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长期秸秆还田水稻土团聚体内铁结合态有机碳的分布特征及其性质
1
作者 李冰洁 高菊生 +1 位作者 段英华 黄晶 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第4期621-630,共10页
【目的】土壤中的铁氧化物作为重要的胶结物质,通过吸附或共沉淀作用促进有机碳的固存,同时在团聚体形成过程中也发挥重要作用。我们研究了有机碳投入对铁氧化物结合态有机碳在团聚体中的含量及稳定性的影响,以深入理解稻田土壤中有机... 【目的】土壤中的铁氧化物作为重要的胶结物质,通过吸附或共沉淀作用促进有机碳的固存,同时在团聚体形成过程中也发挥重要作用。我们研究了有机碳投入对铁氧化物结合态有机碳在团聚体中的含量及稳定性的影响,以深入理解稻田土壤中有机碳的固存机制。【方法】依托湖南祁阳红壤实验站的双季稻长期定位试验,于试验的第11年,无扰动采集秸秆不还田(CK)、仅早稻秸秆还田(RS1)及早稻秸秆和晚稻秸秆均还田(RS2)处理小区的土样,采用干湿筛结合法将土壤团聚体分为大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)和黏粉粒(<0.053 mm),分析了团聚体中有机碳含量和铁氧化物结合态有机碳(OC_(Fe))含量,并进一步将OC_(Fe)分为络合铁结合态有机碳(OC_(PP))、非晶形铁氧化物结合态有机碳(OC_(HH))、晶形铁氧化物结合态有机碳(OC_(DH))3个形态,测定其在各粒级团聚体OC_(Fe)中的占比及其芳香性。【结果】各粒级团聚体中OC_(PP)、OC_(HH)、OC_(DH)占该团聚体中有机碳的比例分别为16.0%~22.4%、1.6%~3.0%、0.5%~1.8%,说明团聚体中铁氧化物结合态有机碳以络合铁结合态有机碳为主。与CK相比,RS1和RS2处理土壤大团聚体中的OC_(Fe)含量分别提高了21.3%和36.2%;RS1处理还显著提高了微团聚体中OC_(Fe)含量,降低了黏粉粒中OC_(Fe)含量;RS1和RS2处理显著增加了大团聚体中OC_(PP)及黏粉粒中OC_(DH)含量,且这两种铁结合态有机碳含量与团聚体有机碳含量呈线性正相关,说明秸秆还田改变了团聚体中铁结合态有机碳的赋存形态。此外,秸秆还田还显著提高了小团聚体中OC_(HH)及黏粉粒中OC_(DH)的芳香性。【结论】水稻土中秸秆还田促进了络合铁结合态有机碳在大团聚体中的积累,增加了晶形铁氧化物结合态有机碳在微团聚体和黏粉粒中的含量,提高了黏粉粒中晶形铁氧化物结合态有机碳的芳香性,进而增强了土壤团聚体中有机碳的稳定性。这可能是秸秆还田后土壤有机碳固存的重要机制之一。 展开更多
关键词 水稻土 有机碳 团聚体 铁结合态有机碳 芳香性
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马里亚纳海沟海底沉积物活性铁氧化物对有机碳的保存作用
2
作者 姜伟华 罗敏 《地球化学》 北大核心 2025年第4期471-481,共11页
有机碳与活性铁氧化物结合是海洋沉积物中有机碳长期储存的关键因素。深渊海沟是地球上最深(>6000 m)和探索最少的生态系统之一,可能是深海有机质的沉积中心和微生物活动的“热点区”。本文通过对马里亚纳海沟轴部(10954 m)和深海平... 有机碳与活性铁氧化物结合是海洋沉积物中有机碳长期储存的关键因素。深渊海沟是地球上最深(>6000 m)和探索最少的生态系统之一,可能是深海有机质的沉积中心和微生物活动的“热点区”。本文通过对马里亚纳海沟轴部(10954 m)和深海平原站位(5800 m)沉积物开展铁结合有机碳占总有机碳比例(fOC-Fe_(R))、铁结合有机碳与活性铁摩尔比(OC/Fe)以及铁结合有机碳稳定碳同位素组成(δ^(13)COC-Fe_(R))分析测试,发现马里亚纳海沟沉积物fOC-Fe_(R)为19.1%,接近全球海洋表层沉积物平均水平(20.2%),表明深渊海沟沉积物活性铁氧化物在捕获有机碳方面仍然发挥重要作用,可能与频发的块体滑移事件和火山灰沉积有关。活性铁氧化物与有机碳主要以表面吸附的方式结合,且结合的有机质主要是海洋来源。相比于深海平原,海沟轴部更偏负的δ^(13)COC-Fe_(R)值可能由于轴部沉积物再搬运、再沉积或轴部更加活跃的微生物活动优先消耗富^(12)C同位素的有机碳导致。本研究有助于深入认识有机碳在深渊海沟沉积物中的保存机制,对了解深海碳循环有重要意义。 展开更多
