稻田土壤中不同稳定性有机碳的周转特征及其碳铁耦合机制

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hastenhe
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库,其稳定性和动态变化与土壤养分循环和全球气候变化紧密相关。土壤碳与矿物(如:铁氧化物)的解吸和吸附的平衡过程是调控有机碳矿化和固持的关键。本研究利用13C同位素示踪技术,以微生物易利用态的葡萄糖为外源碳,人工制备水铁矿、针铁矿及其四种碳铁复合物(吸附态水铁矿(Fh-G)、吸附态针铁矿(Goe-G)、包裹态水铁矿(Fh*G)、包裹态针铁矿(Goe*G)),研究在厌氧条件下添加不同稳定性有机物对稻田土壤碳矿化及其激发效应的影响,并探讨了铁的氧化还原过程和有机碳矿化的相互作用。以期为深入研究土壤碳周转过程,探讨南方稻田土壤的碳稳定机制提供研究思路和理论依据。主要研究结果如下:(1)不同形态碳铁复合物的添加促进了土壤矿化释放C02,抑制CH4释放。其中,水铁矿系列(Fh-G和Fh*G)的促进或抑制作用较针铁矿系列(Goe-G和Goe*G)表现更为强烈。在碳铁不同结合方式条件下,外源葡萄糖-13C的添加刺激了 13CO2释放而抑制13CH4释放,同时不同程度上促进了土壤原有有机碳矿化释放CO2,抑制CH4释放。在不同结合态有机碳对稻田土壤有机质的激发效应方面:相对于Fh,Fh-G和Fh*G的PECO2为较弱的正激发,即相对抑制了 C02矿化,增加碳固持。针铁矿系列亦然。相对于Goe-G和Goe*G,水铁矿碳铁复合物对CH4的抑制作用更显著,为更强的负累积负激发。(2)利用一级动力学双指数模型拟合得出:不同形态13C-葡萄糖-铁复合物的添加,使葡萄糖-C向快速转化碳库分配的比例大于单独添加葡萄糖处理。其中,Goe-G和Goe*G的作用显著,两种水铁矿复合物在外源碳分配和半衰期无显著差异。另外,Goe*G处理的快速转化碳库最大,其半衰期和平均滞留时间最长,减慢了外源C在稻田土壤的周转速率。厌氧培养末期各处理的13SOC和13C-CUE具体表现为Goe*G>Goe-G>Fh*G或Fh-G。因此,四种铁氧化物相对稳定性大体为针铁矿系列>水铁矿系列。相对于结合方式的稳定性具体表现为:Goe*G>Goe-G;而Fh-G和Fh*G的稳定性有待进一步确定。(3)在稻田土壤碳铁耦合作用对碳矿化的影响方面:1)四种碳铁复合物的外源葡萄糖矿化和铁还原率的关系符合Hill模型。模型拟合分析表明Fh、Goe与葡萄糖的不同方式结合改变了铁氧化还原下外源葡萄糖矿化过程。Goe-G在低铁还原率条件下更易达到葡萄糖矿化率的最大值。2)累积激发效应与铁还原率的线性拟合分析表明,稻田土壤碳铁耦合过程中的释放CO2和CH4机制不同。其作用程度和Fh、Goe与葡萄糖以不同结合方式共同输入有关。相对于Goe-G和Goe*G,添加Fh-G和Fh*G的铁对碳矿化过程促进或抑制作用效果更显著。3)冗余分析和多元逐步回归分析表明:土壤DOC和土壤水溶液DOC(WDOC)对于外源葡萄糖矿化更具有解释意义。铁的氧化还原和pH是土壤原有有机碳矿化的关键性指标。在添加不同碳铁复合物条件下,土壤Olsen-P对土壤碳周转过程有重要影响。根据结构方程模型推测在外源碳铁复合物添加条件下,微生物利用外源碳铁复合物分解释放DOC的同时,可能引起土壤pH环境的强烈变化,进而影响铁的氧化还原过程和Olsen-P等养分利用过程。具体表现为土壤DOC、Olsen-P、pH和外源葡萄糖矿化率均极显著直接正作用于激发效应。总之,本文较系统地研究了稻田土壤中不同稳定性碳铁复合物的碳矿化特征,分析了在厌氧条件下碳铁耦合作用对碳矿化的影响。对揭示土壤矿物结合态有机碳的稳定机制,提高土壤有机碳含量、增加土壤肥力以及应对全球气候变化等方面均具有重要意义。
其他文献
<正>带有私心的"惩贪",难以形成有效的反腐机制,人亡政息,甚至人未亡政已息,也就毫不足奇了。刘宋的开国君主刘裕出身寒微,凭借军功和特殊时代机遇在东晋末年异军突起,并最终
期刊
目的 探讨血浆置换治疗慢性重型乙型肝炎的临床效果分析。方法 回顾性分析2010年1月-2016年10月在我院接受治疗的慢性重型乙型肝炎患者181例,随机分为对照组85例和观察组96例
传统的水库调度以兴利调度和防洪调度为主,常忽视生态环境问题,导致河流生态水文系统的健康状况不断恶化。相对传统的以水电站年发电量最大,发电保证率最高为目标函数,本研究
目的观察双重血浆分子吸附系统联合血浆置换治疗重型乙型肝炎的疗效及安全性。方法 32例重型乙型肝炎患者在内科综合治疗的基础上,根据病情给予双重血浆分子吸附联合血浆置换
根据吉化公司染料厂邻酐车问实际运转的工厂装置和运行数据,利用化学反应器设计的基本原理和已知的动力学方程进行了国外(意大利)引进装置的剖析设计研究,设计计算数据与工厂运
【正】旅游环境成本是评价旅游环境承载力的重要组成部分,环境成本分散于其评价指标的各个分量中,环境生态承载力作为衡量旅游环境自然资源供给的主要指标,是囊括旅游环境成
复方蛇床子制剂(含蛇床子挥发油)Ⅱ期临床试验出现头晕,心悸,出汗,胸闷,口舌发麻,恶心等不良反应,发生率11/20例.伦理委员会在分析不良反应与试验药物的关系后,进一步对不良
未来3年,我国将成为世界饮料第一大国。在这个背景下,国内外饮料巨头正在运筹备战,为争夺世界饮料第一大国的市场而努力。专业机构分析认为,我国饮料市场将正式进入“战国时代”,
在中国现代文学进程中,安徽作家与19世纪英国文学渊源颇深。胡适、刘延陵、汪静之、朱湘、苏雪林、方令孺、蒋光慈、方玮德、韦丛芜、李霁野等为推动中国文学走上现代性和世
在调研粉煤灰资源的基础上,对贵州省粉煤灰的品质进行了系统检测和分析评价,针对性地提出了改善贵州省粉煤灰品质的措施和提高贵州省粉煤灰综合利用率的途径。