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针铁矿吸附态和包裹态有机碳在稻田土壤中的矿化及其激发效应
被引量：
10
1
作者
江家彬
祝贞科
+5 位作者
林森
李宇虹
李科林
王小利
葛体达
吴金水
《土壤学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1530-1539,共10页
南方水稻土富含铁氧化物,土壤有机碳通过与铁氧化物结合的形式长期固存于土壤中;由于土壤中氧化铁和有机碳主要通过吸附、键和与包裹等形式存在,所以不同的碳铁复合物的稳定性存在一定的差异。尽管已有较多研究分析了土壤中有机碳与铁...
南方水稻土富含铁氧化物,土壤有机碳通过与铁氧化物结合的形式长期固存于土壤中;由于土壤中氧化铁和有机碳主要通过吸附、键和与包裹等形式存在,所以不同的碳铁复合物的稳定性存在一定的差异。尽管已有较多研究分析了土壤中有机碳与铁矿的结合与赋存形式,但是有机碳与铁矿间的结合方式对有机碳在水稻土中矿化及其激发效应的影响机制尚不明确。以葡萄糖为典型小分子外源有机碳,通过制备针铁矿吸附态葡萄糖和包裹态葡萄糖,采用室内模拟培养实验,研究两种铁矿结合态葡萄糖在淹水水稻土中的矿化特征及其激发效应。结果表明:与单独添加葡萄糖处理相比,碳铁复合物的添加分别使CO_(2)和^(13)CO_(2)释放量增加了0.39倍~0.53倍和0.87倍~1.07倍,却使CH_(4)和^(13)CH_(4)释放量分别降低了0.44倍~0.59倍和0.25倍~0.44倍。相对于针铁矿吸附态葡萄糖,针铁矿包裹态葡萄糖显著抑制了CH_(4)释放。而且,碳铁复合物的添加均在一定程度上促进了土壤原有有机碳矿化释放CO_(2),但抑制了来源于土壤原有有机碳的CH_(4)释放。其中,针铁矿包裹态葡萄糖对来源于土壤原有有机碳的CH_(4)释放量是针铁矿吸附态葡萄糖的1.33倍。针铁矿包裹态葡萄糖的快速矿化的碳库比例显著高于针铁矿吸附态葡萄糖,且其半衰期(T_(1/2))较针铁矿吸附态葡萄糖大10.85倍,其快库转化速率(k1)和慢库转化速率(k2)比铁矿吸附态葡萄糖的小10.74倍和19倍。其次,针铁矿包裹态葡萄糖对土壤有机质CO_(2)累积激发效应表现为较弱的正激发(6.44 mg·kg^(-1)),而对土壤有机质CH_(4)累积激发效应则表现为负激发(–15.49 mg·kg^(-1)),即针铁矿包裹态葡萄糖的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化(–9.05 mg·kg^(-1)),从而增强了土壤有机碳的固持潜力。因此,不同结构碳铁复合物的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化,且针铁矿包裹态有机碳比针铁矿吸附态有机碳在水稻土中具有更强的稳定性和固碳效应。该研究结果也表明,水稻土中与铁氧化结合的小分子有机碳相对于游离态的有机碳,具有更强的生物稳定性,更低的矿化速率,而且能够抑制土壤有机碳的矿化,产生负激发效应,有利于增加土壤的长期固碳效应。
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关键词
水稻土
碳铁复合物
碳同位素标记
激发效应
碳固持
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职称材料
黄色石灰土不同粒径团聚体有机碳矿化对温度的响应
被引量：
7
2
作者
江家彬
杨芳
+1 位作者
王小利
段建军
《山地农业生物学报》
2020年第5期29-37,共9页
石灰岩(CaCO_3)发育是西南喀斯特地貌的主要成因,且石灰岩发育而成的石灰土对全球温室气体的排放产生了巨大的影响,但石灰土不同粒径团聚体中的有机碳在不同温度下的矿化特征尚不清楚。因此,本研究通过室内模拟培养试验结合湿筛法和碱...
