一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法。属于秸秆还田技术领域。在待改善土壤中施入如下组分：12.5g/kg的秸秆、16.3~49.0mg/kg的硝酸铵、12.2~36.5mg/kg的磷酸二氢钾和3.3~10.0mg/kg的硫酸铵。与现有技术相比，本发明专利技术取得的有益效果为：本发明专利技术认为秸秆和土壤元素组成的差异限制了秸秆的高效腐殖化进程。故本发明专利技术在秸秆还田的同时添加了无机养分，在秸秆C转化中遵循C:N:P:S=10000:860:169:129养分需求比例。养分和外源有机物料的添加会增强天然SOC的矿化和分解作用，同时秸秆碳将以恒定的碳与养分的比例形成新的土壤SOC。例形成新的土壤SOC。例形成新的土壤SOC。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法


[0001]本专利技术涉及秸秆还田
，更具体的说是涉及一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法。

技术介绍

[0002]农业生态系统中的土壤碳固存是缓解气候变化的主要措施，土壤碳储量的微小变化可能明显影响碳的生物地球化学循环。作物秸秆还田作为一种有效的田间管理实践已经被广泛推荐，用以提高土壤有机碳（SOC）。
[0003]目前，秸秆还田对土壤新碳生成（秸秆碳转化进入土壤碳）的可持续贡献的认识还不足，甚至有研究表明，提高作物秸秆的投入量对不同肥力土壤中SOC的提升幅度仍然较低，甚至没有显著提高效应。
[0004]综上，如何提供一种驱动更大比例的秸秆碳转移进入到土壤新碳中的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法，在待改善土壤中施入如下组分：12.5g/kg的秸秆、16.3~49.0mg/kg的硝酸铵、12.2~36.5mg/kg的磷酸二氢钾和3.3~10.0mg/kg的硫酸铵。
[0007]12.5g/kg的秸秆即1kg待改善土壤（土壤干重）中施入12.5g的秸秆。
[0008]所取得的有益效果：从元素组成及其比例来看，秸秆富碳少养分，其中C与养分元素的比例显著高于土壤中的元素比例（秸秆C:N:P:S=10000:225:29:32）。本专利技术认为秸秆和土壤元素组成的差异限制了秸秆的高效腐殖化进程。故本专利技术在秸秆还田的同时添加了无机养分，在秸秆C转化中遵循C:N:P:S=10000:860:169:129养分需求比例。养分和外源有机物料的添加会增强天然SOC的矿化和分解作用，同时秸秆碳将以恒定的碳与养分的比例形成新的土壤SOC。
[0009]进一步的，所述硝酸铵、磷酸二氢钾和硫酸铵以营养液的形式添加。
[0010]进一步的，所述营养液的pH值为7。
[0011]进一步的，所述营养液的pH的调节剂为使用10M的氢氧化钠溶液调节所述营养液的pH值。
[0012]进一步的，所述秸秆为玉米秸秆。
[0013]进一步的，所述秸秆为烘干后秸秆，且切成2mm的碎片。
[0014]进一步的，所述秸秆中总碳含量为42.8%w/w，总氮含量为0.97%w/w，总磷含量为0.12%w/w，总硫含量为0.11%w/w。
[0015]进一步的，上述土壤含水率为60%。
[0016]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果为：本专利技术认为秸秆和土壤元素组成的差异限制了秸秆的高效腐殖化进程。故本专利技术在秸秆还田的同时添加了无机养分，在秸秆C转化中遵循C:N:P:S=10000:860:169:129养分需求比例。养分和外源有机物料的添加会增强天然SOC的矿化和分解作用，同时秸秆碳将以恒定的碳与养分的比例形成新的土壤SOC。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1附图为本专利技术实施例1中土壤稳定有机组分总碳与总氮，有机磷，和总硫的比例关系，其中（a）为C:N结果，（b）为C:P结果，（c）为C:S结果；图2附图为本专利技术实施例1中酸洗前后土壤稳定有机组分含量变化，其中（a）为碳组分结果，（b）为氮组分结果，（c）为有机磷组分结果，（d）为硫组分结果；图3附图为本专利技术实施例2中培养期间公主岭（a）和海伦（b）土壤呼吸；图4附图为本专利技术实施例2中添加或不添加秸秆和养分对（a）新碳形成和（b）老碳分解的影响。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本专利技术实施例所需药剂为常规实验药剂，采购自市售渠道；实施例中未提及的实验方法为常规实验方法，在此不再一一赘述。
