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长期施肥土壤不同粒径颗粒的固碳效率

植物营养与肥料学报 2015年第6期21卷 1431-1438页

作者：蔡岸冬张文菊申小冉肖婧韩天富徐明岗中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地培育技术国家工程实验室北京100081 中蔬种业科技(北京)有限公司北京100081 武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070

【目的】探讨不同施肥措施土壤有机碳在不同粒级颗粒中的分配及变化情况,可揭示各级颗粒中有机碳与外源有机碳输入之间的定量关系。【方法】依托南方红壤连续20年长期定位施肥试验,依据外源有机碳累积输入梯度选择不施肥(CK)、氮磷钾化... 详细信息

【目的】探讨不同施肥措施土壤有机碳在不同粒级颗粒中的分配及变化情况,可揭示各级颗粒中有机碳与外源有机碳输入之间的定量关系。【方法】依托南方红壤连续20年长期定位施肥试验,依据外源有机碳累积输入梯度选择不施肥(CK)、氮磷钾化肥配施(NPK)、氮磷钾化肥与秸秆配施(NPKS)、轮作条件下氮磷钾化肥与有机肥配施(NPKMR)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPKM)、单施有机肥(M)、增量氮磷钾化肥与增量有机肥配施(1.5NPKM)7个处理,并采用物理分组方法将土壤颗粒分为砂粒(53~2000μm)、粗粉粒(5~53μm)、细粉粒(2~5μm)和粘粒(碳及各级颗粒中的有机碳的储量,其中以施用有机肥的效果最明显。不同施肥处理各级颗粒中以粘粒的有机碳储量最高,平均为16.26 t/hm^2。施用有机肥和秸秆还田均能显著增加砂粒中有机碳的分配比例,降低粘粒有机碳的分配比例而对粗粉粒和细粉粒无显著影响。土壤砂粒所占的质量百分比及其与粗粉粒、细粉粒和粘粒的比值均与粗粉粒、细粉粒和粘粒组分中有机碳的浓度呈显著正相关关系表明小颗粒(粗粉粒、细粉粒和粘粒)中有机碳的固持和富集促进了大颗粒(砂粒)的形成与稳定。各级颗粒之间,施用有机肥处理的土壤粘粒组分的固碳速率最快,为0.29~0.52 t/(hm^2·a),其次为砂粒[0.30~0.40 t/(hm^2·a)]而粗粉粒和细粉粒的固碳速率基本相当为0.09~0.16t/(hm^2·a)。分析结果还表明土壤总有机碳及各级颗粒有机碳与外源有机碳的输入呈显著正线性相关关系,其中土壤总固碳效率为10.57%而各级颗粒之间,粘粒和砂粒组分的固碳效率(4.25%和3.60%)相当于粗粉粒和细粉粒(1.73%和1.00%)的2倍以上。【结论】南方红壤各级颗粒中有机碳均没有出现饱和现象,有机碳主要在土壤粘粒和砂粒组分中富集,细颗粒中有机碳的富集会促进大粒径土壤颗粒的形成而粘粒是土壤固碳效率最重要的矿物颗粒组成部分。表明长期配施有机肥不仅是红壤有机质提升的重要措施,也是改善红壤结构的重要途径。

关键词：长期施肥红壤土壤有机碳土壤颗粒固碳效率

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再生骨料混凝土碳化及固碳效率的研究进展

混凝土 2023年第11期 165-169,180页

作者：魏柯孔爱散詹培敏绍兴职业技术学院建筑与设计艺术学院浙江绍兴312000 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804

对再生骨料的碳化改性和再生骨料混凝土的碳化养护的国内外研究现状进行了总结。通过所收集的试验数据得出两种方式均可以有效改善再生骨料混凝土的微观结构并提升再生骨料混凝土的力学性能和耐久性。同时再生骨料混凝土的碳化可以永久... 详细信息

对再生骨料的碳化改性和再生骨料混凝土的碳化养护的国内外研究现状进行了总结。通过所收集的试验数据得出两种方式均可以有效改善再生骨料混凝土的微观结构并提升再生骨料混凝土的力学性能和耐久性。同时再生骨料混凝土的碳化可以永久固定大量空气中的CO_(2),为我国的“碳达峰”和“碳中和”战略做出贡献。

