生物炭对中性水稻土养分和微生物群落结构影响的时间尺度变化研究

采用室内培养实验研究了生物炭对中性水稻土养分、微生物量和磷脂脂肪酸(PLFA)特征的影响。试验采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃),分别按照炭土质量比0(CK)、1%(T1)、2%(T2)和4%(T3)施用于土壤中,进行好气培养。结果表明:从时间尺度变化规律来看,土壤中铵态氮和硝态氮以及微生物量碳氮呈现波动性变化规律,在培养第21 d达到最低值,随后又呈现增加趋势,这与土壤中可利用态碳氮养分消耗有关。从生物炭的添加效果来看,与CK相比,生物炭的添加能够提高土壤p H值、有机质、全氮含量,降低铵态氮、硝态氮含量;生物炭的添加能够提高土壤微生物量碳氮含量,与CK相比,T1~T3处理微生物量碳、氮含量分别提高5.5%~14.3%、4.8%~25.7%;生物炭的添加降低了土壤PLFA含量,但土壤中各微生物类群PLFA含量在处理间差异不明显,表明其对土壤微生物群落结构影响不显著。总之,施用生物炭在一定程度上可以改善中性水稻土养分状况,提高土壤微生物量含量,改善土壤肥力水平。     

不同秸秆生物炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土pH、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳（MBC）的影响,及其对磷脂脂肪酸（PLFA）表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理：对照（CK）、添加水稻秸秆炭300℃（RB300）、400℃（RB400）、500℃（RB500）和添加玉米秸秆炭300℃（CB300）、400℃（CB400）、500℃（CB500）。【结果】物料类型和制备温度因素显著影响裂解得到生物炭材料的养分含量和化学性质。培育试验表明,两种秸秆生物炭的添加,平均提高土壤pH值0.16个单位;土壤有机碳、速效磷和速效钾水平,分别比对照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸秆炭对土壤速效钾水平促进作用较大,而玉米秸秆炭则主要增加速效磷含量。低温裂解秸秆炭（300℃）的添加,并没有显著影响土壤碱解氮和无机氮含量;而添加RB500和CB500处理的碱解氮分别比对照低10.4%和8.1%,硝态氮含量分别比对照高63.6%和100.7%（P＜0.05）。添加生物炭处理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸总量平均比对照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸秆炭处理与对照差异不显著;两种秸秆炭的输入均可以增加革兰氏阴性细菌（G-）、革兰氏阳性细菌（G+）、放线菌和真菌的含量,且不同制备温度处理间的差异表现为300℃＜400℃＜500℃。主成分分析表明,水稻秸秆炭对土壤微生物群落结构的影响较玉米秸秆炭更为显著;不同温度水稻秸秆炭间,群落结构差异明显,而不同温度玉米秸秆炭间没有区分开来。典范对应分析结果表明,生物炭添加可以通过改变土壤性质,间接影响微生物群落结构;其中,土壤速效磷、有机碳和速效钾含量与土壤微生物群落分布显著相关。【结论】水稻和玉米秸秆炭均可以改良红壤性水稻土的酸度,提高土壤养分含量和微生物量水平;两种秸秆炭的添加均改变了土壤微生物群落结构,其中以水稻秸秆炭的影响更为明显。     

施用生物炭后塿土土壤有机碳、氮及碳库管理指数的变化

通过2年4季的田间小区试验,研究了添加0~80 t·hm~(-2)果树枝条生物炭后,土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、p H、土壤活性有机碳(AOC)、土壤中活性有机碳(MAOC)、土壤高活性有机碳(HAOC)、土壤水溶性有机碳(WSOC)、碳库管理指数(CPMI)的变化及各指标之间的相关性。结果表明:在第四季作物收获后,随生物炭施用量的增加,TOC增加59.80%~180.52%、TN增加13.22%~20.92%、p H增加0.76%~1.28%;HAOC和CPMI均在生物炭用量为60 t·hm~(-2)时达到最大,分别较对照增加70.36%和52.43%;AOC前两季在生物炭用量为40 t·hm~(-2)时达到最大,后两季在生物炭用量为60 t·hm~(-2)时达到最大,而整个试验期内各施炭处理分别比对照增加18.46%~73.42%;WSOC在前三季随生物炭用量的增加而降低,且各施炭处理分别比对照低8.00%~42.77%。相关性分析表明,除MAOC外,上述各指标均与生物炭用量呈显著相关关系(P0.05)。研究认为,施用生物炭能提高土壤总有机碳、全氮含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力,为农田土壤可持续利用和生物炭作为土壤改良剂的应用提供科学依据和参考价值。     

