Quá trình khoáng hoá - cố định lưu huỳnh trong đất trong quá trình phân huỷ các chất thải thực vật có thành phần hóa học và hàm lượng S đa dạng

Springer Science and Business Media LLC - Tập 360 - Trang 391-404 - 2012
H. Niknahad-Gharmakher1,2, S. Piutti3, J-M Machet1, E. Benizri3,4, S. Recous5,6
1INRA, US1158 Unité Agro-Impact, Laon, France
2Rangeland management Department, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3INPL-ENSAIA, UMR1121 Laboratoire Agronomie et Environnement, Vandœuvre-lès-Nancy cedex, France
4INPL-ENSAIA/INRA, UMR1120 Laboratoire Sols et Environnement, Vandœuvre-lès-Nancy, France
5INRA, UMR614 Fractionnement des AgroRessources et Environnement, Reims, France
6UMR614 Fractionnement des AgroRessources et Environnement, Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims, France

Tóm tắt

Việc tái chế các chất thải thực vật có thể là một nguồn quan trọng của lưu huỳnh sulfat khả dụng trong đất. Nghiên cứu này điều tra tác động của sự khả dụng lưu huỳnh sulfat trong đất đến quá trình phân huỷ chất thải và mối quan hệ giữa chất lượng chất thải thực vật với quá trình khoáng hoá S và C. Một thí nghiệm ủ đất đã kiểm tra quá trình khoáng hoá rơm cải dầu sau khi thêm sulfat với các lượng 20 và 50 mg S-SO4 kg−1 đất trong một loại đất sét. Các loại đất được bổ sung rơm lúa mì, cỏ cao, lá cải hoặc lá beech cũng đã được ủ. Khoáng hoá C và S ròng được đo liên tục trong suốt 175 ngày ủ ở 20 °C trong khi khoáng hoá S tổng cộng và sự cố định S được định lượng bằng việc đánh dấu đất bằng 35S. Việc bổ sung sulfat không làm thay đổi quá trình khoáng hoá C, cho thấy rằng nguồn cung S trong đất đủ cao để đáp ứng nhu cầu của vi sinh vật trong quá trình phân huỷ. Chất lượng hóa học của chất thải đã làm thay đổi đáng kể tốc độ phân huỷ và quá trình khoáng hoá S tổng và ròng, với sự giải phóng sulfat cao từ chất thải lá cải và cỏ cao nhưng không có thay đổi ròng đáng kể về sulfat trong đất với các chất thải khác. Thành phần hóa học và tỷ lệ C/S của các chất thải thực vật là các tiêu chí quan trọng để dự đoán cả động lực học và lượng sulfat khả dụng trong quá trình phân huỷ chất thải.

Từ khóa

#phân hủy chất thải thực vật #khoáng hóa lưu huỳnh #sulfat #khả năng sẵn có của sulfat #thành phần hóa học

