粉煤灰矿化CO_(2)研究进展

CO_(2)等温室气体大量排放引起了全球气候变暖等生态问题,已成为全人类生存面对的重大挑战,CO_(2)矿化是应对此挑战的关键技术之一。相对富煤、贫油、少气的能源资源禀赋格局导致中国主体能源仍以CO_(2)排放强度高的煤炭为主,其燃烧产生的工业固废粉煤灰也面临巨大的处理难题。相比传统矿化原料,粉煤灰因具有产量大、获取容易和运输成本低等特点受到广泛关注。粉煤灰自身可通过直接矿化和间接矿化实现CO_(2)矿化封存,在CO_(2)矿化封存的同时,可大幅降低与粉煤灰堆积或处理相关的环境风险。在碳达峰和碳中和目标下,利用粉煤灰矿化封存CO_(2)是一项应对全球变暖具有巨大潜力的高效策略。介绍了我国粉煤灰排放和利用现状,回顾了粉煤灰直接矿化和间接矿化的研究进展,对比分析了不同矿化工艺的优缺点,明晰了CO_(2)矿化过程中工艺参数对粉煤灰矿化效率的调控机理。针对粉煤灰矿化CO_(2)缺乏机制性的解释这一问题,通过介绍常用于描述CO_(2)矿化反应的缩核模型和表面覆盖模型,厘清矿化过程中气液扩散等控制矿化速率的机制。最后分析了粉煤灰矿化过程中现存的问题和未来研究方向,旨在为利用粉煤灰固废矿化CO_(2)提供借鉴。

工业固废CO_(2)矿化协同减污降碳关键技术进展

针对工业过程CO_(2)和固废排放的问题,减污降碳刻不容缓。CO_(2)矿化技术在封存CO_(2)的同时固废得到资源化利用,受到广泛关注。论述了不同工业固废作为CO_(2)矿化原料的利用情况,对比分析了不同矿化工艺优缺点及CO_(2)矿化机理,总结了不同CO_(2)矿化工艺研究现状和工业化应用情况。研究发现,目前针对固废CO_(2)矿化缺乏机制性解释,无法有效控制金属离子的浸取过程和矿化过程中气液固传质的效率,同时矿化形成的碳酸盐产品存在粒径大、易团聚、功能单一等问题。未来需进一步研究浸渍过程中表面溶剂扩散等控制浸取速率和程度的机制;深入研究碳酸盐成核结晶动力学机制及碳酸盐晶体形貌、粒度调控方法;构建煤基固废浸取、矿化溶质气-液-固传输模型,进行工艺参数优化和过程强化并确定放大规律;进一步加强CO_(2)矿化利用技术全生命周期和经济评价;最后,需加大CO_(2)矿化利用技术的中试、示范技术集成和成套工艺建设,为规模化减污降碳技术的工业化发展奠定技术支撑。

有机无机肥配施对西北地区不同土壤类型氮素矿化影响

为揭示不同施肥措施和土壤类型对我国西北地区典型农田土壤氮素矿化特征的影响,通过室内恒温好气培养法,分别研究不施肥(CK)、单施尿素(U)、单施有机肥(M)和尿素配施有机肥(U+M)施肥模式对土壤氮素矿化动态过程的影响,并对土壤累积矿化氮量进行一级动力学方程拟合及相关性分析。结果表明,施肥和土壤类型均显著影响土壤铵态氮含量、硝态氮含量和累积矿化氮量,且两者之间存在显著的交互作用。不同类型土壤累积矿化氮量和矿化速率由大到小依次为塿土、黄绵土、黄河灌淤土、灰棕漠土。与CK处理相比,不同施肥处理显著增加土壤累积矿化氮量、矿化速率常数(k)和矿化势(N0),处理间差异显著(P<0.05)。单施尿素和尿素配施有机肥处理的累积矿化氮量和矿化速率分别较CK处理增加2.83~6.71倍和3.83~7.70倍。相关分析表明,土壤累积矿化氮量与土壤有机质含量和全氮含量呈显著正相关关系。研究结果表明,有机无机肥配施处理可显著促进西北地区不同土壤类型氮素矿化,提高氮素有效性和供氮能力,有利于保持土壤矿质氮含量,对农田氮素高效利用有重要作用。

