CN110089359B - 一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,包括以下步骤:步骤A、在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;步骤B、在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区均施用氮、磷、钾肥、硅肥;步骤C、施肥后松土覆盖,覆盖总厚度10cm,从而改善竹林植硅体碳储量。本发明通过添加生物质炭能增加土壤表层(0‑10cm)植硅体和植硅体碳含量,提高土壤中植硅体储量和植硅体碳储量,有效改善竹林植硅体碳储量。

Description

一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法
技术领域
本发明涉及一种提高竹林植硅体碳储量方法,具体为一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,属于生物应用技术领域。
背景技术
植硅体碳是一种被无定型二氧化硅包裹着的稳定型有机碳,随着植物体的凋落、腐烂进入土壤,仍然受到外层高度抗风化能力的硅的保护,能长期(数千年至万年)封存于土壤中,是陆地土壤长期固碳的重要机制之一。森林管理能增加森林净初级生产力和提高植硅体碳封存的有效方法。
在森林中通过造林和再造林、施肥和覆盖增加植被生产力来增加植硅体碳封存通量。然而,目前为了改善竹林土壤植硅体碳的采用的方式单一,传统的方式通过施肥的方式来实现,但是采用传统的方式会造成土壤中植硅体储量和植硅体碳储量不稳定,传统的方式会造成植物硅体溶解,造成植硅体碳产生泄漏,因此,针对上述问题提出一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,提高竹林中植硅体碳储量。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的,一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,包括以下步骤:
步骤A、在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;
步骤B、在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区均施用氮、磷、钾肥、硅肥;
步骤C、施肥后松土覆盖,覆盖总厚度10cm,从而改善竹林植硅体碳储量。
优选的,所述步骤B中,在毛竹林土壤上均撒施750千克/公顷的氮、磷、钾肥。
优选的,所述步骤B中施肥过程具体包括如下步骤:
(1)先施加尿素225kg·ha-1,再施加过磷酸钙300kg·ha-1;
(2)最后施加氯化钾225kg·ha-1;
(3)在氮、磷、钾肥基础上施加0~625吨/公顷硅肥;在硅肥的基础上施加0~10吨/公顷的竹炭或秸秆炭。
优选的,所述步骤(3)中硅肥含可溶性硅72.3%。
优选的,所述步骤B中施肥过程在天气晴朗进行,避免因降雨冲刷引起养分流失。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过添加生物质炭能增加土壤表层(0-10cm)植硅体和植硅体碳含量,提高土壤中植硅体储量和植硅体碳储量。
(2)本发明添加硅肥能提高土壤中植硅体碳储量,通过添加竹炭和高硅肥投入能够显著提高土壤植硅体碳储量,有效改善竹林植硅体碳储量,有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
附图说明
图1为本发明秸秆炭、竹炭、凋落物植硅体投入量;
图2为本发明秸秆炭、竹炭、凋落物植硅体碳投入量;
图3为本发明土壤植硅体含量一图;
图4为本发明各处理未对土壤植硅体含量产生影响一图;
图5为本发明土壤植硅体碳含量一图;
图6为本发明各处理未对土壤植硅体碳含量产生影响二图;
图7为本发明土壤植硅体含量二图;
图8为本发明土壤植硅体碳含量二图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8所示,一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,包括以下步骤:
步骤A、在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;
步骤B、在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区均施用氮、磷、钾肥、硅肥;
在毛竹林土壤上均撒施750千克/公顷的氮、磷、钾肥。在施肥过程具体包括如下步骤:
(1)先施加尿素225kg·ha-1,再施加过磷酸钙300kg·ha-1;
(2)最后施加氯化钾225kg·ha-1;
(3)在氮、磷、钾肥基础上施加0~625吨/公顷硅肥,硅肥含可溶性硅72.3%;在硅肥的基础上施加0~10吨/公顷的竹炭或秸秆炭。
步骤C、施肥后松土覆盖,覆盖总厚度10cm,从而改善竹林植硅体碳储量。
具体的,施肥过程在天气晴朗进行,避免因降雨冲刷引起养分流失。图1表示该技术秸秆炭植硅体投入量为每年3.63吨/公顷,竹炭植硅体投入量为每年3.55吨/公顷,竹叶植硅体投入量为每年0.38吨/公顷。图2表示该技术秸秆炭植硅体投入量为每年0.26吨/公顷,竹炭植硅体投入量为每年0.18吨/公顷,竹叶植硅体投入量为每年0.01吨/公顷。
实施例一:
在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区不施硅肥,不施竹炭和不施秸秆炭(ck组),松土覆盖,覆盖总厚度10cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量。
实施例二:
在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区施加低硅肥(ls),即仅施硅肥312.5吨/公顷,不施竹炭和不施秸秆炭,松土覆盖,覆盖总厚度10cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量。
实施例三:
