2020年11月13日上午9:00,在517所会议室举办了学术交流会议,主讲老师是冯政君,题目为:生物炭土壤固碳的微观机制。
生物炭是生物质在厌氧条件下经热化学反应得到的固态产物。2001年,Glaser等对亚马逊地区特有的黑土“Terra Preta”进行了研究,认为其中类似生物炭的物质不仅仅提高和保持了“Terra Preta”的肥力,还是土壤中一个重要的碳汇。在此基础上,Lehmann于2007年提出土壤生物炭固碳的方法,即将人工制造的生物炭投加到土壤中,认为这样可以同时实现燃料制备、藏碳减排和增肥增产。因此,土壤生物炭固碳被认为是一种环境友好的、极具潜力的固碳方式,而生物炭的制备、性质及潜在的环境效益成为了人们关注的焦点。
对于土壤硝化作用来说,生物炭主要通过影响土壤NH4+的利用途径来影响N2O排放:生物炭投加后,当土壤TC/IN较高(> 60)时,土壤环境相对缺氮,生物炭会明显加强微生物对NH4+的固定同化,从而减少了参与硝化作用的NH4+的量,最终抑制了土壤N2O排放;当土壤TC/IN较低(< 45)时,土壤无机氮含量相对充裕,参与硝化作用的NH4+的比例较高,同时生物炭又促进了土壤整体微生物的活性,最终促进了N2O排放。
对于土壤反硝化作用来说,生物炭土壤N2O排放的影响与土壤含水率相关。当含水率较低时,生物炭促进土壤N2O排放,其原因是生物炭可以提高土壤DOC含量、提升土壤整体微生物活性、加强反硝化和异养硝化等过程。当含水率上升时,生物炭对土壤N2O排放逐渐产生了抑制。这是因为生物炭一方面通过提高土壤DOC含量增加了N2O的产生,另一方面提高土壤nosZ基因的丰度及nosZ/nirS,导致N2O还原为N2的过程也得到了加强,二者相互作用,使得N2O排放出现下降。