文章摘要
硅酸盐矿物对酸化土壤调理及无机碳固定性能研究
Soil conditioning and inorganic carbon accumulation in acidified soil by silicate rock
投稿时间:2024-02-22  修订日期:2024-05-16
DOI:
中文关键词: 硅灰石  酸化土壤  土壤调理  无机碳固定  作物长势
英文关键词: Wollastonite, Acidified soil, Soil conditioning, Inorganic carbon accumulation, Crop growth.
基金项目:中国科学院前瞻战略科技先导专项(A类专项)(XDA0440201);中国博士后科学基金(2023M733680)
作者单位邮编
姜雯琪 中国科学院生态环境研究中心 100085
徐从斌 中国科学院生态环境研究中心 
孙天然* 中国科学院生态环境研究中心 100085
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中文摘要:
      针对土壤酸化导致的土壤质量下降与无机碳损失问题,本研究以两种酸度的稻田红壤为研究对象,采用盆栽实验,评价典型硅酸盐矿物硅灰石在控酸抑铝、提升土壤肥力和无机碳固定等过程中的作用,明确其对作物生长的影响。结果表明:硅灰石能够显著改善酸化土壤pH,降低可交换性铝含量并提高土壤无机碳含量,在50~200 g·kg-1的硅灰石施加量下,土壤pH提高了2.46~3.24个单位,土壤可交换态铝降低32.02%~54.52%,土壤无机碳提高至0.40~1.26 mg·g-1。土壤初始pH对硅灰石的风化溶解影响显著,低初始pH促进硅灰石中可交换态钙离子的释放并加速无机碳的积累。初始pH为4.46的土壤经硅灰石处理,土壤无机碳的净积累量达到高初始pH(5.40)土壤的1.22~1.94倍。相关性分析结果(R2 = 0.78, P = 2.55 × 10-7)进一步显示土壤呼吸矿化有机碳产生的CO2可能是土壤无机碳积累的主要碳源。此外,硅灰石的施入对作物生长亦有促进作用,最高可使水稻植株干重提高1.17~1.32倍,这主要得益于硅灰石优异的控酸抑铝性能及其所含有的大量的硅元素,硅灰石的风化溶解可提高土壤中有效硅含量至6.57~13.49倍。该研究系统评估了以硅灰石为代表的硅酸盐矿物酸性对稻田土壤的调理及无机碳固定性能,可为我国酸化农田的绿色低碳健康发展提供数据支持。
英文摘要:
      本研究针对土壤酸化导致土壤质量下降与无机碳库损失问题,选取浙江和江西稻田两种酸化程度的红壤作为研究对象,采用室内盆栽实验,利用水稻作为目标作物,评价典型硅酸盐矿物硅灰石在不同酸化程度土壤中控酸抑铝、肥力提升以及无机碳固定等方面的潜力,明确其在降低酸铝毒对作物的胁迫以及促进作物生长等方面的贡献,系统评估增强硅酸盐风化技术在不同酸化程度土壤中的应用潜力,为我国农业绿色低碳发展提供技术支持,既符合我国“双碳”战略要求又可满足保障粮食生产安全的重大需求,具有重要的实际意义。
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