[0021]实施例1（1）样品采集在东北狭长黑土带上选择四个不同开垦年限和碳水平的典型农田土壤区域为采样点，包括北安：厚层黑土区，垦植40~60年，土壤SOC水平变化范围3.23~4.61%；海伦：中厚层黑土区，垦植80~100年，土壤有机碳水平变化范围2.73~4.62%；双城：中层黑土区，垦植100~150年，土壤有机碳变化范围1.62~2.77%；公主岭：浅层黑土区，垦植年限>200年，土壤有机碳变化范围1.10~1.76%。
[0022]2017年作物收获后，在供试的4个采样区（北安（40个样点）、海伦（39个样点）、双城（32个样点）和公主岭（41个样点））由北向南用土钻采集农田耕层土壤为供试土样。同一田块按照蛇形取样法选择样点，按照“随机”、“等量”、“多点混合”原则进行。具体方法如下：同一田块选择>10个基础样点，样点间隔在100m以上，采样深度0~20cm，多点采样后将土样均匀混合为一个土样。在采样的同时，详细调查每个样点的环境条件、土壤肥力、生产管理水
平和黑土的开垦利用历史，并进行GPS定位。
[0023]（2）土样分组土样风干后沿土壤团聚体弱化纹理层用手轻轻碾压破碎，然后通过2 mm的筛子。仔细清除筛网上部所有可识别的砾石，碎屑和类植物性材料（粗糙有机质组分，≥ 2 mm）。然后，通过2 mm筛子的组分继续使用0.4 mm筛子筛分，并仔细清除0.4 mm筛网上部任何可视的类植物性轻质组分（粗糙有机质组分，≥ 0.4 mm）。最后，将≥ 2 mm和≥ 0.4 mm粗糙有机组分混合视为粗糙有机质（CF
‑
SOM），其余组分视为稳定有机质组分（FF
‑
SOM）。
[0024]（3）测定指标及方法选取各点位土样的粗糙有机组分和稳定有机组分的子样品过0.15 mm的筛子进行CNPS元素测定。其中，土壤C，N和S含量使用元素分析仪（Hanan，Germamy）测定；土壤全磷采用碳酸钠熔融
‑
钼锑抗比色法测定，土壤有机磷分析采用灼烧
‑
硫酸浸提法测定。为了获得土壤C:N:P:S的精准计量比，避免高估土壤稳定有机质中的NPS含量，我们在测定原状土壤各有机组分的基础上，同时，将北安，海伦，双城和公主岭4个点位中长期秸秆还田、集中优化管理下的典型土壤稳定有机质用0.1 mol/L盐酸清洗，并采用上述同样方法测定酸洗后土壤的CNPS含量。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法，其特征在于，在待改善土壤中施入如下组分：12.5g/kg的秸秆、16.3~49.0mg/kg的硝酸铵、12.2~36.5mg/kg的磷酸二氢钾和3.3~10.0mg/kg的硫酸铵。2.如权利要求1所述的一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法，其特征在于，所述硝酸铵、磷酸二氢钾和硫酸铵以营养液的形式添加。3.如权利要求2所述的一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法，其特征在于，所述营养液的pH值为7。4.如权利要求3所述的一种秸秆还田配施无机养分提高土壤有机碳含量的方法，其特征在于，所述营养液的pH的调节剂为使用10M的氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡岸冬，武红亮，肖婧，王斌，万云帆，高清竹，李玉娥，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：