方案摘要
方案下载应用领域 | 环保 |
检测样本 | 土壤 |
检测项目 | |
参考标准 | HJ 866-2017《水质 松节油的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》 |
LI-8250系统不仅可以用于多通道土壤温室气体通量测量,在配合瓶式取样测量套件后,还能够测量离散样品(如土壤样品、水果或小动物)的呼吸通量。
生物炭被认为是在温带草原生态区域进行碳封存的一种前景途径。它是通过在有限氧气条件下,在低于700°C的温度下对有机物进行热分解而产生的一种热解碳。通过向土壤添加生物炭,即难降解的碳,已经证明可以通过改变土壤的生化特性来减缓农业温室气体排放,例如增加阳离子交换容量和减少微生物活动。相对于更易降解的改良剂(如粪便和堆肥),生物炭稳定了土壤有机物,因此产生了更高的土壤碳效益。将生物炭应用于耕地还经常与改善土壤质量和作物产量相关联;生物炭通常会提高土壤pH值,并增加植物吸收的养分可利用性。
最近的研究发现,将生物炭用于动物饲料中可以降低反刍动物产生的甲烷(CH4)排放,从而扩大了其在现代农业中的应用前景。类似地,生物炭-粪便混合物也可以稳定粪便有机物,在施用到耕地后产生的氨(NH3)、氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4)排放量更少。
Romero等人(2021年)证明,生物炭增加了粪便有机物的难降解性和整体碳封存潜力,但其对粪便有机物矿化的影响大多是未知的。
在草原土壤中,热解碳可以占总土壤碳的20%至65%。然而,在加拿大中部的耕地上,农业活动通过抑制野火移除了热解碳,从而改变了其在表层土壤中的循环。通过添加生物炭等手段恢复热解碳水平可能会增加作物产量,特别是在灰泥中,这种土壤由于其固有的低pH和养分供应不足而经常难以耕种。本研究的目标是在64天的室内培养期内确定粪便改良剂对土壤碳和氮矿化的影响。由于热解碳的难降解性质,研究者们假设一旦生物炭被圈养牛类排泄出来,它将保留一些性质,从而限制微生物活动及其相关的土壤碳和氮矿化。
本研究进行了为期64天的培养实验,以量化粪便(RM)、生物炭-粪便(BM)、原生生物炭(BC)、RM + BC和BM + BC改良剂对土壤碳(C)和氮(N)矿化的短期影响。结果显示,粪便增加了CO2-C排放速率,RM + BC观察到了最高的累积CO2-C排放量。BM处理可以停止土壤C的矿化,表明粪便-C的稳定化。相比之下,RM和BM均不影响土壤N的矿化。因此,长期来看,施用BM可能有利于通过降低CO2排放量来促进土壤碳的封存。
土壤采集后,被放置在室温下进行空气干燥,并通过2mm筛除去植物残体。然后,样品被均质化处理,并在室温(22°C)下储存30天。随后,样品在25°C下被放入培养箱中进行培养。两组相同的200g(干重)空气干燥土壤被称重并放入500ml的玻璃瓶中。一组保持不动用于二氧化碳(CO2)气体浓度测量。第二组也保持不动,但在采样间隔会取出少量样品用于无机氮分析。两组都在60% 持水力WHC下预培养7d,预培养后立即施加粪便/生物炭改良剂于土样中。土壤瓶每周取下盖子10min,以确保培养期间充足的通气。样品在此期间被称重并添加水以保持60% WHC条件。CO2-C通量和无机N、硝酸盐(NO3-N)和铵态氮(NH4-N)浓度每3d测量一次(首周),接下来2周每周1次,然后每2周测量1次,持续测量64天。使用LI-COR LI-8150多通道土壤温室气体通量测量系统(LI-COR, Lincoln, NE, USA)进行瓶式测量,以量化CO2-C通量。
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