水工混凝土矿化微生物固载及自修复试验研究

直接内掺方式制备微生物自修复混凝土会因拌合的机械挤压摩擦、生存环境受限等因素影响矿化微生物的长期活性。本文选择巴氏芽孢杆菌为矿化微生物,以膨胀珍珠岩和陶粒为微生物载体,以水泥浆和偏高岭土浆液为载体包覆材料,通过试验优选有助于微生物释放和保护的载体及其合理粒径、包覆材料,并研究微生物固载对裂缝自修复效果的影响。结果表明:掺入定量的膨胀珍珠岩的水工混凝土试样劈裂裂缝处拉裂面积比更大,作为水工混凝土微生物固载材料时较陶粒更能有效释放矿化微生物;偏高岭土浆液较水泥浆更适合作为载体的包覆材料,其包覆的微生物14 d存活率为86.63%,有效保证了固载微生物的长期活性;对微生物进行膨胀珍珠岩固载和偏高岭土浆液包覆,修复养护90d裂缝最大修复宽度为0.616mm,高于直接内掺的0.453mm,有效改善了混凝土试件的裂缝自修复效果。

嗜酸铁氧化细菌生物矿化研究进展及其应用

重点介绍嗜酸铁氧化细菌的胞内胞外矿化研究进展,概述嗜酸铁氧化细菌胞内矿化产物性质和影响矿化产物合成的因素,整理现阶段磁性纳米颗粒的合成机制;对嗜酸铁氧化细菌胞外矿化产物的合成原理和影响因素进行汇总;最后总结嗜酸铁氧化细菌矿化产物的应用前景,并指出当下磁性纳米颗粒研究的不足。针对研究现状提出未来依赖分子生物学解析胞内矿化机制并拓展其应用范围的新思路,该研究有望为进一步研究嗜酸铁氧化细菌胞内胞外矿化及其应用提供理论指导。

基于矿化反应过程三阶段划分的粉煤灰高效矿化方法研究

粉煤灰由于含有钙镁等碱土金属氧化物导致其浆液呈碱性,直接充填井下采空区易污染地下水源。利用陕北矿区府谷电厂粉煤灰开展组分测试、浆液pH值特性测试及固碳降碱试验,基于浆液pH值与OH−浓度理论关系对粉煤灰固碳降碱反应过程进行阶段划分并提出两级耦合的粉煤灰高效矿化方法。研究结果表明:①粉煤灰含CaO、MgO、K_(2)O等碱土金属氧化物,溶于水浆液呈高碱特性,浆液pH值随浆液浓度增大而增大,当粉煤灰浆液质量分数≥30%时,浆液pH值不受质量分数影响且粉煤灰碱土金属氧化物与水反应生成OH−速率较快,溶于水20 min,OH^(−)浓度饱和;②粉煤灰与CO_(2)发生矿化反应生成方解石型CaCO_(3),每1 kg粉煤灰可矿化封存29.57 g CO_(2);③粉煤灰与CO_(2)发生矿化粉煤灰固碳降碱过程中pH变化曲线呈“倒S”型,按降pH速率分为慢速(Ⅰ)、快速(Ⅱ)、慢速(Ⅲ)3个阶段,3个阶段的pH值分界点分别为11.39、7~8且第I阶段无法消除;④降pH与降碱不是同一概念,降碱指的是降浆液中OH−浓度,降pH第I阶段对应快速降碱阶段,降pH第Ⅱ、Ⅲ阶段对应深度降碱阶段;⑤决定粉煤灰固碳量的主要为降pH第I阶段,而非pH下降速率较大的第Ⅱ阶段,第I阶段CO_(2)利用率约为30.78%,第Ⅱ、Ⅲ阶段CO_(2)总利用率约为9.04%;⑥基于粉煤灰固碳降碱过程阶段划分及反应装置降碱速率、容积的差异性,提出两级耦合的粉煤灰高效矿化方法。研究结果对分析粉煤灰固碳降碱机理,提高粉煤灰固碳降碱效率,促进粉煤灰处置工业化应用具有重要意义。