关键词：再生骨料混凝土碳化力学性能耐久性微观结构固碳效率

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干旱区退耕还林高固碳效率树种筛选

新疆农业大学学报 2009年第3期32卷 29-31页

作者：贾宏涛赵成义盛钰巴特尔.巴克新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 中国科学院新疆生态地理研究所乌鲁木齐830011

以新疆常见的抗旱树种梭梭、柽柳、沙拐枣和经济树种枸杞、李树、杨树为研究材料,用英国PP system公司产CIRAS-1光合作用仪,以不同的光强测定以上6种树种的光合作用速率,以观测数据为基础,对6种树种的固碳能力分抗旱树种和经济树种两组... 详细信息

以新疆常见的抗旱树种梭梭、柽柳、沙拐枣和经济树种枸杞、李树、杨树为研究材料,用英国PP system公司产CIRAS-1光合作用仪,以不同的光强测定以上6种树种的光合作用速率,以观测数据为基础,对6种树种的固碳能力分抗旱树种和经济树种两组进行了分析比较。结果表明,两组树种的固碳能力由高到低分别为柽柳>梭梭>沙拐枣和杨树>枸杞>李树。同时结合水分和土壤条件,对树种的筛选提出建议。

关键词：干旱区固碳效率退耕还林

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我国典型农田土壤固碳效率特征及影响因素

我国典型农田土壤固碳效率特征及影响因素

作者：蔡岸冬中国农业科学院

学位级别：硕士

土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）是农田土壤肥力的核心,同时也是陆地生态系统中最大的有机碳库。土壤固碳效率（单位外源碳输入到土壤中经一定时间后转化成土壤有机碳的量）是土壤有机碳动态变化的反映指标之一,而我国土壤固碳... 详细信息