氮素形态配比对添加玉米秸秆白浆土微生物学特性的影响

探讨了不同氮素形态配比(铵态氮∶硝态氮为4∶1、1∶1、1∶4)对添加玉米秸秆白浆土酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的影响,以期筛选对于白浆土微生物学特性有优化作用的最佳氮素形态配比。结果表明,随培养时间增加,添加玉米秸秆的所有铵态氮与硝态氮配比处理白浆土的脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性以及微生物生物量碳、氮含量均表现为先增加后降低的趋势。与培养初始时相比,培养结束时,除了过氧化氢酶活性有较大程度提高外,其余酶活性及微生物生物量碳、氮含量均不同程度地下降。与其他2个处理相比,铵硝等比例混合处理土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的下降程度在一定程度上得到缓冲;同时,其对过氧化氢酶活性的促进作用更强。比较培养初始和培养结束时的结果可知,以硝态氮为主的处理对添加玉米秸秆白浆土的脲酶、蔗糖酶活性及微生物生物量氮含量有较强的抑制作用,而以铵态氮为主的处理则对碱性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物生物量碳含量有较强的抑制作用。     

生物炭对杉木人工林土壤碳氮矿化的影响

为探讨杉木生物炭输入到土壤中后对土壤碳、氮矿化的影响和机制,通过室内培养实验,研究了单独施用生物炭、凋落物及其配合施用下土壤碳、氮矿化的特征以及可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量的变化。结果表明,生物炭单独施用或与凋落物同时添加到土壤中,均增加了土壤有机碳含量且抑制了土壤有机碳和/或凋落物的矿化。生物炭对DOC的吸附效应导致土壤可利用态碳显著降低,且单独添加生物炭后,土壤微生物生物量碳含量在培养初期显著降低,故这种吸附效应可能是生物炭抑制土壤有机碳矿化的重要原因之一。生物炭单独添加到土壤中在培养结束后(90 d)并未改变土壤氮的矿化量,但在培养过程中,却降低了土壤氮的矿化;然而,无论是否存在生物炭,添加凋落物均显著降低了土壤氮的矿化并增加了微生物生物量氮。这说明,无凋落物存在的情况下,生物炭的固氮效应呈现出短期效应。     

施用生物炭后塿土土壤微生物及酶活性变化特征

以小麦-玉米轮作试验为研究对象,探究了施用不同量生物炭对塿土土壤生物活性动态变化的影响。生物炭用量设5个水平:B0(0 t·hm-2)、B20(20 t·hm-2)、B40(40 t·hm-2)、B60(60 t·hm-2)和B80(80 t·hm-2),氮磷钾肥均作基肥施用。结果表明:生物炭可显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和玉米收获后碱性磷酸酶活性,但对蔗糖酶和小麦季碱性磷酸酶活性影响不显著,且显著提高土壤酶指数;提高土壤微生物量碳氮含量,用量为80 t·hm-2时效果最显著,但降低土壤微生物量碳氮比;显著增加土壤三大类微生物类群的数量,增幅随其用量的增加而增加。动态变化显示,越冬期的土壤微生物量碳氮含量最低,但微生物量碳在拔节期出现高峰,而土壤微生物量氮在返青期出现高峰,与作物生育旺盛时期一致;显著减少微生物量碳和微生物量碳氮比的季节波动。施用生物炭可显著改善土壤微生物和酶活性,土壤酶指数为土壤酶活性的综合表征,可全面反映土壤酶活性对生物炭的响应特征,能够作为一种土壤质量评价方法。     