石灰岩(CaCO_3)发育是西南喀斯特地貌的主要成因,且石灰岩发育而成的石灰土对全球温室气体的排放产生了巨大的影响,但石灰土不同粒径团聚体中的有机碳在不同温度下的矿化特征尚不清楚。因此,本研究通过室内模拟培养试验结合湿筛法和碱液吸收法探究了15℃、25℃和35℃下黄色石灰土>0.25 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm和<0.002 mm粒径团聚体有机碳的矿化特征。结果表明:随团聚体粒径降低,土壤有机碳含量逐渐降低(P<0.05),其中,>0.25 mm有机碳含量为15.67 g/kg,<0.002 mm有机碳含量为0.59 g/kg;在培养的第1天,三种温度下各粒径团聚体有机碳矿化速率均达到峰值,随后快速下降并逐渐趋于稳定;且0.053 mm^0.25 mm团聚体有机碳的矿化速率(14.37~31.99 mg/(kg·d))和累积矿化量(100.67~223.92 g/kg)最大,是最低的<0.002 mm粒径团聚体的1.01~1.28倍;各粒径团聚体可矿化有机碳比例分别为:>0.25 mm(0.41%~0.91%)、0.053~0.25 mm(0.42%~0.93%)、0.002~0.053 mm(0.44%~0.79%)和<0.002 mm(0.41%~0.73%)(P<0.05)。其次,在低温(15℃)下升温,0.053~0.25 mm团聚体有机碳Q_(10)值(1.56)最大,而常温(25℃)下升温,则是>0.25 mm团聚体有机碳Q_(10)值最大(1.68);且0.053~0.25 mm团聚体有机碳的潜在可矿化量C_0(111.62~239.59 mg/kg)及矿化速率常数K(0.41~0.44)均大于其余各粒径团聚体。综上所述,黄色石灰土0.053~0.25 mm粒径团聚体有机碳矿化对升温的响应强烈,>0.25 mm和0.002~0.053 mm粒径团聚体次之,而<0.002 mm粒径团聚体有机碳矿化对升温响应最弱;固碳能力依次为:(<0.002 mm)>(0.002~0.053 mm)>(>0.25 mm)>(0.053~0.25 mm)。
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关键词
黄色石灰土
固碳潜力
不同粒径团聚体
有机碳矿化
温度敏感性
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职称材料
题名
针铁矿吸附态和包裹态有机碳在稻田土壤中的矿化及其激发效应
被引量：
10
1
作者
江家彬
祝贞科
林森
李宇虹
李科林
王小利
葛体达
吴金水
机构
贵州大学农学院
中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室
中南林业科技大学环境科学与工程学院
出处
《土壤学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1530-1539,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41761134095,41877104,31860160)资助。
文摘
南方水稻土富含铁氧化物,土壤有机碳通过与铁氧化物结合的形式长期固存于土壤中;由于土壤中氧化铁和有机碳主要通过吸附、键和与包裹等形式存在,所以不同的碳铁复合物的稳定性存在一定的差异。尽管已有较多研究分析了土壤中有机碳与铁矿的结合与赋存形式,但是有机碳与铁矿间的结合方式对有机碳在水稻土中矿化及其激发效应的影响机制尚不明确。以葡萄糖为典型小分子外源有机碳,通过制备针铁矿吸附态葡萄糖和包裹态葡萄糖,采用室内模拟培养实验,研究两种铁矿结合态葡萄糖在淹水水稻土中的矿化特征及其激发效应。结果表明:与单独添加葡萄糖处理相比,碳铁复合物的添加分别使CO_(2)和^(13)CO_(2)释放量增加了0.39倍~0.53倍和0.87倍~1.07倍,却使CH_(4)和^(13)CH_(4)释放量分别降低了0.44倍~0.59倍和0.25倍~0.44倍。相对于针铁矿吸附态葡萄糖,针铁矿包裹态葡萄糖显著抑制了CH_(4)释放。而且,碳铁复合物的添加均在一定程度上促进了土壤原有有机碳矿化释放CO_(2),但抑制了来源于土壤原有有机碳的CH_(4)释放。其中,针铁矿包裹态葡萄糖对来源于土壤原有有机碳的CH_(4)释放量是针铁矿吸附态葡萄糖的1.33倍。针铁矿包裹态葡萄糖的快速矿化的碳库比例显著高于针铁矿吸附态葡萄糖,且其半衰期(T_(1/2))较针铁矿吸附态葡萄糖大10.85倍,其快库转化速率(k1)和慢库转化速率(k2)比铁矿吸附态葡萄糖的小10.74倍和19倍。其次,针铁矿包裹态葡萄糖对土壤有机质CO_(2)累积激发效应表现为较弱的正激发(6.44 mg·kg^(-1)),而对土壤有机质CH_(4)累积激发效应则表现为负激发(–15.49 mg·kg^(-1)),即针铁矿包裹态葡萄糖的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化(–9.05 mg·kg^(-1)),从而增强了土壤有机碳的固持潜力。因此,不同结构碳铁复合物的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化,且针铁矿包裹态有机碳比针铁矿吸附态有机碳在水稻土中具有更强的稳定性和固碳效应。该研究结果也表明,水稻土中与铁氧化结合的小分子有机碳相对于游离态的有机碳,具有更强的生物稳定性,更低的矿化速率,而且能够抑制土壤有机碳的矿化,产生负激发效应,有利于增加土壤的长期固碳效应。
