長期免耕對土壤有機質(zhì)不同組分熱穩(wěn)定性的影響
發(fā)布時間：2020-12-10 10:13
土壤有機質(zhì)（SOM）的穩(wěn)定性與有機碳周轉(zhuǎn)、土壤肥力等密切相關(guān),轉(zhuǎn)變耕作措施可能會影響SOM的數(shù)量和穩(wěn)定性。熱分析技術(shù)主要包括熱重分析（TG）和差示掃描量熱分析（DSC）,可以通過相關(guān)參數(shù)表征SOM的熱穩(wěn)定性。本研究基于中科院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)實驗站的長期定位試驗探討不同耕作措施下SOM的熱穩(wěn)定性、化學(xué)結(jié)構(gòu)及其關(guān)聯(lián)性。試驗開始于2001年,設(shè)四個處理,分別為翻耕+秸稈不還田（CK）、翻耕+秸稈還田（CT）、旋耕+秸稈還田（RT）和免耕+秸稈還田（NT）。在2017年小麥?zhǔn)斋@后,采集0-10 cm和10-20 cm 土層土樣。通過物理分組技術(shù)分離不同的粒級,包括砂粒（>53 μm）、粉粒（2-53 μm）和粘粒（<2μm）。熱穩(wěn)定性參數(shù)包括%Exo1（熱易分解有機質(zhì)占有機質(zhì)的比例）、TG-T50（有機質(zhì)分解一半時對應(yīng)的溫度）、DSC-T50（有機物燃燒釋放產(chǎn)生總能量的一半時所對應(yīng)的溫度）和ED（單位SOM釋放能量的值）等指標(biāo)。同時,利用固態(tài)13C核磁共振波譜技術(shù)（13C-NMR）分析整土中SOM的官能團種類、相對豐度及表征SOM穩(wěn)定程度的指標(biāo)A/A-O（烷基碳與烷氧碳中炔基碳與雙...
【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
實驗地點Figure2-1Experimentalsite耕作措施試驗始于2001年的冬小麥季，起始的實驗設(shè)置為翻耕+秸稈粉碎還田(conventionaltillage，CT)、旋耕+秸稈粉碎還田(rotarytillage，RT)和免耕+秸稈
中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文13品重量與溫度關(guān)系的技術(shù)。熱重法是利用熱降解及熱氧降解動力學(xué)，根據(jù)數(shù)據(jù)成曲線圖，我們得到了質(zhì)量-溫度曲線(TG曲線)，TG曲線縱坐標(biāo)為質(zhì)量百分比，橫坐標(biāo)為溫度。TG是失重曲線，兩點之間的TG做差可以得到高溫下對應(yīng)溫度區(qū)間范圍內(nèi)樣品質(zhì)量的損失量;對TG曲線各點對時間進行一次微分，從而得到熱重微分(dm/dt)曲線(derivativesofthermogravimetry,DTG)。DTG可以反映加熱過程中樣品損失速率的連續(xù)變化規(guī)律，從而可以判斷樣品的活躍范圍，DTG曲線的極值點（峰值）表示土樣損失速率最快（慢）時的溫度，不僅能夠得到特征溫度點也能得到升溫過程中出現(xiàn)過幾次極值點，對峰出現(xiàn)的一段進行積分，可以得到質(zhì)量變化量。DTG速率越快，表示樣品的組成成分越不穩(wěn)定。(2)差示掃描量熱分析(DSC)差示掃描量熱分析(DifferentialScanningCalorimetry,DSC)是在程序控制溫度下，測量輸入到物質(zhì)和參比物的溫度差和溫度的關(guān)系的一種技術(shù)。這種方法不僅分辨能力和靈敏度較高，且能獲取各種熱力學(xué)參數(shù)，其原理如下圖2-3：圖2-2DSC基本原理圖Fig2-2TheschematicdiagramofDSCDSC共分為功率補償型以及熱流型DSC兩種，圖2-3為功率補償型DSC,將樣品與參比物置于儀器內(nèi)，參比物是不發(fā)生相變且沒有熱效應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)，對它們進行同樣的升溫處理，當(dāng)樣品發(fā)生變化時，兩者間會產(chǎn)生溫度差，它們下面的高靈敏度熱電偶就會產(chǎn)生溫差電勢，經(jīng)過放大器自動調(diào)節(jié)后會補償使兩樣品溫差趨于零的電流，這個過程補償?shù)臒崃繛闃悠返臒崃孔兓姆从�。DSC的影響因素和差熱分析類似，其受實驗條件（動態(tài)氣氛的種類與性質(zhì)及系統(tǒng)升溫速率）、
