生物质炭对不同土壤碳氮矿化的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题的意义：生物质炭(biochar)是由植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类芳香化难溶性固态物质，具有极高的化学稳定性、热稳定性和微生物稳定性，具有固碳减排的功效[1-4]。生物质炭由于原材料裂解温度等不同导致性质差异很大，进而拥有不同的环境效应与环境应用。

土壤中的氮大部分以有机态的形式存在，约占全氮的85%一95%，有机态氮素一般不能被植物直接利用，只有在适宜的条件下，经过微生物分解，才能转化成容易被植物吸收利用的矿物氮，这一过程被称为土壤的矿化作用。由于氮素是植物生长所必需的营养元素之一，氮肥的有效性往往决定了土壤一植物系统的生产力，因此土壤氮素的矿化对生态系统中氮肥有效性起着非常重要的作用[5]。

研究概况：土壤氮素矿化问题是研究解决农田环境污染、农作物产品质量提高的瓶颈，已引起了广泛的关注。前期研究发现，不同地区土壤氮矿化过程存在一定差异，表现在氮矿化势、矿化速率及矿化量等不同。随着培养时间的延长氮矿化量渐增，不同土壤类型、不同土地利用方式及不同肥料处理均对土壤氮素矿化产生影响。此外，不同土层矿化势及矿化速率也有较大差异，同一土层种植不同植被对矿化势也有较大影响。大量研究表明，添加外源有机碳会促进或抑制土壤有机碳（soc)的矿化作用，作为一种特殊组成的有机碳，生物质炭对soc矿化的影响引起了更多的关注。hamer等[6]发现添加生物质炭促进易分解有机质分解。spokas等[7]的试验认为添加生物质炭能有效降低土壤有机质矿化速率。wardle[8]等认为生物质炭施用促进微生物生长和易分解有机质的分解。刘艳萍等[9]的培养试验结果显示，添加生物质炭，培养前期促进土壤有机碳的矿化，后期则产生抑制效果。luo等[10]也发现生物质炭对土壤原有有机碳矿化有正激发效应。因此，生物质炭施用后是促进还是抑制土壤有机碳的矿化作用因生物质炭性质、土壤类型、气候环境等异。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：研究生物质炭对菜地土壤碳氮矿化的影响。

研究内容：在不同温度下，分别向南京菜地土壤和河南旱地土壤中加入小麦秸秆生物质炭，对比研究蔬菜地和旱地土壤碳氮矿化的特点和生物质炭对菜地和旱地土壤碳氮矿化的影响。

拟解决的关键问题：通过培养试验，研究不同温度条件下生物炭对土壤碳氮矿化的影响，为正确合理利用生物质炭资源和制定合理的施肥量提供科学依据。

3. 研究的方法与方案

研究方法：(1)无机氮的测定：nh4 浓度采用靛酚兰比色法(625nm)测定；no3‐浓度采用采用紫外分光光度计于220和275nm双波长直接测定（2）利用气相色谱测定土壤排放的ch4和co2含量。

技术路线：

实验方案：本试验以南京菜地土和河南旱地土为研究对象，采用室内培养实验，调节含水至60%wfps,分别在25℃和35℃条件下研究小麦秸秆生物炭对两种土壤中碳氮矿化的影响。

4. 研究创新点

1.对比研究蔬菜地土壤和旱地土壤碳氮转化的特征。

2.研究生物炭对蔬菜地和旱地土壤碳氮转化的影响。

5. 研究计划与进展

2014.11-12，准备实验

2015.1-2，完成土壤样品分析测定

2015.3-5，整理数据，进行实验总结，并撰写毕业论文