添加微生物菌剂对小麦产量及土壤生物学性状的影响

在玉米秸秆还田的基础上,于冬小麦季通过田间小区试验研究添加微生物菌剂对土壤速效钾含量、土壤微生物量碳氮含量、土壤纤维素酶活性及产量动态变化特征的影响。结果表明,添加微生物菌剂在一定程度上提高了小麦产量、土壤速效钾含量、土壤微生物量碳氮含量和土壤纤维素酶活性,且表层土壤微生物量碳、氮含量明显高于下层。与对照相比,添加微生物菌剂后,土壤速效钾含量、土壤微生物量碳含量、土壤微生物量氮含量、土壤纤维素酶活性分别提高14.40%~21.80%、20.89%~25.52%、24.92%~32.02%、21.85%~25.87%;在小麦收获期,添加M1(硅酸盐细菌)和M1+M2(硅酸盐细菌+根际促生菌)处理的土壤速效钾含量分别比CK显著增加40.82%和38.84%(P0.05);在添加微生物菌剂M1、M2、M1+M2处理分别比CK处理增产1 681、1 264、1 387 kg/hm~2,增产率分别达24.23%、18.22%、20.00%,M1处理与CK相比差异极显著(P0.01);土壤纤维素酶活性与土壤微生量碳、氮含量都呈极显著正相关关系(r=0.946**,r=0.910**,n=12)。     

不同农林废弃物生物质炭对雷竹林酸化土壤的改良效果

以竹材边角料、玉米Zea mays秸秆和山核桃Carya cathayensis蒲壳制备的生物质炭为材料,采集浙江省杭州市临安区集约经营模式下雷竹Phyllostachys violascens林酸化土壤进行90 d的黑麦草Lolium perenne盆栽试验,探究不同原料生物质炭添加对黑麦草生长及土壤养分、酸度、微生物丰度和酶活性的影响。结果表明:玉米秸秆炭和山核桃蒲壳炭显著提高了黑麦草生物量、土壤有机碳质量分数、全氮质量分数和pH值,而显著降低了土壤交换性氢和交换性铝的质量摩尔浓度（P < 0.05）;竹炭处理仅显著提高了土壤有机碳质量分数,降低了交换性氢质量摩尔浓度（P < 0.05）。相比对照,玉米秸秆炭可以显著提高真菌丰度,提高幅度为53%;而山核桃蒲壳炭和竹炭可以提高细菌丰度,提高幅度分别为71%和66%。相比玉米秸秆炭和竹炭,山核桃蒲壳炭可以更大程度地促进土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖苷酶和酸性磷酸酶活性。山核桃蒲壳炭和玉米秸秆炭处理下黑麦草生物量的提高主要归因于这2种生物质炭对土壤酸度、养分、微生物丰度和相关酶活性的改善作用。综合而言,山核桃蒲壳炭和玉米秸秆炭对雷竹林酸化土壤的化学性质和生物学性质具有较好的改良能力,而竹炭效果较差。     

连续施用生物炭对土壤理化性质及氮肥利用率的影响

为探讨连续施用生物炭及生物炭不同用量对土壤肥力及氮肥利用率的影响,在沈阳农业大学后山棕壤新型肥料试验基地(始建于2013年)布置生物炭用量定位试验,设置4个生物炭用量梯度0,1.5,3,6 t·hm-2,研究不同用量生物炭对棕壤理化性质、玉米产量及氮肥利用率的影响。结果表明:生物炭对玉米苗期土壤含水量的影响不大,随着生育期的推进,逐渐表现出其保水性能;添加生物炭可以降低土壤容重,不同用量生物炭处理的土壤容重较NPK处理平均降低了6.04%,且容重随施炭量的增加而降低;施用生物炭可以提高土壤pH值、有机质和全氮含量,与NPK处理相比,C2NPK、C3NPK处理土壤有机质含量分别提高了31.20%、32.61%,全氮含量分别提高了6.73%、6.09%,差异显著;同时施用生物炭可以促进土壤矿质态氮的缓慢释放。连续添加生物炭可以促进玉米的生长发育,提高玉米产量,2013年,不同用量生物炭处理间差异未达显著水平。2014年,生物炭处理的玉米产量随施炭量的增加而升高,C3NPK、C2NPK处理的玉米产量分别较NPK、C1NPK处理提高了21.36%、10.99%与17.19%、7.18%。2015年,仍以C3NPK处理玉米产量最高,较NPK处理增产9.09%。无论是否将生物炭中氮含量计入施氮总量,生物炭处理均能提高氮肥利用率。     