在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区施加高硅肥(hs),即仅施硅肥625吨/公顷,不施竹炭和不施秸秆炭,松土覆盖,覆盖总厚度10cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量。
实施例四:
在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区施加竹炭(bb),即仅施竹炭10吨/公顷,不施硅肥和不施秸秆炭,松土覆盖,覆盖总厚度10cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量。
实施例五:
在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区施加竹炭和低硅肥(bb+ls),即施竹炭10吨/公顷,施硅肥312.5吨/公顷和不施秸秆炭,松土覆盖,覆盖总厚度10cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量。
实施例六:
在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区施加竹炭和高硅肥(bb+hs),即施竹炭10吨/公顷,施硅肥625吨/公顷和不施秸秆炭;处理7:秸秆炭和低硅肥(rb+ls)即施秸秆炭10吨/公顷,施硅肥312.5吨/公顷和不施竹炭,松土覆盖,覆盖总厚度10cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量。
实施例一至实施例六,各处理重复4次,如图3和图5所示,图3中,在土壤表层0-10cm,相对于对照,竹炭处理、竹炭和低硅肥处理、竹炭和高硅肥以及秸秆炭和低硅肥处理分别提高土壤植硅体含量为2.95、3.25、3.52和3.37gkg-1。而仅施硅肥未对表层土壤植硅体含量产生影响,即该技术的实施能提高表层土壤植硅体含量为26.5%-31.6%;图5中,在土壤表层0-10cm,相对于对照,竹炭和低硅肥处理以及竹炭和高硅肥分别提高土壤植硅体碳含量为0.09和0.13g kg-1。而仅施硅肥和仅施生物质炭未对土壤表层植硅体碳含量产生影响。即该技术的实施能提高表层土壤植硅体碳含量为70.8%~97.7%,而竹炭和高硅肥处理对提高土层0-10cm土壤植硅体碳含量最为明显。
在实施例一至实施例六过程中,选取覆盖总厚度10-30cm,测量各小区毛竹林土壤植硅体碳储量,如图4、图6和图7和图8所示。图4中,在土壤层10-30cm,各处理未对土壤植硅体含量产生影响。图6中,在土壤层10-30cm,各处理未对土壤植硅体碳含量产生影响。图7中,在土壤层0-30cm,相对于对照,竹炭和低硅肥处理以及竹炭和高硅肥分别提高土壤植硅体储量为7.04和7.16t ha-1。而仅施硅肥和仅施生物质炭未对土壤表层植硅体碳含量产生影响。即该技术的实施能提高土壤植硅体储量达29.2%-29.6%;图8中,在土壤层0-30cm,相对于对照,竹炭和低硅肥处理、竹炭和高硅肥以及秸秆炭和低硅肥分别提高土壤植硅体碳储量为0.18、0.24和0.1tha-1。而仅施硅肥和仅施生物质炭未对土壤表层植硅体碳含量产生影响。即该技术的实施土壤稳定性碳(植硅体有机碳)增加了31.9%-74.6%,与全球土壤稳定碳平均积累速率24kg·C·ha-1·a-1相比,该技术的实施,土壤稳定性碳(植硅体有机碳)增加了7.58-9.86倍。而竹炭和高硅肥处理对提高土壤植硅体碳储量最为明显。
试验前设置小区时,进行各区内每竹调查。之后每年进行笋期观测,每一季度进行新竹调查,对样地进行每竹尺检,根据胸径检测结果,计算出不同年龄竹子的平均胸径。选取与平均胸径一致的竹子作为标准株,砍伐Ⅰ、Ⅱ度竹标准株,并测量其株高。将Ⅰ、Ⅱ度竹标准株整株分竹叶、竹枝、竹茎、竹根蔸分别摘取后,野外称量各器官鲜重,记录数据。取各器官代表性鲜重500~1000g(准确称重)于样品袋中,带回实验室分析。在每个样地选择代表性地段3处(位置)挖取土壤剖面,土壤样品自下往上分层采集和编号,采集0-10cm、10-30cm土壤样品各500g,同时用环刀采集土壤容重。
表2不同生物质炭不同硅肥处理双因素分析
Figure BDA0002069324540000071
Figure BDA0002069324540000081
Values labeled with*and**are statistically significant atP=0.05and P=0.01,respectively.
本发明通过添加生物质炭能增加土壤表层(0-10cm)植硅体和植硅体碳含量,提高土壤中植硅体储量和植硅体碳储量;本发明添加硅肥能提高土壤中植硅体碳储量,通过添加竹炭和高硅肥投入能够显著提高土壤植硅体碳储量,有效改善竹林植硅体碳储量,有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤A、在毛竹林主产区,选择栽培历史和立地条件一致的有代表性样地,建立20m×20m的方形小区,顺坡横向设置,周围设保护带;
步骤B、在建立的小区中随机区组排列,每年3~4月,当温度保持在10~20℃,将毛竹林土壤用水浇透,使田间持水量保持在80%以上,在各小区均施用氮、磷、钾肥、硅肥;
步骤C、施肥后松土覆盖,覆盖总厚度10cm,从而改善竹林植硅体碳储量;
所述步骤B中,在毛竹林土壤上均撒施750千克/公顷的氮、磷、钾肥;
所述步骤B中施肥过程具体包括如下步骤:
(1)先施加尿素225 kg · ha-1 ,再施加过磷酸钙300 kg · ha-1
(2)最后施加氯化钾225 kg · ha-1
(3)在氮、磷、钾肥基础上施加0~625吨/公顷硅肥;在硅肥的基础上施加0~10吨/公顷的竹炭或秸秆炭。
2.根据权利要求1所述的一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,其特征在于:所述步骤(3)中硅肥含可溶性硅72.3%。
3.根据权利要求1所述的一种硅肥与生物质碳提高竹林植硅体碳储量方法,其特征在于:所述步骤B中施肥过程在天气晴朗进行,避免因降雨冲刷引起养分流失。
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