土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）是农田土壤肥力的核心,同时也是陆地生态系统中最大的有机碳库。土壤固碳效率（单位外源碳输入到土壤中经一定时间后转化成土壤有机碳的量）是土壤有机碳动态变化的反映指标之一,而我国土壤固碳效率的时空差异特征及不同影响因素（人为因素、土壤属性和气候因素）对其影响程度,仍是我国土壤有机碳循环研究中尚未解决的问题。针对以上科学问题,本研究通过从中国知网、万方、Science Direct和Springer link这4个文献数据库,设定检索的时间“2000年014年”及“中国土壤有机碳”和“碳和矿物结合态有机碳含量与比例的相关数据集;并以我国25个长期定位施肥试验为基础,依据外源有机碳累积输入梯度,建立相应的数据库,以数据的整合分析（Meta-analysis）为手段,研究了不同影响因素（气候、土壤属性和管理措施）下土壤有机碳变化和土壤总有机碳及不同颗粒有机碳固定效率的特征及影响因素。该研究不仅能丰富土壤有机碳动态循环的理论基础知识,对提高我国土壤肥力、增加粮食产量及增汇控温都具有重要的实际意义。论文研究的主要进展如下:1、农田和草地中,土壤矿物结合态有机碳还未达到饱和,仍有一定的提升空间,土壤细颗粒（固碳潜力。研究表明,不同利用方式下土壤总有机碳和矿物结合态有机碳含量的中值均存在显著差异（P碳含量的中值为18.2 g/kg,显著高于草地（12.0 g/kg）和农田（10.3 g/kg）;且林地矿物结合态有机碳含量（12.0 g/kg）也显著高于农田和草地（8.0 g/kg.6 g/kg）。三种利用方式下土壤矿物结合态有机碳与总有机碳之间均呈现极显著的正相关关系（P碳所占比例的中值为74.8%,显著高于林地（70.3%）和草地（67.8%）。农田中不同土壤类型的矿物结合态有机碳占总有机碳的比例也存在显著差异,其中,黑土中矿物结合态有机碳的比例最高,中值为87.4%,其次是水稻土（76.7%）和红壤（74.0%）,而灰漠土最低（62.5%）。农田、草地和林地中土壤矿物结合态有机碳含量与土壤细颗粒（碳水平较低的砂土上,对于农田土壤有机碳积累及肥力维持与提升均具有重要意义。研究表明,与不施肥相比,施用（增施或配施）有机肥对土壤总有机碳及矿物结合态组分的提高幅度（58.4%和41.9%）是化肥（13.4%和8.0%）的3.4倍和5.2倍。不同种植制度、利用类型和土壤质地条件下,施用化肥和有机肥对土壤总有机碳和矿物结合态组分的影响程度存在显著差异。一年一熟下,施用有机肥对土壤总有机碳的提高幅度显著高于一年两熟制,施用化肥对矿物结合态组分含量的提高幅度（10.7%）也显著高于一年两熟（7.3%）。不同利用类型下,施肥能显著提高旱地土壤总有机碳及矿物结合态组分,且提高的幅度均高于水田。不同土壤质地条件下,施用有机肥能使土壤总有机碳水平较低的砂土提高64.4%,显著高于土壤有机碳水平较高的壤土和黏土（48.7%和50.3%）;施用化肥使矿物结合态组分含量较低的砂土提高15.6%,其提高的幅度均显著高于矿物结合态组分含量较高的壤土和黏土（7.8%和8.1%）。3、长期配施有机肥不仅是红壤有机质提升的重要措施,也是改善红壤结构的重要途径。研究表明,与不施肥相比,长期施肥均能显著增加土壤总有机碳及各级颗粒中的有机碳的储量,其中以施用有机肥的效果最明显。不同施肥处理各级颗粒中以粘粒的有机碳储量最高。施用秸秆还田和有机肥均能显著增加砂粒中有机碳的分配比例,而对粗粉粒和细粉粒无显著影响。分析结果还表明,土壤总有机碳及各级颗粒有机碳与外源有机碳的输入呈显著正线性相关关系（P固碳效率为10.6%,而各级颗粒之间,粘粒和砂粒组分的固碳效率（4.3%和3.6%）相当于粗粉粒和细粉粒（1.7%和1.0%）的2倍以上。南方红壤各级颗粒中有机碳均没有出现饱和现象,有机碳主要在土壤粘粒和砂粒组分中富集,细颗粒中有机碳的富集会促进大粒径土壤颗粒的形成,而粘粒是土壤固碳效率最重要的矿物颗粒组成部分。4、长期施肥下土壤有机碳固定效率存在时空差异性,并受多种因素所驱动。研究表明,我国土壤有机碳固定效率的中位数及变化范围随着试验年限的进行而下降,它们之间呈现显著的负指数关系（P碳固定效率的理论最大值约

关键词：土地利用方式土壤有机碳农田长期施肥固碳效率

混合电子供体促进非光合微生物菌群固碳效率的分子生态机制

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工业微生物 2019年第6期49卷 1-8页

作者：祝思媛席雪飞王磊同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 上海市污染控制与生态安全研究院上海200092 上海市环境科学研究院上海200233

前期研究已从全国各地的表层海水中分离驯化得到了能有效固碳的非光合固碳微生物菌群(Non-photosynthetic microbial community,NPMC),并发现在好氧条件下,混合电子供体(Mixture of Electron Donors,MEDs)(配比为0.46%NaNO2、0.50%Na2S2O3和1.25%Na2S)能显著提高其固碳效率。但其与最佳H2作为电子供体相比促进效果如何,其促进机制是什么,尚未见有报道。本文在比较了NPMC以MED和H2为电子供体的固碳效率基础上,从NPMC的固碳基因丰度和表达活性角度分析了MED促进NPMC固碳效率的分子生态学机制。结果表明:(1)MED系统的固碳效率可以达到H2系统的水平,并显著高于传统的NH4^+系统的固碳效率;(2)卡尔文循环关键基因cbbL和cbbM在MED系统中的较高基因丰度和同时较高的表达可能是MED促进NPMC固碳效率的一个重要原因;(3)由于MED系统含有不同价态的N和S,有利于多种微生物生长,丰富了微生物多样性,为形成不同菌种之间的相互作用促进cbbL和cbbM的同时高表达提供了条件。