青藏高原高寒草地土壤速效氮矿化能力对温度和有机肥添加的响应

青藏高原高寒草地土壤氮素矿化是影响全球碳氮循环和草地生态系统演替的关键过程。本研究通过不同温度(5、15和25℃)和有机氮添加梯度(0、15、45和75 kg·hm^(−2))的室内培养试验,测定土壤氮矿化速率、矿化势以及矿化反应速率常数对处理的响应,旨在探究温度和有机肥添加对青藏高原高寒草地土壤速效氮供应能力的影响。结果表明:土壤氮素矿化量随温度的升高而增加,25℃下明显高于15和5℃;有机氮添加(15~45 kg·hm^(−2))显著提高了土壤铵态氮的矿化量,继续增加至75 kg·hm^(−2)时,氮素矿化能力降低;土壤氮矿化速率随培养时间的增加先增加后降低,添加有机氮可以增加高寒草地土壤氮素矿化速率,在氮素添加量为45 kg·hm^(−2)时达到峰值;温度决定了高寒草地土壤氮素矿化势,对矿化速率常数k没有明显影响。综上所述,添加15~45 kg·hm^(−2)有机氮及较高的温度条件有利于提高青藏高原高寒草地土壤速效氮的矿化能力,这为高寒草原地区的草地管理和有机肥施用提供了理论依据。

氟硒双掺羟基磷灰石涂层体外矿化性能及抗菌性能研究

目的制备一种具有抗菌能力和骨骼矿化能力的HA涂层,探究在Se/P(物质的量比)为0.15时,不同掺F量对涂层抗菌能力和矿化能力的影响。方法采用共沉淀法制备F、Se共掺羟基磷灰石悬浮液(Se-F-HA),经洗涤和过滤将其固含量调整至10%,通过悬浮液等离子喷涂技术(SPS),在医用金属钛表面沉积Se-F-HA涂层,通过XRD、XPS、SEM-EDS对涂层进行表征。以体外矿化实验和抗菌实验评价涂层矿化能力和抗菌能力。结果XRD表明3种涂层均为HA相,F、Se并未引起HA相变;EDS和XPS表明F、Se成功进入HA晶格,元素并未发生明显氧化。矿化实验表明,随着掺F量的增加,涂层失重减少,形成矿化层速率加快,磷灰石密度增加。矿化5 d后Se-1.5FHA涂层增重0.013 g/cm^(2),矿化后3种涂层Ca/(Se+P)(物质的量比)值均高于1.67,表明涂层表面吸附Ca^(2+)、PO_(4)^(3-),形成Ca/P(物质的量比)大于1.67的磷灰石层。抗菌实验表明,Se-F-HA涂层对细菌增殖起到明显的抑制作用。结论F、Se可以促进HA涂层的矿化,F可以有效降低SeHA溶解度。Se-FHA涂层对金黄色葡萄球菌的增殖起到明显抑制作用,相较于HA组,Se-1.5FHA组细菌数量下降了近2个数量级,为骨缺损提供了具有良好抗菌能力和骨骼矿化能力的材料。

矿化煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀性能

为研究微生物菌液浓度、尿素浓度、钙离子浓度、煤矸石取代率对矿化煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,开展4因素3水平正交试验。结果表明:微生物矿化技术可显著提升煤矸石混凝土力学性能,煤矸石混凝土强度影响排序为煤矸石取代率>菌液浓度>钙离子浓度>尿素浓度,微生物矿化煤矸石混凝土力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能的最优配比为:菌液浓度4×10^(8) cells/mL、尿素浓度0.9 mol/L、钙离子浓度0.2 mol/L、煤矸石取代率30%;硫酸盐与水化产物反应生成钙矾石是硫酸盐干湿循环前期质量和抗压强度提升的主要原因,也是后期表观形态盐化、体积膨胀、鼓包掉落、强度降低的主要原因。研究成果可为微生物矿化煤矸石混凝土力学和耐久性提供试验依据。

水泥基材料中Ca^(2+)对矿化微生物的碳酸酐酶产量、活性和矿化的影响

本工作针对一种适用于水泥基材料的耐碱矿化微生物,研究了水泥基材料中Ca^(2+)浓度变化(0~5 mmol/L)对矿化微生物的产酶量、碳酸酐酶活性以及诱导CaCO_(3)矿化能力的影响。对分离纯化不同Ca^(2+)浓度菌液中的碳酸酐酶进行酶产量测定,并通过测定矿化微生物的细菌生长曲线和单菌产酶量分析Ca^(2+)浓度对其的影响机理;基于酯酶法测定不同Ca^(2+)浓度下碳酸酐酶的活性,并利用FTIR测定官能团,分析二级结构变化和氢键变化,进而得到Ca^(2+)浓度对碳酸酐酶活性的影响机理;最后基于热重分析不同Ca^(2+)浓度溶液中矿化微生物的诱导矿化能力,并测定矿化产物晶形。试验结果表明,当Ca^(2+)浓度为2.5 mmol/L时,矿化微生物生长增殖最快,单菌产酶量最高,因此整体酶产量最高;碳酸酐酶活性在Ca^(2+)浓度为5 mmol/L时达到最大值,但Ca^(2+)会破坏碳酸酐酶结构的有序性;当Ca^(2+)浓度为5 mmol/L时,矿化微生物的诱导矿化能力最强,矿化3 d后Ca(OH)_(2)向CaCO_(3)的转化率达到82.67%,且得到的CaCO_(3)晶体形貌主要为球状或椭圆状。