中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文用小的量勺將樣品挖取至坩堝內(nèi)，樣品質(zhì)量為 15 mg，從電腦上設(shè)置樣品名稱，存儲位置以及加熱過程的溫控，在此實驗中加熱初始溫度為 25 ℃，結(jié)束溫度為650 ℃，中間沒有停留；將樣品放入儀器后，等待 DTG 的數(shù)值低于 10 μg/min，即可開始測量，測量結(jié)束后儀器會有風(fēng)扇自動降溫至 50 ℃，將至 25 ℃時即可開始下次測量。由于天平非常的精密敏感，因此要注意試驗環(huán)境避免氣流以及實驗臺面有較大震動。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]植物殘體向土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化過程及其穩(wěn)定機制的研究進展[J]. 汪景寬,徐英德,丁凡,高曉丹,李雙異,孫良杰,安婷婷,裴久渤,李明,王陽,張維俊,葛壯. 土壤學(xué)報. 2019(03)
[2]應(yīng)用13C核磁共振技術(shù)研究土壤有機質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進展[J]. 李娜,盛明,尤孟陽,韓曉增. 土壤學(xué)報. 2019(04)
[3]連續(xù)免耕與秸稈還田對土壤養(yǎng)分含量的影響[J]. 李華,劉世平,陳暢,王靜. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(15)
[4]土壤團聚體與有機碳穩(wěn)定機制的研究進展[J]. 徐香茹,汪景寬. 土壤通報. 2017(06)
[5]核磁共振技術(shù)在森林凋落物分解研究中的應(yīng)用[J]. 王玉哲,劉先,胡亞林. 生態(tài)學(xué)雜志. 2017(11)
[6]基于固態(tài)13C核磁共振波譜研究植物殘體分解和轉(zhuǎn)化機制的進展[J]. 李昌明,王曉玥,孫波. 土壤. 2017(04)
[7]長期免耕對不同土層土壤結(jié)構(gòu)與有機碳分布的影響[J]. 楊永輝,武繼承,丁晉利,張潔梅,潘曉瑩,何方. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(09)
[8]土壤礦物對有機質(zhì)的吸附與固定機制研究進展[J]. 王磊,應(yīng)蓉蓉,石佳奇,龍濤,林玉鎖. 土壤學(xué)報. 2017(04)
[9]生活垃圾制備RDF工藝參數(shù)及其熱特性研究[J]. 齊琪,袁京,李赟,張地方,李國學(xué). 中國環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[10]淺談熱分析技術(shù)的應(yīng)用[J]. 溫麗萍,周曉玲,藺萬峰,任悅. 江西化工. 2016(05)
博士論文
[1]長期保護性耕作土壤團聚體有機碳轉(zhuǎn)化過程及機制[D]. 王碧勝.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2019
[2]長期保護性耕作對土體及團聚體中微生物特征和有機質(zhì)的影響及機理[D]. 趙龍華.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]長期施肥對亞熱帶稻田土壤有機碳氮及微生物學(xué)特性的影響[D]. 郝曉暉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]亞熱帶地區(qū)長期施肥措施下稻田土壤有機質(zhì)穩(wěn)定性研究[D]. 羅璐.西安建筑科技大學(xué) 2013
本文編號：2908521
【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：93 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
實驗地點Figure2-1Experimentalsite耕作措施試驗始于2001年的冬小麥季，起始的實驗設(shè)置為翻耕+秸稈粉碎還田(conventionaltillage，CT)、旋耕+秸稈粉碎還田(rotarytillage，RT)和免耕+秸稈
中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文13品重量與溫度關(guān)系的技術(shù)。熱重法是利用熱降解及熱氧降解動力學(xué)，根據(jù)數(shù)據(jù)成曲線圖，我們得到了質(zhì)量-溫度曲線(TG曲線)，TG曲線縱坐標(biāo)為質(zhì)量百分比，橫坐標(biāo)為溫度。TG是失重曲線，兩點之間的TG做差可以得到高溫下對應(yīng)溫度區(qū)間范圍內(nèi)樣品質(zhì)量的損失量;對TG曲線各點對時間進行一次微分，從而得到熱重微分(dm/dt)曲線(derivativesofthermogravimetry,DTG)。DTG可以反映加熱過程中樣品損失速率的連續(xù)變化規(guī)律，從而可以判斷樣品的活躍范圍，DTG曲線的極值點（峰值）表示土樣損失速率最快（慢）時的溫度，不僅能夠得到特征溫度點也能得到升溫過程中出現(xiàn)過幾次極值點，對峰出現(xiàn)的一段進行積分，可以得到質(zhì)量變化量。DTG速率越快，表示樣品的組成成分越不穩(wěn)定。(2)差示掃描量熱分析(DSC)差示掃描量熱分析(DifferentialScanningCalorimetry,DSC)是在程序控制溫度下，測量輸入到物質(zhì)和參比物的溫度差和溫度的關(guān)系的一種技術(shù)。