关键词：非光合固碳菌群混合电子供体固碳效率 cbb基因丰度转录活性

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农田土壤固碳效率研究进展

土壤科学 2021年第4期9卷 157-161页

作者：于兆丰方明晴张忠启唐硕欧阳俊芃孙铭轩江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院江苏徐州

随着地球温室效应的增加,全球气候变化及其影响已成为世界各国可持续发展的核心问题,农田土壤固碳对于保持农业可持续发展与缓解气候变化具有双重的积极意义。本文从土壤固碳机理、农田土壤固碳效率的特征以及影响因素等方面国内外相关... 详细信息

随着地球温室效应的增加,全球气候变化及其影响已成为世界各国可持续发展的核心问题,农田土壤固碳对于保持农业可持续发展与缓解气候变化具有双重的积极意义。本文从土壤固碳机理、农田土壤固碳效率的特征以及影响因素等方面国内外相关领域的研究进展进行总结梳理,指出存在的问题及做出对未来研究的展望。

关键词：固碳机理影响因素固碳效率农田土壤

黄土高原北部典型县域耕层土壤有机碳储量的时空分布及其影响因素

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植物营养与肥料学报 2025年

作者：苏欣悦王跃锋何宁波李亚鹏柏凯栋王恒飞李建华徐明岗山西农业大学资源与环境学院山西农业大学生态环境产业技术研究院土壤健康山西省实验室

【目的】土壤有机碳含量可直观反映土壤肥力水平，其储量在全球碳平衡中起着至关重要的作用。应县地处黄土高原北部生态脆弱区，研究该县域长期多时间段耕地土壤有机碳储量的时空分布及影响因素，可为黄土高原区耕地土壤肥力提升和农业... 详细信息

【目的】土壤有机碳含量可直观反映土壤肥力水平，其储量在全球碳平衡中起着至关重要的作用。应县地处黄土高原北部生态脆弱区，研究该县域长期多时间段耕地土壤有机碳储量的时空分布及影响因素，可为黄土高原区耕地土壤肥力提升和农业生态环境保护提供理论依据。【方法】基于山西省应县1983、2010和2023年耕地土壤性质（有机碳、土壤养分等）以及1983—2023年相关农业生产（作物产量、种植面积、畜禽养殖等）数据资料，运用经典统计学、地统计学、方差分解以及随机森林模型等方法，量化耕层（0—20 cm）土壤有机碳储量的时空分布格局及主要影响因素。【结果】1) 1983—2023年间应县耕层（0—20 cm）土壤有机碳含量及其储量均呈增加趋势，净增量分别为3.20 g/kg和8.30 t/hm2。空间上来看，应县南部土壤有机碳含量和有机碳储量整体较高。其中，1983—2010年应县南部南泉乡有机碳储量增加最为明显，增量达10.14 t/hm2,2010—2023年应县西南部下马峪乡有机碳储量增加最大，增量为10.79 t/hm2。2) 40年来应县耕地碳投入量呈增加趋势，年均碳投入为2.15 t/（hm2·a）；耕层土壤固碳速率和固碳效率分别为0.21 t/（hm2·a）和9.67%，且表现为前期（1983—2010年）的土壤固碳速率和固碳效率要小于后期（2010—2023年）。空间上，40年来应县各乡镇土壤固碳效率均有所不同，白马石乡和下马峪乡固碳效率较高（19.07%、17.34%），而镇子梁乡的固碳效率最低（2.83%）。3)当前碳投入和土壤属性（容重、全氮和速效钾）是影响应县耕地土壤有机碳储量变化的主要因素。【结论】40年来应县耕地碳投入的增加显著提高了耕地土壤有机碳储量，且不同乡镇间变化趋势存在差异，建议应县中北部如大临河乡、藏寨乡等有机碳储量较低地区，应增施有机肥，以提高土壤肥力，增加农田土壤碳固存。

关键词：黄土高原应县土壤有机碳储量时空分布固碳效率

CO_(2)曝气供给对胶球藻固碳积脂效率的影响

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广东化工 2021年第23期48卷 82-85,57页

作者：苏杰龙马怡然唐裕芳周蓉李玉芹派恩(中山)科技有限公司广东中山528437 中山市千佑化学材料有限公司广东中山528437 湘潭大学化工学院湖南湘潭411105 华南理工大学与中山千佑共建博士后创新实践基地广东中山528437

