生物炭固碳作用及其对土壤温室气体排放特征影响的初步研究

摘要

本研究的目的是比较秸秆及其衍生的生物炭两种还田方式的固碳作用及其对土壤温室气体排放特征的影响，实验选择了水稻秸秆生物质作为原料，并采用厌氧慢速热解技术制成生物炭，按照一定的添加比例，将秸秆和生物炭施入中国五种典型土壤，在控制条件下进行短期室内培养试验，测定温室气体排放量，估算生物炭的固碳量。试验结果表明:500℃下制备的生物炭(BC500)施入土壤后，和空白对照相比，五种土壤的CO2和N2O累计排放量分别降低了4-40%和62-98%，而CH4累计排放量都显著增加提高，最高增加了近2倍。水稻秸秆施入土壤后C02排放量降低了22-69%，而CO2排放量却增加了4-34倍。水稻秸秆施入红壤和黑土使N20累计排放量减少了近81%，相反，对于黄绵土、水稻土和潮土却增加了N20累计排放量，最高增加了近14倍。350℃下制备生物炭(BC350)施入红壤、黑土和水稻土后N20累计排放量降低了近85%，而对于黄绵土和潮土则分别增加了30%和66%。BC500施入5种土壤后，均显著降低了N20累计排放量达到62-98%。为了便于比较，把温室气体排放量转化为全球增温潜势，其变化趋势为:水稻秸秆＞BC350＞对照＞BC500。培养结束后，和对照相比，秸秆碳损失约30%, BC350碳损失了约70%, BC500碳未见显著损失;固碳量变化趋势为:BC500＞BC350＞水稻秸秆。