這種方法不僅分辨能力和靈敏度較高，且能獲取各種熱力學(xué)參數(shù)，其原理如下圖2-3：圖2-2DSC基本原理圖Fig2-2TheschematicdiagramofDSCDSC共分為功率補償型以及熱流型DSC兩種，圖2-3為功率補償型DSC,將樣品與參比物置于儀器內(nèi)，參比物是不發(fā)生相變且沒有熱效應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)，對它們進行同樣的升溫處理，當(dāng)樣品發(fā)生變化時，兩者間會產(chǎn)生溫度差，它們下面的高靈敏度熱電偶就會產(chǎn)生溫差電勢，經(jīng)過放大器自動調(diào)節(jié)后會補償使兩樣品溫差趨于零的電流，這個過程補償?shù)臒崃繛闃悠返臒崃孔兓姆从�。DSC的影響因素和差熱分析類似，其受實驗條件（動態(tài)氣氛的種類與性質(zhì)及系統(tǒng)升溫速率）、
中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文用小的量勺將樣品挖取至坩堝內(nèi)，樣品質(zhì)量為 15 mg，從電腦上設(shè)置樣品名稱，存儲位置以及加熱過程的溫控，在此實驗中加熱初始溫度為 25 ℃，結(jié)束溫度為650 ℃，中間沒有停留；將樣品放入儀器后，等待 DTG 的數(shù)值低于 10 μg/min，即可開始測量，測量結(jié)束后儀器會有風(fēng)扇自動降溫至 50 ℃，將至 25 ℃時即可開始下次測量。由于天平非常的精密敏感，因此要注意試驗環(huán)境避免氣流以及實驗臺面有較大震動。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]植物殘體向土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化過程及其穩(wěn)定機制的研究進展[J]. 汪景寬,徐英德,丁凡,高曉丹,李雙異,孫良杰,安婷婷,裴久渤,李明,王陽,張維俊,葛壯. 土壤學(xué)報. 2019(03)
[2]應(yīng)用13C核磁共振技術(shù)研究土壤有機質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)進展[J]. 李娜,盛明,尤孟陽,韓曉增. 土壤學(xué)報. 2019(04)
[3]連續(xù)免耕與秸稈還田對土壤養(yǎng)分含量的影響[J]. 李華,劉世平,陳暢,王靜. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(15)
[4]土壤團聚體與有機碳穩(wěn)定機制的研究進展[J]. 徐香茹,汪景寬. 土壤通報. 2017(06)
[5]核磁共振技術(shù)在森林凋落物分解研究中的應(yīng)用[J]. 王玉哲,劉先,胡亞林. 生態(tài)學(xué)雜志. 2017(11)
[6]基于固態(tài)13C核磁共振波譜研究植物殘體分解和轉(zhuǎn)化機制的進展[J]. 李昌明,王曉玥,孫波. 土壤. 2017(04)
[7]長期免耕對不同土層土壤結(jié)構(gòu)與有機碳分布的影響[J]. 楊永輝,武繼承,丁晉利,張潔梅,潘曉瑩,何方. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(09)
[8]土壤礦物對有機質(zhì)的吸附與固定機制研究進展[J]. 王磊,應(yīng)蓉蓉,石佳奇,龍濤,林玉鎖. 土壤學(xué)報. 2017(04)
[9]生活垃圾制備RDF工藝參數(shù)及其熱特性研究[J]. 齊琪,袁京,李赟,張地方,李國學(xué). 中國環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[10]淺談熱分析技術(shù)的應(yīng)用[J]. 溫麗萍,周曉玲,藺萬峰,任悅. 江西化工. 2016(05)
博士論文
[1]長期保護性耕作土壤團聚體有機碳轉(zhuǎn)化過程及機制[D]. 王碧勝.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2019
[2]長期保護性耕作對土體及團聚體中微生物特征和有機質(zhì)的影響及機理[D]. 趙龍華.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]長期施肥對亞熱帶稻田土壤有機碳氮及微生物學(xué)特性的影響[D]. 郝曉暉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]亞熱帶地區(qū)長期施肥措施下稻田土壤有機質(zhì)穩(wěn)定性研究[D]. 羅璐.西安建筑科技大學(xué) 2013
本文編號：2908521
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/2908521.html
最近更新
教材專著