关键词 铁结合有机碳 有机碳保存 活性铁氧化物 马里亚纳海沟 深海碳循环
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全新世长江河口铁结合沉积有机碳的埋藏及其影响因素的研究
3
作者 陈佳琪 肖文杰 +5 位作者 刘志良 潘思尚 年小美 张卫国 葛黄敏 许云平 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1139-1149,共11页
探究海洋沉积物中有机碳的来源、埋藏通量及其稳定机制对于理解全球碳循环具有重要的意义。河口连结陆地和海洋两大碳库,是全球碳循环的关键地带。前人研究发现活性铁(FeR)在沉积有机碳的保存中扮演着重要角色。尽管长江口及其邻近东海... 探究海洋沉积物中有机碳的来源、埋藏通量及其稳定机制对于理解全球碳循环具有重要的意义。河口连结陆地和海洋两大碳库,是全球碳循环的关键地带。前人研究发现活性铁(FeR)在沉积有机碳的保存中扮演着重要角色。尽管长江口及其邻近东海区域的碳循环已经被广泛研究,但关于FeR在地质时间尺度上如何影响沉积有机碳的埋藏过程尚不清楚。文章对长江口横沙岛采集的一根40 m长的沉积柱样(HSD22)进行了分析,探讨了在全新世长江口沉积环境发生明显变化的三个阶段(潮滩相、河口湾-浅海相、三角洲相)期间总有机碳(TOC)和铁结合有机碳(FeR-OC)含量及其稳定碳同位素(δ13C)的变化及其影响因素。研究结果显示,在潮滩相、河口湾-浅海相和三角洲相,FeR-OC含量分别为0.04%±0.02%、0.08%±0.04%和0.09%±0.06%,占TOC的比例分别为6.73%、12.73%和12.06%。这一研究表明,在全新世期间,长江河口区约有11.72%±6.03%的沉积有机碳是通过与铁结合来保存埋藏的,凸显了FeR在河口湿地有机碳保存机制中的重要性。基于δ13C端元混合模型估算发现FeROC以陆源有机碳为主,但在不同的沉积相间波动明显。这些发现强调了河口湿地FeR矿物在有机碳保护过程中受到有机碳来源和埋藏条件的影响。 展开更多
关键词 铁结合有机碳 活性铁 不同沉积相 碳埋藏通量 河口湿地
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广西红树林表层沉积物中活性铁氧化物对有机碳的保存
4
作者 相志远 张芬芬 +1 位作者 魏金娥 杜金洲 《海洋学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期13-33,共21页
铁氧化物在全球土壤(沉积物)有机碳(Organic Carbon,OC)存储中具有重要作用。红树林湿地同时具有陆源与海源输入,为活性铁氧化物(Fe_(R))对OC的保存提供了独特的生境。然而红树林表层沉积物中Fe_(R)对OC保存过程中的影响因素以及Fe_(R)... 铁氧化物在全球土壤(沉积物)有机碳(Organic Carbon,OC)存储中具有重要作用。红树林湿地同时具有陆源与海源输入,为活性铁氧化物(Fe_(R))对OC的保存提供了独特的生境。然而红树林表层沉积物中Fe_(R)对OC保存过程中的影响因素以及Fe_(R)对OC组分的选择性尚不明确。本研究选择广西大风江入海口和茅尾海周围受到潮汐与河流影响的天然红树林生境中的表层沉积物,研究沉积物中铁结合有机碳(Fe-OC)含量以及组分的变化。结果表明,大风江入海口与茅尾海表层沉积物中Fe-OC平均含量分别为0.16%±0.07%与0.17%±0.07%,在总有机碳(TOC)中所占比例(f_(Fe-OC))分别为16.2%±5.04%与10.9%±5.63%,主要保存方式为吸附。