生物炭的施入对Cr(Ⅵ)胁迫条件下玉米幼苗的生理响应及铬吸收的影响

为了研究生物炭的施入对Cr(Ⅵ)胁迫条件下玉米幼苗的生理响应及铬吸收的影响。以玉米为供试作物,试验设5个处理,测定了玉米苗的地上和地下生物量,叶片丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活、过氧化物酶活、过氧化氢酶活等生理生化指标,并测定了玉米根系、地上部分的Cr含量。试验结果表明:在Cr(Ⅵ)胁迫条件下,地上部分鲜重相对于CK1增幅分别为12.73%、32.73%、38.40%,其中BC450、BC600处理相对于CK1达到显著性差异(P<0.05);BC600处理根系铬含量仅为1.258 mg/kg,相对减少铬吸收量65.75%,同时地上部分铬含量仅为0.36 mg/kg;丙二醛、脯氨酸、CAT酶活、POD酶活、SOD酶活等指标随明显增加(P<0.05);其中BC600的处理相对于铬胁迫CK1明显降低丙二醛、脯氨酸含量、POD、CAT、SOD酶活(P<0.05),而使可溶性蛋白、可溶性糖含量明显增加(P<0.05)。通过综合评定,施用生物炭处理,玉米苗期受到的Cr(Ⅵ)胁迫程度低于对照,生物炭对Cr(Ⅵ)具有一定的固定效应,其中BC600处理最为明显。     

添加生物炭对设施菜田土壤氮迁移的影响

为探究生物炭田添加对设施菜田土壤氮迁移的影响,在设施黑土菜田进行常规水肥(WF)、常规水肥+生物炭(WFB)、80%水80%肥+生物炭(80%WFB)处理的田间对比试验,系统研究生物炭施加对土壤铵态氮、硝态氮迁移规律的影响。结果表明,在0~100 cm土层内,随着土层深度的增加土壤硝态氮含量逐渐降低,施加生物炭(WFB、80%WFB)可明显降低不同土层铵态氮、硝态氮淋失量;施加生物炭的WFB、80%WFB处理铵态氮淋失量在0~60 cm土层比对照(WF)降低了52.87%、49.39%(P<0.05);施加生物炭的WFB处理硝态氮淋失量在0~40 cm土层比对照(WF)降低了32.22%(P<0.05)。茄子生育期内,施加生物炭的WFB、80%WFB处理可以增加苗期、初果期土壤铵态氮含量、硝态氮含量,抑制土壤硝态氮淋失,对盛果期、拉秧期铵态氮、硝态氮含量无影响。综上,生物炭的施加能有效抑制设施菜田土壤氮的淋失迁移。     

生物炭腐植酸对盆栽油菜铬污染土壤化学性状及铬含量的影响

为揭示生物炭、腐植酸对Cr污染土壤的修复作用,以太原市流涧村污灌区表层土壤为研究对象,用3种施加量(0.3%,0.6%,0.9%)、不同生物炭(玉米秸秆炭MBC、稻壳炭RBC、小麦秸秆炭WBC)处理铬污染土壤,以不施生物炭腐植酸为对照,通过油菜盆栽试验研究不同处理对污灌区土壤的影响,分别测定了土壤的基本化学性质、土壤酶活性、土壤中铬总量。结果表明,不同处理显著提高重金属铬污染土壤养分含量以及蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性;土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、土壤蔗糖酶活性均呈现MSB(玉米秸秆炭)WSB(小麦秸秆炭)RSB(稻壳炭)的趋势;随着WSB、RSB、MSB施加量的增加,土壤养分含量、蔗糖酶、脲酶含量均显著提高,其中,有机质、速效钾、蔗糖酶随着施加量增加变化显著,全氮、碱解氮、全磷、全钾可能由于施加梯度小,处理间差异不显著;不同处理下土壤有效磷含量、磷酸酶、过氧化氢酶活性均呈现RSBMSBWSB的趋势;随着施加量增加,土壤有效磷含量及磷酸酶活性先增加后降低,仅在RSB 0.3%处理下土壤过氧化氢酶活性显著提高,相同施加量下,随着施加量增加到0.9%,过氧化氢酶活性较0.3%显著降低;不同处理下土壤中铬的固定作用明显,但各生物炭以及各施加量之间铬含量无显著差异,生物炭施加量较低施加量梯度差异小,没有达到吸附固定的最低界限。因此,在接下来的试验将对施用试验效果最好的玉米秸秆炭,增加生物炭的施加量进行进一步研究。研究结果可为用生物炭和腐植酸对铬污染土壤的修复提供理论依据。     

