期刊封面
沼肥灌施配合机械深松对柑橘园土壤团聚体组成(3)
2.3 土壤有机碳矿化特征
由图1 可知,各处理(除T3 外)土壤有机碳矿化速率的变化规律相似,在培养前期(3 d)迅速达到最大值,之后大幅度下降,至培养28 d 左右回落到一个低值,之后日矿化速率均较小(约4 mg )且逐渐平缓。经过3年不同的沼肥灌施量处理,柑橘果园土壤有机碳的数量和质量存在一定的差异,因此,有机碳矿化速率也不同。在培养前10 d,T1 和T4 的土壤有机碳矿化速率较高,其次是CK,T3 和T2 相对较低;在培养15 ~28 d 期间,CK 和T1 的土壤有机碳矿化速率较高,其次是T3,T2 和T4 则相对较低;在培养28 d 后各处理土壤有机碳矿化速率差异相对较小。
图1 不同沼肥灌施量下柑橘果园土壤有机碳的日矿化率Fig.1 The daily mineralization rate of soil organic carbon under different biogas fertilizer application inCitrusorchard
表4 不同沼肥灌施量下柑橘土壤有机碳矿化拟合模型参数及决定系数(R2)Table 4 The fitting model parameters and determination of soil organic carbon mineralization under different biogas fertilizer application inCitrusorchard注:C0+C1:土壤易矿化碳库;C0:土壤潜在可矿化碳库;C1:土壤快速矿化碳库;k:土壤有机碳矿化系数;C0k:土壤初始潜在矿化率;t1/2:半衰期。下同。Note:C0+C1: Labile mineralization amount of soil organic carbon.C0: Potential mineralization amount of soil organic carbon.C1: Fast mineralization amount of soil organic carbon.k: Constant of mineralization rate of soil organic carbon.C0k: Potential mineralization rate of soil organic carbon in initial stage.t1/2:Half-value period. The same as following.处理Treatments C0+C1/(mg C.kg-1)C0/(mg C.kg-1)C1/(mg C.kg-1)k/(mg )C0k/(mg )t1/2/d R2 CK 349.56±3.09A 343.04±2.87A 6.52±1.22D 0.048±0.001B 16.42±0.36B 14.49±0.38B 0.997 T1 344.58±14.45A 332.65±12.74A 11.94±2.94BC 0.055±0.005A 18.12±1.12A 12.77±1.15C 0.996 T2 317.25±6.60B 307.93±5.72B 9.31±1.44CD 0.049±0.002B 14.93±0.45C 14.31±0.64B 0.996 T3 358.87±10.66A 343.75±11.00A 15.11±2.35B 0.040±0.001C 13.67±0.22D 17.43±0.29A 0.996 T4 349.78±10.09A 326.02±7.45A 23.76±2.77A 0.047±0.002B 15.23±0.51C 14.86±0.80B 0.985
通过土壤有机碳矿化速率转化得到土壤有机碳累积矿化量,能够较直观地反映土壤有机碳释放量的增长过程,是土壤有机碳矿速率表征之一。由图2 可知,同一处理不同培养时间段土壤有机碳矿化释放量的增长幅度明显不同,前15 d 释放量较多,后期释放量较少。在整个培养周期内,各处理土壤有机碳累积矿化量在279.83~310.53 mg 之间,占总有机碳的2.05%~3.05%;其中前15 d,各处理土壤有机碳累积矿化量在168.42~190.84 mg 之间,占整个培养周期累积矿化量的58.46%~62.09%。
图2 不同沼肥灌施量下柑橘果园土壤有机碳的累积矿化量Fig.2 The cumulative mineralization of soil organic carbon under different biogas fertilizer application inCitrusorchard
运用一级动力学方程对沼肥灌施配合机械深松处理柑橘果园土壤有机碳的累积矿化量进行拟合,得到其参数及决定系数,如表4 所示。决定系数R2介于0.985~0.997 之间,表明该模型拟合效果较好。土壤快速矿化碳库(C1)以T4 最大,且显著高于其他处理,其次是T3、T1 和T2,CK 最小。土壤潜在可矿化碳库(C0)以T3 最大,其次是CK、T1 和T4,且T3、CK、T1和T4 之间均无显著差异但显著高于T2。土壤有机碳矿化系数(k)以T1 最大,且显著高于其他处理,其次是T2、CK、T4,T3 最小且与其他处理间存在显著差异。此外,在各处理中土壤有机碳半衰期(t1/2)以T3、T4、CK、T2 和T1 依次下降;易矿化碳库(C0+C1)以T3、T4、CK、T1 和T2 依次下降;初始潜在矿化率(C0k)以T1、CK、T4、T2 和T3 依次下降。
2.4 土壤有机碳矿化参数与团聚体
对沼肥灌施配合机械深松处理柑橘果园土壤有机碳矿化参数与各粒级团聚有机碳含量、有机碳储量进行相关分析,结果如表5 所示。土壤有机碳矿化系数(k)与0.25~2 mm 团聚体有机碳含量和有机碳储量呈显著负相关,与>5 mm 团聚体有机碳储量呈显著正相关;半衰期(t1/2)与0.25 ~2 mm 团聚体有机碳含量和有机碳储量呈显著正相关,与>5 mm 团聚体有机碳储量呈显著负相关;其余各土壤有机碳矿化参数与各粒级团聚体有机碳含量、有机碳储量均无显著相关性。
表5 土壤有机碳矿化参数与团聚体有机碳含量、有机碳储量的相关关系Table 5 Correlation coefficients of content and stock of carbon in soil aggregates with parameter in model of soil organic carbon mineralization注:?表示相关性达到显著性水平(P<0.05)。Note:?indicate the correlation was significant at 0.05 level.有机碳含量Organic carbon content 有机碳储量Organic carbon stock>5 mm 2~5 mm 0.25~2 mm <0.25 mm >5 mm 2~5 mm 0.25~2 mm <0.25 mm C0+C1 0.772 0.543 0.535 -0.368 -0.485 0.568 0.512 0.077 C0 0.676 0.353 0.309 -0.129 -0.472 0.385 0.401 0.314 C1 0.340 0.511 0.590 -0.591 -0.108 0.500 0.332 -0.513 k-0.870 -0.755 -0.895? 0.214 0.939? -0.615 -0.987? -0.547 C0k -0.621 -0.665 -0.823 0.142 0.783 -0.506 -0.870 -0.430 t1/2 0.851 0.824 0.923? -0.122 -0.902? 0.703 0.967? 0.480
文章来源:《煤矿现代化》 网址: http://www.mkxdh.cn/qikandaodu/2021/0717/1460.html