應(yīng)用案例

Picarro G2201-i（有機肥和化肥的施用促進了黃土高原農(nóng)田土壤有機碳的積累）

發(fā)表時間：2024-04-17

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土壤有機碳(SOC)在土壤養(yǎng)分供給、能量流動和物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面發(fā)揮著重要作用。而有機碳礦化是土壤中重要的生化過程，是土壤與大氣碳庫之間碳交換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，研究土壤有機碳在土壤中的固定和轉(zhuǎn)化，對于深入了解土壤碳庫和生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)具有重要意義。

土壤團聚體是土壤最基本的結(jié)構(gòu)單元，是土壤的重要組成部分。土壤表面約90%的有機碳固定在團聚體中，不同粒徑團聚體之間的分層結(jié)構(gòu)驅(qū)動了土壤物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，促進了土壤養(yǎng)分的循環(huán)和供給。然而，不同粒徑團聚體的固碳能力和穩(wěn)定性在不同施肥處理下差異很大。因此，有必要研究施肥對不同大小團聚體中SOC的積累和釋放，以了解農(nóng)田碳的封存潛力，并指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐。

近期西北農(nóng)林科學(xué)研究院水土保持研究所劉國彬研究員和王國梁研究員合作在Plant and Soil期刊上發(fā)表了題為“Application of organic and chemical fertilizers promoted the accumulation of soil organic carbon in farmland on the Loess Plateau”的研究論文。為評價長期施肥對黃土高原旱地梯田土壤團聚體有機碳含量和礦化率的影響，以及礦化率的影響因素，在黃土高原開展了為期26年的田間長期試驗。

文章鏈接：https://doi.org/10.1007/s11104-022-05738-1

研究發(fā)現(xiàn)長期施肥條件下，與無機肥相比，有機肥處理 (有機和氮肥混施-MN、有機肥與磷肥混施-MP、有機肥、氮肥和磷肥混施-MNP和有機肥施用-M) 顯著提高了農(nóng)田土壤不同粒徑團聚體的有機碳含量，且0.25 mm團聚體的有機碳含量更大。有機肥處理顯著提高了不同粒徑團聚體的礦化率，但0.25 mm團聚體的平均礦化率和累積礦化率最低。有機肥和無機肥投入均顯著提高了<0.25 mm="">

表1 25℃時長期施肥條件下不同粒徑團聚體（(<0.25 mm="">2 mm)）的累積礦化

圖 1 長期施肥對不同粒徑團聚體有機碳礦化的溫度敏感性(Q10),不同顏色表示不同大小的團聚體（a）(<0.25 mm="">2 mm)土壤處理組（b）

對于土壤有機碳SOC礦化的關(guān)鍵指標測定，是通過先將大塊土壤和團聚體樣品在黑暗中預(yù)培養(yǎng)一周，以恢復(fù)微生物活性，然后將土壤樣品轉(zhuǎn)移到500毫升的泥瓦罐中?？傊苽淞?40個樣品，分別用大塊土壤和四種大小的團聚體（(<0.25 mm="">2 mm)），設(shè)置四個重復(fù)處理，在25℃和35℃進行培養(yǎng)。在正式培養(yǎng)的第1天、第3天、第5天、第7天、第14天、第21天、第28天和第35天，使用Picarro氣體濃度分析儀測量二氧化碳排放量，礦化培養(yǎng)后計算溫度敏感性Q10。

Picarro氣體濃度及同位素分析儀介紹

Picarro G2201-i是世界唯一一款原位同步測量CO₂和CH₄碳同位素的分析儀，研究人員只需一臺儀器便可追蹤系統(tǒng)、全面的碳轉(zhuǎn)移和分解過程。該雙組分分析儀不但給研究工作帶來了易用性和快捷性，專利的CRDS技術(shù)中小腔室的設(shè)計，更為生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境學(xué)領(lǐng)域的專家，提供了培養(yǎng)實驗結(jié)果獲取的高準確性。小型化與耐用性令其更容易運輸?shù)揭巴獠⑻峁┘磿r的結(jié)果，以便研究者根據(jù)實地情況更改實驗設(shè)置，在有限的野外作業(yè)時間內(nèi)取得最優(yōu)的成果。

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