生物炭和枯草芽孢杆菌对Cd污染土壤中萱草生长和土壤修复的影响

本研究旨在探讨生物炭和枯草芽孢杆菌对Cd污染土壤中大花萱草生长和土壤修复的影响。研究设置了四个处理组：(1)对照组(CK),不添加任何改良剂;(2)生物炭组(B),土壤添加3%生物炭;(3)枯草芽孢杆菌组(BS),土壤添加4×10⁹CFU/kg土壤的枯草芽孢杆菌悬液;(4)生物炭+枯草芽孢杆菌组(B+BS),土壤同时添加3%生物炭和4×10⁹CFU/kg土壤的枯草芽孢杆菌悬液。分别测定了各组大花萱草的农艺性状、净光合速率、蒸腾速率、生理指标、土壤p H、大花萱草中Cd含量以及土壤中有效态Cd含量。研究结果显示,相较于B组和BS组,B+BS组的大花萱草株高、叶面积、地上生物量和地下生物量显著增加(P<0.05)。与B组和BS组比较,B+BS组的净光合速率和蒸腾速率显著增加(P<0.05)。相较于B组和BS组,B+BS组的大花萱草含水量和叶绿素含量显著增加,而细胞膜透性、游离脯氨酸含量和可溶性糖含量显著降低(P<0.05)。与B组和BS组比较,B+BS组的土壤p H值显著增加(P<0.05)。与B组和BS组比较,B+BS组...     

生物炭对设施栽培土壤重金属Cd形态变化的影响

设施土壤重金属Cd污染问题备受关注,为阐明生物炭对设施栽培土壤重金属Cd污染的修复效果,试验设置B0(0 t/公顷)、B10(10t/公顷)和B20(20t/公顷)3个生物炭水平,研究生物炭增施对土壤Cd形态、含量以及生物有效性的影响。结果表明：生物炭施用显著增加设施土壤pH值和有机质含量,改变了土壤Cd的形态分布,氧化态、有机态和残渣态含量增加,交换态Cd含量降低。随着生物炭施用量的增加,土壤固定Cd的速率会增加。与对照相比,B10降低土壤交换态Cd 45-62％,而B20可降低66-89％。另外,试验还表明,生物炭对Cd污染较轻的设施大棚土壤有效态Cd的固定效果要好于Cd污染严重的设施大棚。因此,生物炭可以通过改变设施土壤Cd形态,降低土壤重金属有效性,但对受Cd污染严重的设施土壤的修复效果不好。     

秸秆生物炭对潮土区小麦产量及土壤理化性质的影响

为了探讨生物炭施用对华北潮土农田土壤改良及小麦增产的效果,自2011年开始,在华北小麦-玉米轮作典型潮土农田通过设置0(BC0),2.25(BC2.25),6.75(BC6.75),11.25 t/hm2(BC11.25)4个秸秆生物炭处理的田间定位试验,系统研究了施用生物炭对小麦籽粒产量、土壤含水量及土壤理化性状的影响。结果表明,短期施用生物炭对小麦籽粒产量、生物量、土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均无显著性影响,连续施用生物炭9季后,与BCO相比,BC2.25、BC6.75、BC11.25处理小麦籽粒产量分别显著增加24.5%,8.8%,9.1%(P0.05),小麦生物量分别显著增加18.8%,8.1%和6.1%。而且,随生物炭用量增加,土壤含水量和总孔隙度逐渐增加,容重逐渐降低,与对照相比,BC6.75和BC11.25处理土壤总孔隙度分别显著增加14.1%和26.0%(P0.05),含水量增加34.4%和42.2%,容重降低10.7%和19.6%。此外,生物炭长期施用BC6.75和BC11.25处理土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均显著高于其他处理,与对照相比,第9季BC6.75处理土壤耕层硝态氮含量显著增加128.7%,BC6.75和BC11.25处理有机碳含量分别显著增加127.9%和179.6%(P0.05),全氮含量增加25.4%和30.5%,但BC6.75和BC11.25处理籽粒产量在第9季显著低于BC2.25处理。综上所述,生物炭长期连续施用能够起到降低土壤容重,增加土壤含水量和孔隙度,提高耕层硝态氮、有机碳和全氮含量,以及提高小麦籽粒产量和生物量的作用。从秸秆资源良性循环发展角度来看,研究地区适宜秸秆生物炭用量为2.25 t/hm2。     

