不同制备温度生物质炭对人工林土壤氧化酶活性的影响开题报告

1. 研究目的与意义

土壤碳循环是与全球气候变化密切相关的地球表层系统过程之一，主要由土壤微生物及其分泌的胞外酶系统进行调控。土壤酚氧化酶和过氧化氢酶作为土壤中广泛存在的一种氧化还原酶，在土壤有机质分解和转化过程中发挥着重要作用。生物质炭是生物质材料在低氧或厌氧条件下经高温热解而形成的一类物质。它具有高度的惰性，在稳定土壤碳库方面发挥着重要的作用，是近年土壤碳循环领域的研究热点。生物质炭具有较高的比表面积和羧基、羟基、酚羟基等功能团，具有很强的吸附能力，对土壤肥力保持具有重要作用。

人工林是人类为退耕还林、缓解土地荒漠化而通过人工措施形成的森林，林地虽然具有树种品质良好，生长基因好、存活率高等优势，但是人工林的土壤不具有天然林土壤生物和化学资源肥沃的优势。因此，人工林的树木往往欠缺生长所需营养。在此，生物质炭的发现和制备及对其他有机物质的催化作用有助于提高人工林土壤肥力，进而提高树木生长质量。

因此，本研究以人工林土壤为研究对象，通过室内培养实验，分析不同制备温度生物质炭添加对土壤氧化还原酶活性的影响。本研究将有助于理解生物质炭对森林土壤微生物及土壤肥力的影响。

2. 国内外研究现状分析

1893年woods首次从土壤中检测出一种氧化酶（关松荫，1986）。之后，土壤酶学不断发展，20世纪80年代中后期，土壤酶活性开始作为单独的指示因子出现在其他研究之中，反映出不同因素影响下土壤质量的变化（曾思齐等，1998；macfadyen，1970）。土壤酶活性在生态系统的发展以及土壤环境等研究中发挥着越来越重要的角色（decker等，1999）。

目前，国内外已开展生物质炭对土壤肥力、作物产量以及品质的影响；生物质炭的非生物学和生物学分解机制；生物质炭对土壤温室气体排放的影响及机理；生物质炭对土壤污染的修复作用方面研究。研究表明，生物质炭的化学性质是影响其环境行为和环境效应的最主要因素，而热解温度则是生物质炭制备的关键（吴成等，2007）。研究表明，生物质原材料以及热解条件（温度、时间、氧气量）决定生物质炭的产量和物理化学性质，进而影响其环境效应。

周震峰等（2015）的研究表明，生物质碳的添加对土壤过氧化物酶活性首先起到抑制作用，之后起到促进作用。生物质炭的添加能够提高水稻土厌氧培养体系的脱氢酶活性，脱氢酶活性随着生物质炭粒径的减小而增大（唐珺瑶等，2016）。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

本研究拟定的研究内容的重点即如文章标题所言，是探究不同温度制备生物质炭对人工林土壤氧化酶活性的影响。这一研究内容需要在实验基础上完成，因此需要准备一些实验器材，因此本研究选用了老龄杨树林的土壤和幼龄杨树林的土壤作为本次室内培养实验的研究对象，其他所需实验器材大致与一般制备生物质炭和研究土壤酶活性的器材一样。

具体研究内容如下：

4. 研究创新点

本研究以幼龄和老龄杨树人工林土壤为研究对象，研究不同制备温度生物质炭对森林土壤主要氧化还原酶活性的影响，从而加深人们对生物质炭对认识对森林土壤微生物的影响的认识。