适宜水工混凝土内环境的矿化微生物梯度驯化优选

水工混凝土内部高碱性环境限制了微生物混凝土的自修复效能。利用梯度驯化方法可提高矿化微生物对高碱度的耐受性,优选出适宜混凝土孔隙内环境并具备高诱导矿化沉积能力的增强嗜碱型微生物。首先,在实验室高碱性环境下,对比巨大、科氏、枯草、巴氏等4种芽孢杆菌的活性及诱导矿化沉积量,初选耐碱性较好的微生物并对其开展耐碱性梯度驯化;随后,综合分析驯化微生物对混凝土力学性能、吸水性、渗透性和自愈能力的影响,通过扫描电子显微镜和X射线衍射对矿化产物微观形态和组成进行分析。结果表明:相较于巨大、科氏和枯草芽孢杆菌,巴氏芽孢杆菌在高碱性条件下表现出更强的活性,梯度驯化技术可进一步提高巴氏芽孢杆菌在高碱性环境中的活性,并证实通过该方法增强的耐碱性具有后代保留的特性;与掺未驯化微生物组试样相比,掺驯化微生物混凝土试样养护28 d的抗压强度提高了16.59%,吸水系数降低了37.74%,渗透系数减小了19.22%;掺驯化微生物混凝土试样的裂缝自修复试验得到裂缝最大修复宽度为0.57 mm,超过了未驯化微生物组的0.44 mm。本研究为基于微生物诱导矿化沉积技术的微生物水工混凝土研发和应用提供理论依据和技术支撑。

氧化石墨烯辅助仿生矿化原位合成羟基磷灰石

羟基磷灰石(HAp)是一种与人体骨骼成分类似的无机材料,具有良好的生物相容性。本文以氧化石墨烯(GO)为模板,通过模拟体液(SBF)仿生矿化原位合成了HAp纳米粒子。通过SEM、XRD、EDS和拉曼光谱等测试分析研究了矿化时间、SBF/GO体积比对矿化产物物相组成、形貌和结构的影响。结果表明,矿化处理后的GO表面形成了大量均匀分布的类骨HAp。随着矿化时间延长和SBF体积占比增大,矿化产物的尺寸及数量增大,GO层间距逐渐扩大。本研究验证了GO辅助合成HAp的可行性,拓展了仿生矿化法的应用领域。

森林土壤不同粒径颗粒的碳矿化研究

土壤是由不同粒径颗粒组成的,各粒径颗粒的性质差异大、在土壤中的空间位置不同。为了研究它们各自碳的变化差异,评估这些颗粒在土壤有机碳稳定和周转中的作用。选择亚热带阔叶林土壤,采用物理分组的方法,获得不同粒径土壤颗粒(>2000、2000~250、250~53、<53、53~20、20~2、<2μm),与全土等质量开展矿化试验,研究碳矿化量差异、主要碳形态变化及其相互关系,反向探究不同粒径颗粒在全土壤中的作用。结果表明,不同粒径颗粒按照质量比例作为权重计算的CO_(2)累积排放量、全碳、C/N、芳香性指数、游离氧化铁含量占全土的95.0%~101.8%。<2μm和20~2μm土壤颗粒CO_(2)累积排放量显著高于其他颗粒和全土。全土及各颗粒土壤CO_(2)累积排放量与比表面积、总孔隙体积、全碳、土壤可溶性有机碳(DOC,Dissolved organic carbon)、土壤微生物生物量碳(Soil microbial biomass carbon,MBC)、易氧化有机碳、游离氧化铁呈正相关性,而与C/N呈负相关性。通过对不同粒径颗粒16个指标降维分析,综合特征指数显示<2μm和20~2μm颗粒最高,即它们的综合作用最大。因此,全土壤的碳变化可追溯到土壤不同粒径颗粒碳的不同变化及关系,且土壤小粒径的团聚或被大粒径颗粒包闭可能是降低全土碳矿化的机理之一,有利于维持全土壤碳的稳定或增加保存。

