秸秆不同的还田方式对土壤固碳减排的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.本课题的意义 近年来生物炭在土壤改良污染物修复和固碳等方面受到了国内外研究人员的普遍关注遥特别是利用生物质废弃物制备生物炭被认为是一种非常有前景的并能够实现碳封存和减缓气候变暖目的的管理策略。

为此，本课题选择了从探究秸秆不同的还田方式对土壤固碳减排的影响入手，明确生物质炭的优势所在，讨论其在农业增产和增汇中的作用，提出我国开展农作物废弃物生物质炭转化与农业应用研究的建议。

并展望了生物炭固碳减排作用的理论研究方向，为生物炭固碳技术的应用和推广提供一定的借鉴。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标 通过探究秸秆不同的还田方式对土壤固碳减排的影响，明确生物质炭的优势所在，并对其稳定性展开深入研究，讨论其在农业增产和增汇中的作用，在实际应用中达到提高土壤质量和促进作物增产的双赢效果；外源有机质输入下土壤呼吸变化，通过同位素示踪分析外源碳的微生物利用和代谢；生物质炭添加是否会导致对老碳分解的激发效应及其年际持续性；生物质炭是否具有对老碳的稳定性或可能促进土壤固碳作用；最终为认识生物质炭的农田可持续固碳减排效应及其机理提供科学依据。

2.研究内容 探究秸秆直接还田、秸秆生物质炭还田和秸秆厩肥还田三种还田方式对稻麦生态系统生产力和土壤固碳减排影响，及其在土壤中的周转和稳定性。

主要测试指标：水稻和小麦产量；温室气体排放（甲烷，氧化亚氮和二氧化碳）；土壤有机碳；甲烷、二氧化碳和土壤有机碳13c同位素丰度。

3. 研究的方法与方案

1. 研究方法 试验分析项目及测定方法： 在2015年和2016年水稻收获后分别从每个小区采取015cm土层混合土样，用塑料袋封装好，带回实验室分析；产量及地上部生物量采用各小区单独收割后分别晒干称重的方法进行测定；温室气体（ch4、n2o、co2 ） 的排放采用静态暗箱-气相色谱法；13c同位素丰度：质谱分析法；有机碳（soc）：重铬酸钾氧化法；土壤全氮采用凯氏定氮法测定；土壤ph采用蒸馏水（土水比1：2.5）浸提，土壤酸度计测定。

重铬酸钾氧化法；溶解性有机碳（doc）和微生物量碳（mbc）（ wu et al., 1990）； 颗粒态碳（poc）： christensen 等（1992）；团聚体非保护性及保护性碳库（fpom, ipom）（six et al, 2002; smith et al2014）；易氧化性碳（loc）： blair 等（1995）；化学抗性有机碳：化学稳定组分选择性提取分析（ mikutta et al.， 2005, 2006）：naocl 溶液萃取后被 hf 溶解提取的为化学抗性碳（roc），而未被其提取的为矿物结合保护态 moc。

数据分析方法 运用microsoftexcel2013和spss20.0进行数据分析。

4. 研究创新点

5.特色或创新之处 本试验的创新之处在于通过利用C3和C4作物的13C自然丰度差异，来自然标记显示其在土壤中的转化过程，分析外源碳的微生物利用和代谢过程，进而判断生物质炭对老炭稳定性的影响和固碳减排的效果。

5. 研究计划与进展

6.研究计划及预期进展6.1研究计划周期性测定土壤系统和生态系统温室气体排放量（ch4、n2o、co2）；土壤有机碳；ch4、co2和soc的13c同位素丰度。

待水稻和小麦成熟时，测定其产量。

6.2预期进展由于作物秸秆无氧高温热理解制备的生物质炭具有高度芳香化、物理的热稳定性和生物化学的抗分解性，施用于土壤会提升土壤碳库，可能会因其结构性质有利于农田土壤固持养分，提高养分利用率，改善微生物生境，从而达到提高土壤质量并促进作物增产的双赢效果