生物炭和秸秆对设施土壤有机碳矿化的影响

添加有机物料对土壤有机碳矿化的影响与物料自身特性及其添加量有关。该研究中，单施生物炭对设施土壤有机碳矿化速率和累积矿化量影响很小，这一方面是由于生物炭含有大量的芳香化结构，其具有高度的生物化学稳定性，难以被土壤微生物分解利用。另一方面，生物炭具有发达的孔隙结构和丰富的表面形态特征，能够包裹和吸附土壤中的有机碳，提高有机碳对微生物降解的抵抗能力，对土壤本底有机碳的矿化起到抑制作用。而生物炭本身含有的少量易分解有机碳组分（如溶解性有机碳），其降解对有机碳矿化量的贡献在很大程度上可被土壤本底有机碳受到的矿化抑制作用所抵消。 在已有研究中，施用生物炭可能促进或抑制土壤本底有机碳的矿化，即表现为“正激发作用”或“负激发作用”，这与生物炭的制备材料和制备温度有关。一般来说，低温热解制备的生物炭含有相对较多的易分解有机碳组分，可为土壤微生物提供一定的可利用碳源，促进微生物的活性；而高温热解制备的生物炭具有更强的化学稳定性，对土壤有机碳矿化的 抑制作用更为显著。该研究中，生物炭热解温度对土壤有机碳累积矿化量有显著影响，添加300℃生物炭处理的土壤有机碳累积矿化量和潜在可矿化量均高于添加600℃生物炭的处理，这与已有研究结果相一致，表明施用600℃制备的生物炭比300℃制备的生物炭更有利于提高土壤有机碳库的稳定性，从而增加设施土壤有机质的积累能力。