Tài liệu tham khảo

Ajwa H, Tabatabai M (1993) Comparison of some methods for determination of sulfate in soils. Commun Soil Sci Plant Anal 24:1817–1832 Barrow NJ (1960) A comparison of mineralization of nitrogen and of sulfur from decomposing organic materials. Aust J Agric Res 11:960–969 Chapman SJ (1997) Carbon substrate mineralization and sulphur limitation. Soil Biol Biochem 29:115–122 Dedourge O, Vong PC, Lasserre-Joulin F, Benizri E, Guckert A (2003) Immobilization of sulphur-35, microbial biomass and arylsulphatase activity in soils from field-grown rape, barley and fallow. Biol Fertil Soils 38:181–185 Eriksen J (2005) Gross sulphur mineralisation-immobilisation turnover in soil amended with plant residues. Soil Biol Biochem 37:2216–2224 Eriksen J, Mortensen JV, Nielsen JD, Nielsen NE (1995) Sulphur mineralisation in five Danish soils as measured by plant uptake in a pot experiment. Agric Ecosyst Environ 56:43–51 Gentile R, Vanlauwe B, Chivenge P, Six J (2011) Trade-offs between the short- and long-term effects of residue quality on soil C and N dynamics. Plant Soil 338:159–169 Ghani A, McLaren RG, Swift RS (1992) Sulphur mineralisation and transformations in soils as influenced by additions of carbon, nitrogen and sulphur. Soil Biol Biochem 24:331–341 Jensen LS, Salo T, Palmason F, Breland TA, Henriksen TM, Stenberg B, Pedersen A, Lundstrom C, Esala M (2005) Influence of biochemical quality on C and N mineralisation from a broad variety of plant materials in soil. Plant Soil 273:307–326 Ketterings Q, Miyamoto C, Mathur RR, Dietzel K, Gami S (2011) A comparison of soil sulfur extraction methods. Soil Sci Soc Am J 75:1578–1583 Kirkham D, Bartholomew WV (1954) Equations for following nutrient transformations in soil utilizing tracer data. Soil Sci Soc Am Proc 18:33–34 Knights JS, Zhao FJ, McGrath SP, Magan N (2001) Long-term effects of land use and fertilisers treatments on sulphur transformations in soils from the Broadbalk experiment. Soil Biol Biochem 33:1797–1804 Kumar K, Goh KM (2000) Crop residues and management practices: effects on soil quality, soil nitrogen dynamics, crop yield, and nitrogen recovery. Adv Agron 68:197–319 Lineres M, Djakovitch JL (1993) Caractérisation de la stabilité biologique des apports organiques par l’analyse biochimique. In: Decroux J, Ignazi JC (eds) Matières organiques et agricultures. Gemas-Comifer, Paris, pp 59–68 Lisle L, Lefroy R, Anderson G, Blair G (1994) Methods for the measurement of sulphur in plants and soil. Sulphur Agric 18:45–54 Machinet GE, Bertrand I, Chabbert B, Recous S (2009) Decomposition in soil and chemical changes of maize roots with genetic variations affecting cell wall quality. Eur J Soil Sci 60:176–185 Mary B, Recous S, Darwis D, Robin D (1996) Interactions between decomposition of plant residues and nitrogen cycling in soil. Plant Soil 181:71–82 McLaren RG, Keer JI, Swift RS (1985) sulfur transformations in soils using S-35 labeling. Soil Biol Biochem 17:73–79 Niknahad-Gharmakher H, Machet JM, Beaudoin N, Recous S (2009) Estimation of sulfur mineralization and relationships with nitrogen and carbon in soils. Biol Fertil Soils 45:297–304 Nziguheba G, Smolders E, Merckx R (2006) Mineralization of sulfur from organic residues assessed by inverse isotope dilution. Soil Biol Biochem 38:2278–2284 Parton WWJ, Stewart JWB, Cole CV (1988) Dynamics of C, N, P and S in grassland soils. Biogeochemistry 5:109–131 Scherer HW (2001) Sulphur in crop production. Eur J Agron 14:81–111 Sinclair AG, Enright PD (1982) An autoanalyzer method for the determination of extractable soil sulfate using automated purification of extracts. N Z J Sci 25:141–146 Stevenson FJ (1986) Cycles of soil: carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur, micronutrients. John Wiley & Sons (Eds), 285–320 Stewart BA, Porter LK, Viets FG (1966) Sulfur requirements for decomposition of cellulose and glucose in soil. Soil Sci Soc Am Proc 30:453–456 Tabatabai MA (1984) Importance of sulphur in crop production. Biogeochemistry 1:45–62 Tabatabai MA, Chae YM (1991) Mineralization of sulfur in soils amended with organic wastes. J Environ Qual 20:684–690 Trinsoutrot I, Recous S, Bentz B, Linères M, Cheneby D, Nicolardot B (2000) Relationships between biochemical quality of crop residues and C and N mineralisation kinetics under non-limiting N conditions. Soil Sci Soc Am J 64:918–926 Van Soest PJ (1963) Use of detergent in the analysis of fibrous feeds. I. Preparation of fiber residues of low N content. J AOAC Int 46:825–835 Wu J, O’Donnell AG, Syers JK (1993) Microbial growth and sulphur immobilization following the incorporation of plant residues into soil. Soil Biol Biochem 25:1567–1573 Wu J, O’Donnell AG, Syers JK (1995) Influences of glucose, nitrogen and plant residues on the immobilization of sulphate-S in soil. Soil Biol Biochem 27:1363–1370 Zhao FJ, Mc Grath SP (1994) Extractable sulfate and organic sulfur in soils and their availability to plants. Plant Soil 164:243–250 Zhao FJ, McGrath SP, Blake-Kalff MMA, Link A, Tucker M (2002) Crop responses to sulphur fertilisation in Europe. Proceedings N° 504, International Fertiliser Society, York, UK, p 27