生物炭对重金属镉污染土壤中玉米生长的影响

为了揭示原始生物炭和铁改性生物炭对重金属镉污染土壤中玉米生长的影响,本研究共设置5个处理,分别为：(1) CK组,土壤样品不添加任何改良剂;(2) 3%OB组,土壤样品添加3%原始生物炭;(3) 5%OB组,土壤样品添加5%原始生物炭;(4) 3%IMB组,土壤样品添加3%铁改性生物炭;(5) 5%IMB组,土壤样品添加5%铁改性生物炭。播种时间为2022年5月3日,定苗时间为2022年5月21日,收获时间为2022年9月6日。分别测定了各处理组玉米的农艺性状、土壤理化性质、土壤有效态镉和籽粒镉含量。结果显示,原始生物炭和铁改性生物炭均促进了镉污染土壤中的玉米生长,提高了镉污染土壤的pH值,升高了镉污染土壤的电导率,升高了镉污染土壤的有机质含量,降低了镉污染土壤的养分,降低了镉污染土壤有效态镉和籽粒镉含量。与原始生物炭相比,铁改性生物炭促进了镉污染土壤中的玉米生长,提高了土壤pH值,降低了土壤养分,降低了土壤有效态镉和籽粒镉含量。本研究表明,与原始生物炭相比,铁改性生物炭能有效促进镉污染土壤中玉米的生长,提高土壤pH值和养分,降低土壤有效态镉和籽粒镉含量。铁改性生物炭可能是更有利于促进...     

秸秆还田及添加生物炭对黑土玉米生长季N2O排放的影响

为比较秸秆还田与添加生物炭对黑土氧化亚氮(N₂O)排放的影响,基于中国科学院海伦农业生态实验站建立的定位田间试验,设单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(NPK+SR)、生物炭配施化肥(NPK+BC) 3个处理,采用静态箱-气相色谱法测定黑土区玉米生长季N₂O排放通量。在试验进行的第3年,采集生长季土壤排放的气体,测定N₂O排放通量。结果表明：较单施化肥相比,NPK+SR处理N₂O累积排放量增加了83.1%,而NPK+BC处理降低了32.4%。尽管土壤N₂O排放通量与土壤温度的相关系数因不同处理而存在差异,但各处理均表现出显著正相关关系(P<0.05)。而土壤含水量与N₂O排放通量未呈现相关关系(P>0.05)。与单施化肥处理相比,秸秆还田和添加生物炭后玉米总产量增加了12.0%和34.3%。由此可见,玉米秸秆制成生物炭还田既增加玉米产量,又达到N₂O减排的目的,在本试验条件下,生物炭是玉米秸秆还田的有效方式。     

小兴安岭原始椴树红松林与次生杨桦林土壤氮组分特征

探讨小兴安岭原始椴树红松林成熟林、中幼龄林及次生杨桦林的土壤氮组分特征,为评价该地区不同森林植被对土壤氮库的影响提供基础数据。以原始椴树红松林成熟林、中幼龄林和次生杨桦林为研究对象,采样分析了土壤容重、总有机碳、全磷、全氮、速效氮、铵态氮、硝态氮等土壤理化性质。结果表明：全氮、速效氮、铵态氮、硝态氮含量均随土层加深而递减。不同林型同一土层,椴树红松林成熟林及中幼龄林之间土壤全氮和硝态氮含量差异显著(P<0.05),但二者与次生杨桦林之间差异均不显著。土壤全氮与铵态氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与总有机碳、速效氮呈显著相关(P<0.05);土壤硝态氮与速效氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与凋落物量现存量呈显著相关(P<0.05),与含水率呈极显著负相关(P<0.01);铵态氮与全氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01);速效氮与孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与全氮呈显著正相关(P<0.05),与其他指标相关关系不显著。在不同的氮组分中,速效氮、硝态氮作为优势氮种,对小兴安岭椴树红松林及次生杨桦林植被生长及土壤有机碳的影响作用更显著。地上凋落物对于土壤碳氮的贡献具有延后性,3种林型土壤氮组分差异是土壤理化性质、凋落物、土壤环境等多种因素综合作用的结果。     

