应用案例

Picarro G2201-i（有机肥和化肥的施用促进了黄土高原农田土壤有机碳的积累）

发表时间：2024-04-17

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土壤有机碳(SOC)在土壤养分供给、能量流动和物质转化等方面发挥着重要作用。而有机碳矿化是土壤中重要的生化过程，是土壤与大气碳库之间碳交换的关键环节。因此，研究土壤有机碳在土壤中的固定和转化，对于深入了解土壤碳库和生态系统碳循环具有重要意义。

土壤团聚体是土壤最基本的结构单元，是土壤的重要组成部分。土壤表面约90%的有机碳固定在团聚体中，不同粒径团聚体之间的分层结构驱动了土壤物质和能量的转化，促进了土壤养分的循环和供给。然而，不同粒径团聚体的固碳能力和稳定性在不同施肥处理下差异很大。因此，有必要研究施肥对不同大小团聚体中SOC的积累和释放，以了解农田碳的封存潜力，并指导农业生产实践。

近期西北农林科学研究院水土保持研究所刘国彬研究员和王国梁研究员合作在Plant and Soil期刊上发表了题为“Application of organic and chemical fertilizers promoted the accumulation of soil organic carbon in farmland on the Loess Plateau”的研究论文。为评价长期施肥对黄土高原旱地梯田土壤团聚体有机碳含量和矿化率的影响，以及矿化率的影响因素，在黄土高原开展了为期26年的田间长期试验。

文章链接：https://doi.org/10.1007/s11104-022-05738-1

研究发现长期施肥条件下，与无机肥相比，有机肥处理 (有机和氮肥混施-MN、有机肥与磷肥混施-MP、有机肥、氮肥和磷肥混施-MNP和有机肥施用-M) 显著提高了农田土壤不同粒径团聚体的有机碳含量，且0.25 mm团聚体的有机碳含量更大。有机肥处理显著提高了不同粒径团聚体的矿化率，但0.25 mm团聚体的平均矿化率和累积矿化率最低。有机肥和无机肥投入均显著提高了<0.25 mm="">

表1 25℃时长期施肥条件下不同粒径团聚体（(<0.25 mm="">2 mm)）的累积矿化

图 1 长期施肥对不同粒径团聚体有机碳矿化的温度敏感性(Q10),不同颜色表示不同大小的团聚体（a）(<0.25 mm="">2 mm)土壤处理组（b）

对于土壤有机碳SOC矿化的关键指标测定，是通过先将大块土壤和团聚体样品在黑暗中预培养一周，以恢复微生物活性，然后将土壤样品转移到500毫升的泥瓦罐中。总制备了240个样品，分别用大块土壤和四种大小的团聚体（(<0.25 mm="">2 mm)），设置四个重复处理，在25℃和35℃进行培养。在正式培养的第1天、第3天、第5天、第7天、第14天、第21天、第28天和第35天，使用Picarro气体浓度分析仪测量二氧化碳排放量，矿化培养后计算温度敏感性Q10。

Picarro气体浓度及同位素分析仪介绍

Picarro G2201-i是世界唯一一款原位同步测量CO₂和CH₄碳同位素的分析仪，研究人员只需一台仪器便可追踪系统、全面的碳转移和分解过程。该双组分分析仪不但给研究工作带来了易用性和快捷性，专利的CRDS技术中小腔室的设计，更为生态学、微生物学、环境学领域的专家，提供了培养实验结果获取的高准确性。小型化与耐用性令其更容易运输到野外并提供即时的结果，以便研究者根据实地情况更改实验设置，在有限的野外作业时间内取得最优的成果。

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陈晓峰应用与售后经理 chenxf@cen-sun.com

高春辉高级应用工程师 gaoch@cen-sun.com