Fe_(R)对OC的保存受到沉积物粒度、Fe_(R)含量与形态以及TOC来源与组分的影响。TOC、Fe_(R)与Fe-OC主要分布在粒度较小的沉积物组分中。表层沉积物中铁的存在形式以Fe_(3+)为主,占总铁的87.42%,在高盐度沉积物中相对更高。Fe_(R)会选择性保存结合δ^(13)C值(稳定性碳同位素自然丰度)偏正的OC与芳香族OC。与茅尾海相比较,大风江入海口表层沉积物Fe-OC中类蛋白荧光组分占总荧光组分的比例更高。类蛋白荧光组分占比随Fe-OC∶Fe摩尔比升高而升高。本研究有助于明确广西红树林表层沉积物中Fe_(R)对OC的选择性保存机制,加深对陆海界面沉积物中OC的保存过程的了解。 展开更多
关键词 红树林 沉积物 铁结合有机碳 稳定性碳同位素
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闽江河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响 被引量：3
5
作者 刘旭阳 王纯 +7 位作者 郭萍萍 方云英 沈李东 胡世文 黑杰 王亚非 胥佳忆 王维奇 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期44-54,共11页
土壤铁氧化物结合态有机碳是有机碳长期维持的主要途径,但其机理研究仍较为薄弱。为探究河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响,本研究选择福建省闽江河口天然芦苇湿地与围垦稻田为研究对象,对两种类型土壤中的铁结合态有机碳(Fe-OC... 土壤铁氧化物结合态有机碳是有机碳长期维持的主要途径,但其机理研究仍较为薄弱。为探究河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响,本研究选择福建省闽江河口天然芦苇湿地与围垦稻田为研究对象,对两种类型土壤中的铁结合态有机碳(Fe-OC)及其相关指标进行测定与分析。结果显示:①芦苇湿地围垦稻田改变了土壤氧化还原过程,显著影响土壤中铁相的转化。围垦后土壤二价铁[Fe(Ⅱ)]、三价铁[Fe(Ⅲ)]、活性总铁含量(HCl-Fe_(t))及Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)分别显著下降了24.68%、52.56%、51.45%、35.68%(P<0.05)。游离态氧化铁(Fe_(d))与无定形态铁(Fe_(o))含量分别显著下降了21.64%和29.24%(P<0.05),络合态铁(Fe_(p))含量则有所增加。②芦苇湿地围垦稻田显著影响土壤碳固存,Fe-OC与土壤有机碳含量(SOC)在围垦稻田后分别显著下降了39.03%和18.42%(P<0.05);芦苇湿地与稻田土壤Fe-OC均主要以吸附途径结合,稻田土壤Fe-OC对土壤有机碳的贡献率(fFe-OC)显著高于芦苇湿地(P<0.05)。③土壤全氮、含水量、电导率、铁以及土壤有机碳、溶解性有机碳与Fe-OC呈显著正相关(P<0.01)。本研究可为退耕还湿、土壤碳增汇提供科学参考。 展开更多
关键词 铁 铁结合态有机碳 芦苇湿地 稻田 闽江河口
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富铁有机肥对重度苏打盐碱地土壤有机质及细菌群落的影响
6
作者 邵玟玥 于锐 +5 位作者 赵光影 吴霞 杨文聪 袁宁 梁梦月 罗那那 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4458-4469,共12页