生物质炭对玉米生长发育、产量及白浆土理化性状的影响

通过2年大田试验,研究分析不同梯度生物质炭施入量(0、10、20、30 t/hm~2)施入白浆土对玉米的生长性状、产量以及土壤性质的影响。生物质炭是玉米秸秆在700℃下限氧热裂解制成。2年试验综合结果表明,施用生物质炭在玉米苗期抑制了植株生长,其株高显著低于对照,其他生育期与对照无显著差异;在生育后期,施用生物质炭20 t/hm~2处理的玉米生物量、叶面积指数、叶绿素含量均显著高于对照,30 t/hm~2处理则没有显著性差异。施用生物质炭显著影响土壤特性,在施用量为30 t/hm~2时,2015年和2016年土壤有机碳含量和全氮含量与对照CK相比,显著提高了36.56%、8.46%和38.57%、9.09%;并且显著提高了土壤的p H值,降低了土壤容重,在生物质炭B2、B3处理下,2015年和2016年土壤p H值分别提高了2.27%、4.70%和2.28%、4.23%;容重降低9.68%、12.40%和11.35%、13.11%。施用生物质炭玉米产量的提高范围2015年和2016年分别为0.53%~1.73%和2.82%~7.58%,增产效果优于首年,但不同施用量间差异不显著。本研究结果为生物质炭改良和培肥土壤、提高作物生产效率、促进土壤可持续利用及作物增产提供了一定的理论依据。     

生物炭对土壤微生物量及其群落结构的影响

大量研究表明,生物炭对不同类型土壤中微生物量及群落结构特征影响不同,为探讨这种影响差异是来自生物炭类型还是土壤本身特征,选择红壤和黑土两类典型土壤同时开展了生物炭对不同类型土壤微生物量及其群落结构的影响作用研究,为生物炭在不同类型农田土壤中的应用提供一定借鉴和参考。采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃)作为供试材料,分别按照炭土质量比0、1%、2%和4%施用于红壤和黑土中,通过41d的好气培养试验,研究生物炭对土壤pH、有机碳(SOC)、全氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)的影响,以及磷脂脂肪酸(PLFA)表征的微生物群落结构的影响。结果表明:从时间尺度变化规律来看,两类土壤中SOC和TN含量随着培养时间的延长而逐渐降低,土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、MBC以及MBN呈现波动性变化规律,这与土壤中可利用态碳氮养分消耗有关。从生物炭添加效果来看,生物炭对两类土壤生化性质和微生物群落结构的影响差异显著:生物炭能够显著提高红壤pH,达1.9%~17.0%,而对黑土pH影响不明显;生物炭能显著提高红壤和黑土中SOC含量,对红壤SOC的提升潜力更大,达18.6%~85.7%,而对NH_4~+-N和NO_3~--N含量影响不显著。生物炭会降低红壤中MBC、MBN和PLFA含量及其微生物群落结构多样性,降低幅度分别为17.4%~50.2%、19.8%~23.9%、24.9%~43.1%,对细菌/真菌没有显著影响;然而,生物炭的添加能够提高黑土MBC、MBN和PLFA含量及其微生物群落结构多样性,PLFA总量是对照的1.2~1.6倍,并增加微生物群落结构中细菌的比例。施用生物炭能够改善红壤和黑土的养分状况,且对有机质含量较低的酸性红壤的提升潜力更强;生物炭对土壤微生物量及群落结构的短期影响受特定土壤生化性质影响很大,其长期作用影响还需进一步研究。     