施用生物炭对梨园土壤肥力及果实品质的影响

为探讨施用生物炭对梨园土壤理化性质的改良作用以及对黄冠梨果实品质的持续影响,在河北省晋州市黄冠梨试验基地进行连续4 a的定位试验,以不施用生物炭处理为对照(CK),设置生物炭0.45(B1),0.90(B2),1.35(B3),1.80 kg/m²(B4)4个处理,研究不同用量生物炭对土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率以及pH值的影响,并探究对黄冠梨成熟期果实品质的影响(如可溶性总糖、可滴定酸、硬度、可溶性固形物、单果质量),为河北省黄冠梨园的高效施肥提供依据。连续4 a施用生物炭使土壤硝态氮含量显著降低,土壤表层(0～20 cm)的有机质含量、速效磷、速效钾及pH值有所上升,且生物炭对表层(0～20 cm)的影响大于20～40 cm土层。在B3处理时对土壤养分的改良效果最佳。对黄冠梨果实品质的可溶性固形物含量的影响呈上升趋势,可滴定酸呈下降趋势,B2、B3处理对黄冠梨品质的差异不显著。综合分析生物炭用量对土壤理化性质和梨果品质的影响,以0.90～1.35 kg/m²为适宜施用量,考虑生物炭的经济成本,本试验条件下推荐用量为0.90 ...     

不同施肥处理对铅镉污染土壤中香椿品质的影响

本试验主要研究不同施肥处理对铅镉污染土壤中香椿品质的影响,为进一步探讨无公害蔬菜的栽培技术提供理论依据。以木本蔬菜香椿[Toona sinensis (A. Juss.) Roem.]为试材,以重金属铅镉复合污染土壤及背景土壤为栽培基质,进行了不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、单施有机肥(WM)及有机无机肥配施(1/2NPK+1/2WM)对香椿营养品质和安全品质影响的研究。香椿在叶片掉落前采集其顶端嫩芽,采用常规方法测定叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量、维C含量、微量元素矿物质、硝酸盐含量以及重金属含量。结果表明：重金属铅镉污染基质下NPK、WM、1/2NPK+1/2WM处理可溶性蛋白含量分别为4.28、4.59、5.40 mg/g,均高于CK的3.56 mg/g且差异显著(P＜0.05);背景土壤基质下4种施肥处理可溶性蛋白含量分别为3.23、4.62、5.38、5.85 mg/g,均差异显著(P＜0.05)。重金属铅镉污染基质下3种施肥处理Vc含量依次是83.36、117.57、112.33 mg/100 g,均显著高于CK (P＜0.05);背景土壤基质下4种施肥处理的香椿叶片中的Vc含量依次为51.33、56.06、74.03、65.03 mg/100 g,WM和1/2NPK+1/2WM处理均显著高于CK (P＜0.05)。不管是在背景土壤或是在重金属铅镉污染土壤中,WM或1/2NPK+1/2WM处理均能显著提高香椿叶片中的可溶性糖含量和全Fe、全Mn的含量(P＜0.05),单施虫粪同时也能显著提高香椿叶片中全Cu、全Zn含量(P＜0.05)。在两种不同的栽培基质中,香椿叶片的Pb含量均表现为CK最低,其他处理均显著高于CK (P＜0.05),Cd含量则是NPK处理最低。该试验可得出以下结论：在2种栽培基质中,1/2NPK+1/2WM处理均能显著提高香椿叶片中可溶性蛋白质、维生素C、可溶性糖含量、有益微量元素矿物质含量等营养品质指标,并能在一定程度上降低硝酸盐和重金属铅镉含量,从而有效提高香椿品质。相同施肥处理下,重金属铅镉污染基质下的香椿叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量、全Fe、全Mn、全Cu元素含量要比背景土壤中生长的低得多,但维生素C含量、全Zn含量和硝酸盐含量却是重金属污染基质中的香椿叶片高,说明重金属污染会明显降低香椿的品质。     

北方地区土壤速效养分及容重对秸秆还田的响应

本研究旨在探明中国北方地区土壤速效养分及容重对秸秆还田的响应，选择秸秆还田为主要研究目标，通过设置“秸秆还田”、“理化性质”、“华北”、“东北”、“西北”等关键词在中国知网、万方等多个数据库中，筛选出60篇关于秸秆还田对作物产量和土壤改良影响效应和影响因素的文献。采用Meta分析法定量研究土壤速效养分和容重对秸秆还田的响应。结果表明：秸秆还田能够显著(P<0.05)提升土壤有机碳、碱解氮和速效钾的含量，一定程度上降低土壤容重。华北地区秸秆还田对土壤速效养分的提升效果显著优于东北和西北地区，而对西北地区容重降低效果低于华北和东北地区；中高量秸秆还田(5000～10000 kg/hm²和10000～15000 kg/hm²)能够显著提升土壤有机碳、碱解氮和速效钾的含量，低秸秆还田量(≤5000 kg/hm²)对土壤容重并无显著影响，而超高秸秆还田量(>15000 kg/hm²)则显著(P<0.05)降低了土壤容重；免耕相比旋耕、深耕、浅耕可以显著(P<0.05)提升土壤有机碳、碱...     

