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施用猪粪生物炭对酸性和石灰性水稻土颗粒态和矿物结合态有机碳含量及化学结构的影响

Effects of swine manure biochar application on the content and chemical structure of particulate and mineral-associated organic carbon in acidic and calcareous paddy soils

作     者:袁梦婷 李子川 孟俊 张敏 叶郑豪 单胜道 胡敏骏 徐君 柴彦君 YUAN Meng-ting;LI Zi-chuan;MENG Jun;ZHANG Min;YE Zheng-hao;SHAN Sheng-dao;HU Min-jun;XU Jun;CHAI Yan-jun

作者机构:浙江科技大学环境与资源学院/浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室浙江杭州310023 杭州市富阳区农业农村局农技推广中心浙江富阳311400 

出 版 物:《植物营养与肥料学报》 (Journal of Plant Nutrition and Fertilizers)

年 卷 期:2024年第30卷第3期

页      面:441-456页

核心收录:

学科分类:082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基  金:国家重点研发计划项目(2022YFE0196000) 

主  题:猪粪生物炭 水稻土 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 分子结构 

摘      要:[目的]土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳库的主要组成,了解施用生物炭对其含量变化及其在土壤总有机碳中的占比和化学组成特征,对认识土壤有机碳动态变化具有重要意义。[方法]于2019年,分别在杭州市富阳区的酸性和石灰性水稻土上进行猪粪生物炭施用量和方法定位试验,种植制度为单季水稻。试验设置6个处理:常规施化肥(NPK),NPK基础上施用猪粪4.5 t/(hm^(2)·a)(SM),NPK基础上施用猪粪生物炭4.5 t/(hm^(2)·a)(SBc1)、11.25 t/(hm^(2)·a)(SBc2)、22.5 t/(hm^(2)·a)(SBc3),以及猪粪生物炭一次性施用112.5 t/hm^(2)(SBc4)。2021年(第3年)水稻收获后,采集0-20 cm耕层土壤样品,分析其基本理化性质,并将土壤样品分为250~2000μm(粗颗粒态有机物),53~250μm(细颗粒态有机物)和0.05)。傅里叶红外光谱特征测定结果表明,施用猪粪和猪粪生物炭对两种水稻土各粒级中主要有机化合物的类型无显著影响,但会影响其比例,与NPK处理相比,SBc3和SBc4处理分别显著增加了酸性水稻土有机碳中芳香族化合物的比例19.5%和38.0%,降低了酚醇碳族化合物的比例7.8%和17.9%,显著降低了石灰性水稻土有机碳中芳香族化合物的比例21.0%和19.1%,增加了酚醇族化合物的比例19.1%和33.2%(P0.05)。[结论]对于较高的猪粪生物炭施用量,不论一次性施用还是逐年施用均可显著增加水稻土总有机碳含量,且粗颗粒有机碳增加幅度大于细颗粒,而对矿物结合态有机碳含量无显著影响。施用猪粪生物炭对土壤有机碳主要组成有机化合物无显著影响,但会增加酸性水稻土有机碳的稳定性,而降低石灰性水稻土有机碳的稳定性。相同施用量下,猪粪生物炭提高酸性水稻土有机碳含量的作用高于石灰性水稻土。本试验结果可为猪粪生物炭在农田的科学应用提供技术支撑和理论依据。

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