炭基土壤改良剂对白浆土中碳氮含量的影响

通过大田试验研究炭基土壤改良剂的不同施入量(0、10、20、30 t/hm~2)对旱作农田土壤碳、氮含量的影响。结果表明,炭基土壤改良剂可有效提高土壤有机质、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮的含量,且随着施入量的增加而提高。与CK相比,处理组土壤有机质含量提高3.19%~25.93%,土壤全氮含量提高2.20%~16.18%,土壤微生物生物量碳含量提高19.23%~73.93%,微生物生物量氮含量提高24.94%~89.51%,且均在施入30 t/hm2炭基土壤改良剂时达到最大值。因此,添加炭基土壤改良剂具有提高土壤有机质及碳、氮的含量、提升土壤养分持续供给的效用。炭基土壤改良剂的推荐用量为20 t/hm~2。     

棉花秸秆及其生物炭对滴灌棉田氨挥发的影响

土壤氨挥发是干旱区农田氮肥损失的重要途径之一,通过田间试验研究了施用棉花秸秆及其生物炭对滴灌棉田土壤无机氮含量及氨挥发的影响。试验设对照、施用棉花秸秆(12 t·hm-2)和等碳量生物炭(4.5t·hm-2)三个处理,每个处理设置不施氮肥和施氮450 kg N·hm-2两种条件。试验结果表明,施用棉花秸秆和生物炭可显著降低土壤NH+4-N含量,分别较对照降低8.01%~19.88%和5.49%~9.90%。棉花秸秆及其生物炭处理土壤NO-3-N含量和脲酶活性在不施氮肥条件下显著降低,而在施氮肥条件下显著增加。不施氮肥条件下,棉花秸秆和生物炭处理土壤氨挥发较对照分别降低22.06%和21.27%;而在施氮450 kg N·hm-2条件下,分别降低30.58%和40.59%。因此,棉花秸秆及其生物炭还田都可以减少滴灌棉田氨挥发,其中生物炭还田效果更显著,是一种更好的秸秆利用方式。     

黑土水溶性有机碳对有机物料还田的响应

【目的】探究不同有机物料还田措施下黑土水溶性有机碳含量及组成的变化特征,为黑土区土壤肥力提升提供科学依据。【方法】以黑龙江省克山县定位7年的有机物料还田小区为研究对象,采用常规测定及荧光分析方法,以单施化肥处理为对照,对配施有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料处理下土壤水溶性有机碳含量及结构进行分析。【结果】与单施化肥相比,配施有机物料使土壤水溶性有机碳含量提升9.65%—20.30%,土壤总有机碳含量提升6.63%—14.86%。各有机物料还田处理下土壤水溶性有机碳中类酪氨酸蛋白质物质、类色氨酸蛋白质物质减少。有机肥施入使水溶性有机碳中溶解性微生物代谢产物增加,使富里酸类物质、腐殖酸类物质增加并使二者结构简化;秸秆、生物炭使土壤水溶性有机碳中富里酸类物质结构简化;生物炭的添加使土壤水溶性有机碳中腐殖酸类物质复杂化。【结论】有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料不同程度上提升了土壤水溶性有机碳中各组分含量、增强土壤微生物分解代谢、使水溶性有机碳中结构相对简单的富里酸组分含量增加、结构简化,其中以有机肥效果最佳。     