探讨了CO_(2)曝气供给对胶球藻固碳积脂性能的影响。结果显示:在CO_(2)流量和浓度为2%和5 L/min曝气供给模式下,胶球藻生物量、油脂含量、油脂产率和CO_(2)固定效率为8.21 g/L、51.77%、607.19 mg/L/d和0.412g/L/d,较普通模式培养胶球... 详细信息

探讨了CO_(2)曝气供给对胶球藻固碳积脂性能的影响。结果显示:在CO_(2)流量和浓度为2%和5 L/min曝气供给模式下,胶球藻生物量、油脂含量、油脂产率和CO_(2)固定效率为8.21 g/L、51.77%、607.19 mg/L/d和0.412g/L/d,较普通模式培养胶球藻提高了1.25、1.10、1.38和1.85倍。2%CO_(2)曝气培养胶球藻中C16和C18脂肪酸含量为90.32%,单不饱和脂肪酸含量55.31%,显著高于饱和脂肪酸17.4%和多不饱和脂肪酸27.29%。CO_(2)曝气上调胶球藻固碳基因Rubisco和CA以及脂肪酸合成基因ACCase和FAD,增强了CO_(2)浓缩固碳路径,促使外部碳整合到胞内碳代谢流中,进而参与油脂和脂肪酸合成,共同促进细胞油脂富集。研究结果为利用微藻实现CO_(2)污染防治和缓解能源压力提供依据。

关键词：胶球藻 CO_(2)曝气供给固碳效率油脂产率脂肪酸生物柴油

施用有机肥煤矿复垦耕地有机碳的固持效率及组分变化

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植物营养与肥料学报 2022年第12期28卷 2143-2151页

作者：徐明岗李然孙楠安永齐王小利靳东升李建华张强洪坚平申华平山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室山西太原030031 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室北京100081 贵州大学农学院贵州贵阳550025 山西农业大学资源环境学院山西太谷030801

【目的】研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。【方法】山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机... 详细信息

【目的】研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。【方法】山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机肥(LMF)和化肥配施高量有机肥(HMF)4个处理。2019年玉米收获前,采集0—20 cm土层土壤样品,采用物理-化学联合分组方法,测定土壤总有机碳(SOC)及各组分有机碳含量,分析碳投入与土壤总有机碳及各组分有机碳含量之间的关系。【结果】复垦11年后,与CK相比,F、LMF和HMF处理SOC含量分别显著增加了23.8%、39.6%和82.1%(P固碳速率分别达到0.57、0.83和1.28 t/(hm^(2)·a)。复垦土壤的固碳效率为20.9%,游离态颗粒有机碳组分的固碳效率最大(9.0%),是土壤固碳的主要形式。与CK相比,F处理的土壤游离态颗粒有机碳、化学保护粘粒组有机碳和生物化学保护粘粒组有机碳储量分别提高37.1%、52.3%和93.5%,而LMF和HMF处理提高了土壤游离态粗颗粒有机碳组分、物理保护有机碳、化学保护粉粒组和粘粒组有机碳及生物化学保护粘粒组有机碳储量。与CK相比,HMF处理对上述各组分的提升幅度分别为66.1%、179.6%、59.7%、48.6%及63.0%;与LMF处理相比,HMF处理对各组分的提升幅度分别为19.6%、32.1%、28.5%、5.3%和7.3%。与CK和F处理相比,LMF和HMF处理显著提高了土壤物理保护有机碳在总有机碳中的分配比例。复垦土壤有机碳年均固定量均与年均碳投入量之间极显著正相关,复垦土壤各组分有机碳年均固定量与年均碳投入量之间极显著正相关(P碳年均固定量与碳投入量之间极显著正相关,在复垦11年后,复垦土壤仍有很大的固碳潜力,固存的有机碳主要以游离态颗粒有机碳为主。施用高量有机肥是快速恢复煤矿区复垦土壤有机碳含量的有效措施。

关键词：复垦耕地土壤有机碳物理-化学联合分组固碳效率

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