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模拟自然老化后生物炭对上、下层水稻土温室气体排放、理化性质和微生物的影响
1
作者
丁杰
孙福祺
+1 位作者
许梦茹
郁祁
《江苏农业科学》
北大核心
2025年第9期243-255,共13页
生物炭具有出色的吸附效果,并且施加到土壤中时能够有效地固定碳,因此被认为是一种有效的水稻土碳减排措施,但具体效果可能受到土壤深度、微生物群落和生物炭的老化等因素的影响。通过在水稻土中施加不同热解温度(500℃和700℃)制备生物...
生物炭具有出色的吸附效果,并且施加到土壤中时能够有效地固定碳,因此被认为是一种有效的水稻土碳减排措施,但具体效果可能受到土壤深度、微生物群落和生物炭的老化等因素的影响。通过在水稻土中施加不同热解温度(500℃和700℃)制备生物炭,并采用27%H_(2)O_(2)溶液进行改性以模拟自然老化,进一步通过52 d的厌氧培养试验,探究生物炭在模拟自然老化条件下对水稻土上层(0~10 cm)和下层(10~20 cm)土壤中甲烷(CH_(4))和二氧化碳(CO_(2))排放的影响和作用机制。结果表明,在52 d的厌氧培养期间,添加生物炭的土壤样品中CH_(4)的排放量明显低于对照组,其中BC7H处理的上层土和下层土的CH_(4)排放抑制率分别达到了88.2%和86.4%,表明经过H_(2)O_(2)改性后的生物炭具有更好的抑制CH_(4)排放效果。同时,生物炭的添加也影响了土壤的总有机碳(TOC)含量、溶解性有机碳(DOC)含量以及土壤中Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等电子竞争受体的含量。微生物分析表明,生物炭的添加明显提高了甲烷氧化菌的相对丰度,尤其是上层土中的unidentified_Methylophilaceae和下层土中的嗜甲基菌属(Methylophilus),同时降低了产甲烷菌甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta)的相对丰度。综上,生物炭的添加能够有效抑制水稻土中CH_(4)和CO_(2)的排放,特别是添加经过模拟自然老化处理后的生物炭。生物炭通过改变土壤的理化性质和微生物群落结构,增强了土壤中甲烷氧化菌的活性,从而减少了温室气体的排放。本研究为生物炭在农业土壤管理中的应用提供了科学依据,有助于减少稻田温室气体排放。
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关键词
生物炭
水稻土
温室气体排放
理化性质
微生物
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题名
模拟自然老化后生物炭对上、下层水稻土温室气体排放、理化性质和微生物的影响
1
作者
丁杰
孙福祺
许梦茹
郁祁
机构
苏州
科技
大学
环境科学
与工程
学院
苏州科技大学环境科学与工程学院江苏省重点实验室
出处
《江苏农业科学》
北大核心
2025年第9期243-255,共13页
基金
江苏省自然科学基金青年基金(编号:BK20230661)。
文摘
生物炭具有出色的吸附效果,并且施加到土壤中时能够有效地固定碳,因此被认为是一种有效的水稻土碳减排措施,但具体效果可能受到土壤深度、微生物群落和生物炭的老化等因素的影响。通过在水稻土中施加不同热解温度(500℃和700℃)制备生物炭,并采用27%H_(2)O_(2)溶液进行改性以模拟自然老化,进一步通过52 d的厌氧培养试验,探究生物炭在模拟自然老化条件下对水稻土上层(0~10 cm)和下层(10~20 cm)土壤中甲烷(CH_(4))和二氧化碳(CO_(2))排放的影响和作用机制。结果表明,在52 d的厌氧培养期间,添加生物炭的土壤样品中CH_(4)的排放量明显低于对照组,其中BC7H处理的上层土和下层土的CH_(4)排放抑制率分别达到了88.2%和86.4%,表明经过H_(2)O_(2)改性后的生物炭具有更好的抑制CH_(4)排放效果。同时,生物炭的添加也影响了土壤的总有机碳(TOC)含量、溶解性有机碳(DOC)含量以及土壤中Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等电子竞争受体的含量。微生物分析表明,生物炭的添加明显提高了甲烷氧化菌的相对丰度,尤其是上层土中的unidentified_Methylophilaceae和下层土中的嗜甲基菌属(Methylophilus),同时降低了产甲烷菌甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta)的相对丰度。综上,生物炭的添加能够有效抑制水稻土中CH_(4)和CO_(2)的排放,特别是添加经过模拟自然老化处理后的生物炭。生物炭通过改变土壤的理化性质和微生物群落结构,增强了土壤中甲烷氧化菌的活性,从而减少了温室气体的排放。本研究为生物炭在农业土壤管理中的应用提供了科学依据,有助于减少稻田温室气体排放。
关键词
生物炭
水稻土
温室气体排放
理化性质
微生物
分类号
S156.2 [农业科学—土壤学]
S181 [农业科学—农业基础科学]
S511.061 [农业科学—作物学]
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1
模拟自然老化后生物炭对上、下层水稻土温室气体排放、理化性质和微生物的影响
丁杰
孙福祺
许梦茹
郁祁
《江苏农业科学》
北大核心
2025
0
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