生物炭、天然生物質(zhì)和有機(jī)氮肥對黃河三角洲濱海濕地土壤有機(jī)氮礦化的影響.pdf

1、黃河三角洲濱海濕地是中國暖溫帶面積最廣闊、最年輕的新生濕地生態(tài)系統(tǒng)。但由于氣候變化及人類不合理開發(fā)利用等原因?qū)е伦匀粷竦匚s和退化嚴(yán)重，土壤鹽漬化日趨加劇，土壤易板結(jié)，氮、磷等營養(yǎng)元素含量較低。近年來，人們通過植被恢復(fù)、水文調(diào)控等措施對黃河三角洲濱海濕地進(jìn)行了卓有成效的恢復(fù)。但要實(shí)現(xiàn)該退化濕地的持續(xù)恢復(fù)和功能保育，必須從根本上改良濕地土壤。近些年來新興的生物炭(biochar，BC)技術(shù)為改良貧瘠的鹽堿土壤，實(shí)現(xiàn)退化濕地的持續(xù)恢復(fù)和功能

2、保育提供了一條新的思路和途徑。
　　生物炭是由生物質(zhì)在封閉、低或無氧的體系下經(jīng)過熱解得到的一種富含碳的多孔材料，其巨大的比表面積以及豐富的多孔結(jié)構(gòu)，可以有效改善土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)等物理特性，從而提高土壤透氣性、持水能力和土壤肥力，是一種良好的土壤改良劑。BC輸入濕地土壤后對土壤的質(zhì)地、養(yǎng)分循環(huán)和作物產(chǎn)量均會產(chǎn)生影響。因此，BC輸入可能會對濱海濕地土壤氮的礦化產(chǎn)生影響。氮素是黃河三角洲濱海濕地土壤最重要的限制性養(yǎng)分。該地區(qū)土壤過低的有

3、效氮含量大大影響了濕地生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力，而有效氮主要來自于土壤氮素礦化。本研究通過室內(nèi)150d的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，共設(shè)定7個(gè)處理組:空白對照，1％BC，3％BC，3％蘆葦，3％蘆葦+3％BC，0.3％尿素，0.3％尿素+1％BC，探討了低溫?zé)频幕ㄉ鷼ど锾?、天然生物質(zhì)蘆葦以及有機(jī)氮肥尿素對濕地土壤有機(jī)氮素礦化的影響及可能的影響機(jī)制。
　　結(jié)果表明:
　　1)1％BC和3％BC添加量處理組，生物炭降低了土壤的凈氮累積礦化量。與空

4、白處理組相比，生物炭顯著提高了土壤的pH值、總C含量、總N含量以及C/N比，降低了土壤的脲酶活性。高的C/N比以及低的脲酶活性顯著抑制了濕地土壤有機(jī)氮的礦化進(jìn)程、降低了土壤礦質(zhì)氮的含量。
　　2)蘆葦添加處理組，礦質(zhì)氮的生物固持作用明顯。蘆葦添加的兩個(gè)處理組的土壤的pH值顯著降低、脲酶活性顯著增加。蘆葦?shù)奶砑语@著提高了土壤的C/N比，高的C/N比在短期內(nèi)極顯著促進(jìn)土壤礦質(zhì)氮的迅速固定。生物炭在一定程度上可以緩解高C/N比蘆葦對土壤

5、有機(jī)氮礦化的抑制，但是差異并不顯著。
　　3)添加尿素的兩個(gè)處理組，氮的凈累積礦化量顯著高于空白對照組。尿素顯著降低了土壤的C/N比、提高了土壤的脲酶活性，進(jìn)而極顯著促進(jìn)了濕地土壤有機(jī)氮的礦化。在培養(yǎng)的第46天以后，兩個(gè)尿素處理組均顯著降低了土壤的pH值，并且生物炭處理組土壤脲酶活性顯著提高，后期生物炭對有機(jī)氮的礦化出現(xiàn)了短期促進(jìn)作用。
　　因此本研究得出結(jié)論，在短期內(nèi)，生物炭的添加顯著抑制了黃河三角洲濱海濕地土壤的有機(jī)氮礦