黑土水溶性有机碳对有机物料还田的响应

【目的】探究不同有机物料还田措施下黑土水溶性有机碳含量及组成的变化特征,为黑土区土壤肥力提升提供科学依据。【方法】以黑龙江省克山县定位7年的有机物料还田小区为研究对象,采用常规测定及荧光分析方法,以单施化肥处理为对照,对配施有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料处理下土壤水溶性有机碳含量及结构进行分析。【结果】与单施化肥相比,配施有机物料使土壤水溶性有机碳含量提升9.65%—20.30%,土壤总有机碳含量提升6.63%—14.86%。各有机物料还田处理下土壤水溶性有机碳中类酪氨酸蛋白质物质、类色氨酸蛋白质物质减少。有机肥施入使水溶性有机碳中溶解性微生物代谢产物增加,使富里酸类物质、腐殖酸类物质增加并使二者结构简化;秸秆、生物炭使土壤水溶性有机碳中富里酸类物质结构简化;生物炭的添加使土壤水溶性有机碳中腐殖酸类物质复杂化。【结论】有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料不同程度上提升了土壤水溶性有机碳中各组分含量、增强土壤微生物分解代谢、使水溶性有机碳中结构相对简单的富里酸组分含量增加、结构简化,其中以有机肥效果最佳。     

旱作覆膜条件下秸秆促腐还田土壤微生物量碳氮的变化特征

采用盆钵培养法,研究了旱作覆膜耕作条件下,小麦、玉米秸秆添加腐解剂还田腐解120d时土壤微生物量碳氮含量的动态变化特征.结果表明:小麦、玉米秸秆各处理微生物量碳氮表现出一定的规律,玉米秸秆各处理的土壤微生物量碳均大于小麦秸秆,土壤微生物量氮则均小于后者,这与秸秆C/N的大小一致;小麦秸秆各处理土壤微生物量碳含量变化特点为先增加后减小,土壤微生物量氮呈现两次增减交替的变化;玉米秸秆各处理土壤微生物量碳则变化情况较为复杂,土壤微生物量氮变化趋势为先增后减再增;不同腐解剂对小麦、玉米秸秆微生物量碳氮含量的增加效果一致表现为:F2F3F1,即添加微生物腐秆剂效果最好,"满园春"生物发酵剂次之,最后为有机废物发酵菌曲.     

污泥-秸秆混合基生物炭对土壤性质和植物生长的影响

随着不合理的人类活动,土壤退化问题日益严重。使用污泥制备的生物炭虽然能减少污泥直接农用带来的环境风险,但其有机碳含量低,改良效果欠佳。本研究以污泥和秸秆为原料制备了污泥秸秆混合基生物炭,并采用黑麦草盆栽试验(120 d)研究了其对土壤性质和黑麦草生长的影响。结果表明秸秆的添加增加了生物炭中的有机碳含量、比表面积和孔径数量。添加30%秸秆的生物炭具有最大的吸附潜力;混合基生物炭促进了黑麦草的生长。施加了3%的SCBC30的黑麦草七日发芽率提高了23.53%,生物量提高66.67%;混合基生物炭提高了土壤的阳离子交换量、微生物量碳、碱解氮和速效磷的含量,在施加量为3%或者4%时效果最好。研究成果证实,污泥秸秆混合基生物炭能有效改善土壤环境,实现剩余污泥的合理回收利用,添加了30%的秸秆制备的生物炭在施加量为3%时,土壤改良效果最好。     

不同生物炭施入对酸性紫色土有机碳矿化特征的影响

【目的】探究不同生物质来源制备的生物炭材料对酸性紫色土有机碳矿化的影响,为生物炭的合理利用提供科学依据。【方法】选取玉米秸秆、鸡蛋壳和紫茎泽兰为原料制备生物炭,分析不同生物炭理化特性差异,通过室内恒温培养试验研究生物炭施入对酸性紫色土有机碳矿化量、矿化速率、激发效应及CO2释放等的影响。【结果】紫茎泽兰、玉米秸秆生物炭比表面积、孔隙度大于鸡蛋壳生物炭;鸡蛋壳生物炭C、H含量最低,C/H含量占比最高,达到79.33%,稳定态碳含量占比最大,可达86.03%。生物炭施入均能增加土壤总有机碳含量,且其增幅随培养时间延长呈下降趋势;生物炭施入促进了土壤呼吸,产生正激发效应,但有机碳矿化率增幅随培养时间延长而下降,最终降至25 mg/（kg·d）左右,以鸡蛋壳生物炭处理的土壤有机碳矿化速率下降趋势尤为明显。【结论】添加玉米秸秆和紫茎泽兰生物炭后,土壤总有机碳增幅远大于鸡蛋壳生物炭处理,固碳作用强;添加鸡蛋壳生物炭后,土壤有机碳矿化速率最大,土壤碳库稳定作用弱,相较于秸秆类（玉米秸秆和紫茎泽兰）生物炭处理,不利于固碳减排。     

