物质炭(BC,450°C热解制备)作为修复材料,采用强还原土壤灭菌方法(Reductive Soil Disinfestation,RSD)修复退化蔬菜地土壤,探讨该修复方法对土壤基本性质、土壤微生物群落结构以及温室气体排放通量的影响。主要实验结果如下:1.与对照土壤相比,21 d培养结束时,单独添加BC的处理土壤可溶性碳(DOC)、pH值、电导率(EC值)、全碳(TC)含量、全氮(TN)含量和碳氮比(C/N)均显著提高(P<0.05),土壤铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)含量无显著变化;同对照土壤相比,RSD处理的土壤DOC、pH值和TC以及C/N比值显著提高,而NO3-含量和EC值显著下降(P<0.05),培养3 d基本消除了土壤NO3-。在RSD修复中施用BC显著提高了土壤pH值、EC值、TC和C/N比值(P<0.05),但对土壤中NH4+和NO3-含量的影响并不显著。添加BC和秸秆均显著改变了土壤基本性质。2.培养结束时,单独施用BC处理土壤PLFA总量同对照土壤相比略有提高但未达到显著水平,也未显著影响微生物群落结构。经过RSD修复的土壤PLFA总量提高了66%-112%,但与RSD处理相比,在其基础上施加BC对土壤PLFA总量无显著影响。同对照土壤相比,RSD处理土壤中革兰氏阴性细菌(GN)变化不显著,土壤革兰氏阳性细菌(GP)丰度显著提高;同RSD处理相比,在RSD修复基础上施加BC亦提高了土壤革兰氏阳性细菌(GP)的丰度,但未达到显著水平。退化蔬菜地经过RSD修复后,土壤丛枝菌根真菌(AMF)、放线菌(ACT)和真菌(FUNGI)的丰度显著降低(P<0.05),而在RSD处理中施加BC并未进一步降低土壤丛枝菌根真菌(AMF)、放线菌(ACT)和真菌(FUNGI)的丰度。同对照土壤相比,经过RSD修复后提高了GP/GN比值,显著降低了真菌与细菌的比值(F/B),也显著影响了土壤微生物群落结构;同RSD处理相比,在RSD修复中施加BC并未对土壤微生物群落结构产生显著影响。因此,在本实验中,RSD处理显著改变了土壤微生物群落结构,而BC施用对土壤微生物群落结构的影响并不显著。3.与对照土壤相比,单独施用BC增加了蔬菜地土壤N2O排放,但对CO2排放量无显著影响。在RSD修复过程中,产生了大量的N2O和CO2,且CO2排放量随水稻秸秆添加量的增加而增加。BC应用于RSD修复土壤中N2O排放量显著减少了16.4%-46.8%,抑制效果随BC添加量增加而增强,但BC添加量过多时亦会促进少量CO2的排放。
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