选取重度苏打盐碱地土壤,通过盆栽法培养水稻,以不施加有机肥为空白对照(CK),研究普通有机肥(M0)、1%生物炭负载纳米Fe_(3)O_(4)(BC-Fe_(3)O_(4)NPs)添加堆制有机肥(M1)和1%生物炭负载纳米铁粒子(BC-FeNPs)添加堆制有机肥(M2)的施加对... 选取重度苏打盐碱地土壤,通过盆栽法培养水稻,以不施加有机肥为空白对照(CK),研究普通有机肥(M0)、1%生物炭负载纳米Fe_(3)O_(4)(BC-Fe_(3)O_(4)NPs)添加堆制有机肥(M1)和1%生物炭负载纳米铁粒子(BC-FeNPs)添加堆制有机肥(M2)的施加对土壤理化性质、养分有效性、酶活性及细菌群落变化的影响.结果表明:与M0相比,M2处理可溶性盐含量显著降低23.31%(P<0.05).与M0相比,施加富铁有机肥增加了苏打盐碱地土壤总有机碳含量,增幅达4.95%.与M0相比,施加M2使铁结合态有机碳(Fe-OC)含量显著提升66.92%.与CK相比,有机肥使土壤速效钾、速效磷含量分别增加262.51%~521.28%、222.99%~311.85%.与M0相比,M2处理能显著提升土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,并能显著提高土壤细菌群落的丰富度和多样性,显著提高土壤中变形菌门、拟杆菌门和放线菌门的相对丰度.上述细菌菌门的相对丰度与盐碱土速效养分含量呈正相关.因此,1%BC-FeNPs堆制的有机肥能够显著降低土壤可溶性盐含量,通过促进Fe-OC形成从而显著提高总有机碳含量,提高细菌群落丰富度和多样性,有利于重度苏打盐碱地土壤培肥. 展开更多
关键词 富铁有机肥 铁结合态有机碳 土壤有机质 苏打盐碱地改良
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凋落物输入对木荷林土壤微团聚体有机碳及其化学结合形态的影响 被引量：3
7
作者 朱丽琴 黄荣珍 +3 位作者 王金平 黄国敏 万鸿宇 林丽靖 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第1期307-313,共7页
[目的]探究地上凋落物、地下根系和菌根输入对红壤恢复林地土壤微团聚体的影响,为退化地进行森林恢复后土壤功能重建和生态系统碳循环提供依据。[方法]以亚热带红壤侵蚀退化地恢复形成的典型阔叶林分木荷纯林为研究对象,设置无凋落物(CT... [目的]探究地上凋落物、地下根系和菌根输入对红壤恢复林地土壤微团聚体的影响,为退化地进行森林恢复后土壤功能重建和生态系统碳循环提供依据。[方法]以亚热带红壤侵蚀退化地恢复形成的典型阔叶林分木荷纯林为研究对象,设置无凋落物(CT)、菌根(M)、根系+菌根(RM)、地上+地下凋落物(LRM)和地上凋落物加倍(DLRM)5种输入处理,对土壤微团聚体组成、有机碳及其化学结合形态进行分析。[结果]木荷恢复林土壤微团聚体质量百分比、有机碳、钙键结合态有机碳(Ca-SOC)、铁铝键结合态有机碳[Fe(Al)-SOC]和Ca-SOC/SOC在不同处理间均无显著差异(p>0.05);相对于CT,LRM处理使20~50μm和50~200μm粒级微团聚体Fe(Al)-SOC/SOC分别降低了40.06%和46.67%(p<0.05)。土壤微团聚体质量百分比、有机碳、Ca-SOC和Fe(Al)-SOC均随粒级的增大而减小,有机碳及结合态有机碳趋于在较小粒级的微团聚体颗粒组(<20μm)中富集。微团聚体Ca-SOC含量(0.55~1.28 g/kg)远低于Fe(Al)-SOC含量(6.88~13.34 g/kg),但其在不同粒级中的变化幅度大于Fe(Al)-SOC;Ca-SOC/SOC(1.54%~3.44%)亦小于Fe(Al)-SOC/SOC(16.75%~42.54%)。微团聚体质量百分比、有机碳、Ca-SOC和Fe(Al)-SOC两两之间呈极显著正相关关系(r=0.497~0.757,p<0.01)。[结论]木荷恢复林土壤微团聚体及其有机碳受粒级的影响,对地上凋落物、地下根系和菌根的短期输入有所响应,但未达到显著水平,需要在更长的时间尺度上开展研究。 展开更多
关键词 凋落物 微团聚体 钙键结合态有机碳 铁铝键结合态有机碳 木荷
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