硼硅酸盐生物活性玻璃的矿化及机理初探

目的探讨硼硅酸盐生物活性玻璃体外矿化成类骨层状结构的机理。方法模拟体内环境,将硅酸盐玻璃(0B)、硼硅酸盐玻璃(2B)和硼酸盐玻璃(3B)浸泡于SBF溶液和含有明胶的SBF溶液中1周;随后采用质量损失分析、SEM、EDS、XRD及FTIR等测试方法对多种生物活性玻璃的矿化产物进行系统分析与比较;采用固体核磁NMR对生物玻璃进行玻璃结构分析。结果浸泡1周后,SEM观察到硼硅酸盐玻璃(2B)和不含硅的硼酸盐玻璃(3B)表面产生层状矿化产物,而硅酸盐玻璃(0B)表面只有一层矿化产物层;XRD和FTIR结果显示3种玻璃的表面产物均为含有部分羟基磷灰石的钙磷化合物;固体核磁波谱(11B)测试结果表明硼硅酸盐玻璃(2B)和不含硅的硼酸盐玻璃(3B)都存在大量[BO_(3)]平面三角体。最后,当硼硅酸盐玻璃(2B)浸泡在含有明胶的SBF溶液后,其矿化产物仍能维持层状结构;通过EDS分析可知形成明胶有机层和含羟基磷灰石的无机层相互堆积的特殊层状结构。结论2B和3B玻璃内部存在大量[BO_(3)]平面三角体所构造的二维平面结构。矿化过程中,不溶性反应物沉积在二维平面结构上,从而使矿化产物呈现层状结构。在浸泡液中添加一定量的明胶后,其可以有效地与硼硅酸盐玻璃的层状矿化结构相互匹配结合,最终堆叠形成有机相层与无机层相互交错的特殊结构。

微生物矿化反应原理、沉积与破坏机制及理论:研究进展与挑战

微生物矿化作为地质演变及碳氮循环不可或缺的一环,给岩土、水利及环境等领域带来了新的机遇和挑战,其衍生而来的以MICP为代表的微生物岩土技术已成为环境岩土工程最具革新性的技术领域之一。近20年来,微生物岩土技术从概念验证阶段到相关领域技术示范已取得了重要进展。为推进对该领域更加深入的基础认识与研究,本文系统回顾了MICP技术并针对以下3部分进行了重点阐述:脲酶菌成矿作用的生物化学原理、微生物加固土的沉积模式及加固体破坏机理、涉及生物-化学-水力-力学等多物理场耦合作用下的微生物矿化反应理论。此外,还总结了微生物岩土技术目前亟待解决的问题与挑战,对潜在的研究热点与应用前景进行了探讨和展望。

纯棉筒子纱的原位矿化染色

采用原位矿化染色技术对纯棉筒子纱进行活性染料染色。优化的染色工艺为:固色碱剂XGA 3.0%(omf),固色时间60 min,矿化pH为3.5,偶合剂XBC为1.5%(omf),氧化剂XYS为5%(omf),60℃矿化处理30 min。结果表明:采用原位矿化染色工艺对纯棉筒子纱进行染色,排放染色残液色度值比传统工艺降低98%,染品耐干摩擦色牢度比传统工艺高半级,耐湿摩擦色牢度、耐皂洗色牢度与传统工艺一致,且可获得与传统工艺基本一致的颜色效果。

病理性矿化促进颞下颌关节骨关节炎发生的研究进展

颞下颌关节骨关节炎是重症颞下颌关节病患者的主要病理表现,关节组织病理性矿化是骨关节炎患者的重要病理特征之一,但病理性矿化的产物,如磷酸钙微晶在骨关节炎发病机制和疾病进展过程中所扮演的角色仍存有争议。研究显示在大多数罹患骨关节炎关节中均发现了磷酸钙微晶的存在,这些微晶的出现要早于关节炎临床症状的发生,且其含量往往与后期关节破坏程度密切相关。本文将近年来研究病理性矿化与骨关节炎进展相关性的文章进行总结分析,以期为明确病理性矿化与骨关节炎进展相关性,实现干预病理性矿化而阻断骨关节炎进展提供参考。

陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应

为了探讨陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(3、30、78 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均表现为78 a水稻田>30 a水稻田>3 a水稻田>玉米田。土壤累积矿化量、矿化速率、潜在可矿化有机碳含量(C 0)和潜在可矿化有机碳占总有机碳的比值(C 0/SOC)均表现为30℃处理>20℃处理>10℃处理。水稻田矿化累积量均表现为10℃处理(2015.14 mg·kg^(-1))显著低于20℃(2799.20 mg·kg^(-1))和30℃处理(3078.47 mg·kg^(-1))(P<0.05),但20℃与30℃处理之间无显著差异。玉米田累积矿化量在不同培养温度间没有达到显著差异水平。0~20 cm土层累积矿化量是20~40 cm土层的1.18倍。供试土壤在温度从10℃升高到20℃时的温度系数(Q 10)值(1.38)均高于从20℃升高到30℃时的Q 10值(1.14),土层间的Q 10值大小关系为0~20 cm>20~40 cm。潜在可矿化有机碳含量C 0与总有机碳、易氧化有机碳及溶解性有机碳含量之间均呈正相关关系,C 0与微生物生物量碳含量间呈正相关关系但未能达到显著水平。C 0/SOC随水稻种植年限的增加而降低,说明土壤有机碳的固存能力随水稻种植年限的增加而增强。

不同含水量及冻结温度对黑土冻融循环过程有机碳矿化的影响

[目的]冻融过程土壤呼吸在年土壤呼吸总量中占有重要比例,研究探讨土壤冻融过程中含水量、冻结温度和冻融循环次数对土壤碳矿化动态的影响。[方法]以黑龙江省嫩江县鹤山农场九三水土实验站黑土为研究对象,开展室内冻融程度模拟试验,进行7次冻融循环,设置100%田间持水量(100%WHC)、60%田间持水量(60%WHC)和30%田间持水量(30%WHC)3种土壤含水量;10℃恒温处理(对照)、-5℃冻结处理(轻度冻结)和-15℃冻结处理(重度冻结)3种环境温度。[结果]冻融循环次数、含水量和冻结温度对CO_(2)排放量有显著影响,影响度分别为-0.63,0.21,0.14。解冻过程显著增加土壤碳矿化量;轻度冻结时,前3次冻融循环60%WHC土壤碳矿化量比100%WHC和30%WHC分别提高33.0%,35.2%,后4次冻融循环差异不明显;重度冻结时,前2次冻融循环100%WHC土壤碳矿化量,比60%WHC和30%WHC土壤分别提高25.2%,68.0%,后5次冻融循环差异不明显。[结论]冻融循环次数对土壤CO_(2)排放量影响最大,含水量次之,冻结温度最小。冻融作用增加低含水量土壤的CO_(2)累积排放量;降低高含水量土壤的CO_(2)累积排放量;而对中等含水量土壤,轻度冻结增加CO_(2)累积排放量,重度冻结降低CO_(2)累积排放量。一级动力学方程对冻融土壤CO_(2)排放量的拟合效果较好(R^(2)>0.997),含水量和冻结温度对有机碳矿化潜力C0值有显著影响。

不同种植年限水稻土有机碳矿化对周期性变温的响应

为了探讨陕北中部黄土丘陵沟壑区不同种植年限水稻土有机碳矿化对周期性温度变化的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(78 a、30 a、3 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度变化对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:恒温以及周期性变温处理的土壤累积矿化量在前7 d增加较快,达到整个培养期的39.2%~47.6%,7 d后至培养结束时增加缓慢。培养前7 d,土壤有机碳矿化速率快速下降,直至21 d时趋于稳定状态。78 a、30 a、3 a水稻土和玉米地的累积矿化量分别为3126.75、2737.63、2547.42和2173.88 mg/kg,水稻土累积矿化量比玉米地高28.94%。变温条件下的有机碳累积矿化量较恒温条件下增加4.95%。变温条件下,0~20 cm和20~40 cm土壤有机碳矿化量比恒温下分别高5.69%和4.20%。水稻土在周期性变温条件下14 d的微生物生物量碳(MBC)下降幅度(41.49%)高于恒温培养(32.22%),35 d的MBC下降幅度(50.20%)低于恒温培养(54.23%),溶解性有机碳(DOC)下降幅度规律与之相反。0~20 cm和20~40 cm土壤潜在矿化量占总有机碳的比例(C 0/SOC)均表现为15℃/35℃高于25℃恒温,说明表层土壤易于矿化,土壤碳固存能力随温度周期性改变而降低。变温与恒温的土壤有机碳矿化速率、累积矿化量、潜在可矿化有机碳量无明显差异,说明在本试验条件下,在积温相同的情况下,周期性变温对土壤有机碳的矿化无显著影响。