玉米秸秆炭对红壤镉吸附及养分含量、赋存形态的影响

为明确玉米秸秆炭添加对土壤重金属镉(Cd)的吸附固持及主要养分元素N、P形态转化的影响,以土壤质量0%、2%、4%和8%的比例向红壤中加入玉米秸秆生物质炭材料,混合后培养35 d,通过等温吸附实验探究玉米秸秆炭施加对红壤中Cd~(2+)吸附的影响及其作用机制,并结合逐级化学提取法对红壤养分元素N、P和K的生物可利用性及其赋存形态变化进行研究。结果表明,玉米秸秆炭的施加能增加红壤p H值和有机碳总量,并显著提高红壤上Cd~(2+)的吸附量,Freundlich和Langmuir方程均能够较好拟合该等温吸附过程(R20.90);SEM-EDAX分析表明生物质炭吸附了部分土壤中的Cd~(2+),在p H 4~8范围内,土壤p H值的增大促进了红壤对Cd~(2+)的吸附;土壤悬液Zeta电位结果表明玉米秸秆炭的施加增加了土壤表面的负电荷量,使得红壤通过静电吸附作用结合更多的Cd~(2+)。此外,生物质炭的施加提高了土壤中离子交换态磷(KCl-P)、离子交换态氮(IEF-N)和速效钾含量,土壤中不同形态磷(Ca-P、Fe-P)含量随着生物质炭的增加均呈现上升趋势,而土壤中总可转化态氮(TTN)的含量则变化不明显。以上结果表明,玉米秸秆炭的施用能有效降低重金属污染土壤的环境风险,提高土壤质量。     

生物炭对山西雨养旱地土壤肥力与酶活性的影响

[目的]为促进生物炭在旱地农业上的研究及应用。[方法]本研究采用夏玉米(Zea mays L.)大田试验,设置4个处理:1)对照(CK);2)常规施肥(N);3)常规施肥+秸秆炭(5t·hm~(-2))(B1);4)常规施肥+生物炭(10t·hm~(-2))(B2),以探究不同用量生物炭对山西雨养旱地土壤肥力与酶活性的影响。[结果]生物炭显著提高了有机碳、速效氮、速效磷、速效钾的养分含量及蔗糖酶、脲酶的活性,且土壤有机碳及速效养分含量随着生物炭用量的增加而增加。与对照相比,生物炭处理(B1、B2)分别显著提高山西雨养旱地土壤有机碳、速效氮、速效磷与速效钾含量52.76%~105.52%、37.79%~75.54%、76.10%~122.67%、40.27%~82.55%。与对照相比,生物炭处理(B1、B2)分别提高了蔗糖酶和脲酶活性56.72%~90.96%、170.59%~182.35%。对于蔗糖酶活性而言,B2提高效果更显著,但对于脲酶活性,B1和B2处理间无显著差异。与对照相比,虽然生物炭处理(B1、B2)分别提高过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性2.83%~4.25%和45.10%~50.98%,但这两种酶活性与对照差异并不显著。添加生物炭后夏玉米株高、叶长有一定增加的趋势,百粒重在5t·hm~(-2)生物炭用量时显著增加了14.82%,茎粗和叶宽在10t·hm~(-2)生物炭用量时分别显著增加了21.81%、34.04%。[结论]总的来说,生物炭对旱地土壤肥力、酶活性及作物生长有一定的积极作用。