大麻衍生改良剂对三种土壤类型中土壤碳（C）和氮（N）循环及微生物活性的短期影响

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Short-Term Effects of Hemp-derived Amendments on Soil C and N Turnover and Microbial Efficiency across Three Soil Types

大麻衍生材料（残渣、生物炭、热解油）对三类土壤（Entisol、Alfisol、Mollisol）的有机质稳定性、微生物功能及碳氮循环的影响研究显示，生物炭显著提升碳保留和微生物碳利用效率（CUE），促进快速矿化但释放更多CO?，其化学结构（芳环与缩合结构）更具抗分解性。土壤特性（pH、质地、初始SOM含量）显著调节处理效应，Alfisol微生物效率最高，Entisol碳周转最活跃。摘要完毕。

　　

摘要

本研究旨在评估大麻衍生改良剂对三种土壤类型（Entisol、Alfisol和Mollisol）中土壤有机质（SOM）稳定性、微生物功能以及碳氮循环的短期影响。我们假设改良剂的化学性质和土壤特性会共同影响微生物的碳利用效率（CUE）和短期碳封存潜力。在受控的120天培养条件下，分别以两种碳当量剂量（5克和10克碳每千克干土）施用了工业大麻残渣、生物炭和热解油。研究了累积二氧化碳排放量、溶解有机碳和氮、微生物生物量（碳和氮）、SOM稳定指数以及微生物效率指标（CUE、qCO?）。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术表征改良剂的化学结构，并通过多元分析（主成分分析PCA和层次聚类）来识别处理措施与土壤之间的相互作用。与大麻残渣和热解油相比，生物炭显著提高了碳保留能力和微生物的碳利用效率，从而促进了快速的矿化作用并导致更多的二氧化碳释放。FTIR分析证实生物炭中含有更强的芳香族和缩合结构，表明其更难以分解。土壤类型显著影响了改良剂的效果：Alfisol表现出最高的微生物效率，而Entisol的碳周转率最高。这些差异与土壤的pH值、质地和固有SOM含量有关。大麻衍生改良剂可以增强土壤有机质的短期稳定性和微生物效率，但其效果取决于改良剂的化学性质和土壤类型。生物炭在改善碳管理方面具有最大的潜力，而大麻残渣和热解油则促进了快速的养分循环。这些发现强调了在使用基于大麻的有机物质来改善土壤健康时制定特定于土壤的策略的价值。

图形摘要

图表的主要发现：

• 大麻生物炭（BC1和BC2）处理方式显示出最高的碳封存效果，并显著降低了二氧化碳排放。

• 大麻残渣（Hemp1和Hemp2）和热解油（BC Oil1和BC Oil2）导致较高的二氧化碳排放，说明它们促进了短期微生物活动，但不利于长期碳封存。

微生物效率（CUE比率）在生物炭处理的土壤中最高，进一步证实了其在长期碳稳定中的作用。