关键词
水稻土
碳铁复合物
碳同位素标记
激发效应
碳固持
Keywords
Paddy soil
Carbon-goethite association
Carbon isotope labeling
Priming effect
Carbon sequestration
分类号
X144 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
黄色石灰土不同粒径团聚体有机碳矿化对温度的响应
被引量：
7
2
作者
江家彬
杨芳
王小利
段建军
机构
贵州大学农学院
贵州大学烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室
出处
《山地农业生物学报》
2020年第5期29-37,共9页
基金
国家自然科学基金项目“外源碳和钙对喀斯特区土壤有机碳积累及其对温度的响应机制”(31860160)
国家自然科学基金“贵州喀斯特小流域土壤有机碳及其组分特征、形成机制和储量估算”(41361064)。
文摘
石灰岩(CaCO_3)发育是西南喀斯特地貌的主要成因,且石灰岩发育而成的石灰土对全球温室气体的排放产生了巨大的影响,但石灰土不同粒径团聚体中的有机碳在不同温度下的矿化特征尚不清楚。因此,本研究通过室内模拟培养试验结合湿筛法和碱液吸收法探究了15℃、25℃和35℃下黄色石灰土>0.25 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm和<0.002 mm粒径团聚体有机碳的矿化特征。结果表明:随团聚体粒径降低,土壤有机碳含量逐渐降低(P<0.05),其中,>0.25 mm有机碳含量为15.67 g/kg,<0.002 mm有机碳含量为0.59 g/kg;在培养的第1天,三种温度下各粒径团聚体有机碳矿化速率均达到峰值,随后快速下降并逐渐趋于稳定;且0.053 mm^0.25 mm团聚体有机碳的矿化速率(14.37~31.99 mg/(kg·d))和累积矿化量(100.67~223.92 g/kg)最大,是最低的<0.002 mm粒径团聚体的1.01~1.28倍;各粒径团聚体可矿化有机碳比例分别为:>0.25 mm(0.41%~0.91%)、0.053~0.25 mm(0.42%~0.93%)、0.002~0.053 mm(0.44%~0.79%)和<0.002 mm(0.41%~0.73%)(P<0.05)。其次,在低温(15℃)下升温,0.053~0.25 mm团聚体有机碳Q_(10)值(1.56)最大,而常温(25℃)下升温,则是>0.25 mm团聚体有机碳Q_(10)值最大(1.68);且0.053~0.25 mm团聚体有机碳的潜在可矿化量C_0(111.62~239.59 mg/kg)及矿化速率常数K(0.41~0.44)均大于其余各粒径团聚体。综上所述,黄色石灰土0.053~0.25 mm粒径团聚体有机碳矿化对升温的响应强烈,>0.25 mm和0.002~0.053 mm粒径团聚体次之,而<0.002 mm粒径团聚体有机碳矿化对升温响应最弱;固碳能力依次为:(<0.002 mm)>(0.002~0.053 mm)>(>0.25 mm)>(0.053~0.25 mm)。
关键词
黄色石灰土
固碳潜力
不同粒径团聚体
有机碳矿化
温度敏感性
Keywords
yellow lime soil
aggregates with different particle sizes
mineralization of organic carbon
carbon sequestration potential
temperature sensitivity
分类号
S152. [农业科学—土壤学]
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针铁矿吸附态和包裹态有机碳在稻田土壤中的矿化及其激发效应
江家彬
祝贞科
林森
李宇虹
李科林
王小利
葛体达
吴金水
《土壤学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
10
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职称材料
2
黄色石灰土不同粒径团聚体有机碳矿化对温度的响应
江家彬
杨芳
王小利
段建军
《山地农业生物学报》
2020
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