不同玉米品种与大豆带状复种模式氮素吸收利用分析

为科学利用大豆的生物固氮作用,筛选玉米大豆带状复种模式下最佳组合,本试验以‘大丰26’(IC1)、‘大丰30’(IC2)、‘强盛51’(IC3)及‘强盛388’(IC4)为实验材料,采用单因素随机区组长期定位试验测得各玉米品种氮素利用及产量数据。结果表明：玉米大豆带状复种模式下玉米产量及地上部生物量均表现为IC2>IC3>IC4>IC1 (P<0.05)。相比IC1、IC3及IC4处理,IC2处理下年平均氮素积累量、氮素农学利用率、氮素生理利用率及氮素偏生产率分别显著增加了10.8%、11.0%、15.3%;17.3%、32.3%、26.2%;36.8%、34.9%、30.1%;18.8%、20.6%、12.5%,而IC2处理年平均氮素收获指数较IC4处理显著降低4.6个百分点(P<0.05);此外,氮素农学利用率、氮素生理利用率、氮素收获指数与产量呈极显著正相关(P<0.05)。综合表明,‘大丰30’与大豆带状复种能够显著提高作物产量及氮素利用率,可作为山西省最优组合推广。     

生物质炭配施蚯蚓粪对水稻产量及养分吸收的影响

生物质炭配施蚯蚓粪（BEC）可增加土壤碳氮投入,促进作物增产及营养元素的吸收利用。设置3个生物质炭用量梯度（B₀：0.0g/kg,B₁：6.0g/kg,B₂：30.0g/kg）和3个蚯蚓粪用量梯度（M₀：不施蚯蚓粪,M₁：1%蚯蚓粪,M₂：5%蚯蚓粪）,于2018和2019年进行盆栽试验,以研究BEC对水稻产量和营养元素吸收的影响。结果显示,2019年不同处理水稻各部位生物量均高于2018年,籽粒的氮和磷吸收量增加,但吸钾量在B₂和M₂处理中降低;2018和2019年籽粒生物量与BEC的碳投入量间呈极显著相关（P<0.01）;2019年籽粒生物量与氮投入量显著相关（P<0.05）;BEC产生的碳、氮投入量与氮素收获指数呈正相关,与2018年磷素收获指数间呈不显著负相关,与2019年钾元素收获指数呈显著负相关（P<0.05）,BEC对不同元素吸收利用的影响存在差异。生物质炭配施蚯蚓粪促进了水稻生长,有利于提高化学元素利用率,是培肥中低产田、提高作物产量和养分利用率的有效措施。     

狼毒残渣的资源化利用探索

探索狼毒残渣资源化利用的方法和可行性,以期为狼毒残渣的有效利用和植物源肥料或药肥合剂产品的开发提供依据。通过基施狼毒残渣的方法进行探索试验,就残渣对小麦、玉米的生长量以及对黄瓜、架豆根结线虫的防效进行评估。结果表明,施用狼毒残渣对小麦玉米的生长量（苗长、根长、地上鲜重）有一定的影响,750、900 kg/hm²处理对小麦苗长的促生作用均显著高于空白对照(P<0.05);900 kg/hm²处理对小麦根长促生作用也显著高于空白对照(P<0.05)。750、900 kg/hm²处理对玉米苗长、根长和地上鲜重的促生作用均显著高于对照(P<0.05)。750、900 kg/hm²剂量下小麦和玉米的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b的含量显著高于空白对照(P<0.05)。同时,施用狼毒残渣对黄瓜和架豆根结线虫也有一定的防效,1050、1200 kg/hm²的剂量防效与450、600、750 kg/hm²处理间达极显著差异(P<0.01)。施用狼毒残渣不仅对小麦和玉米的生长表现出较好的肥效作用,而且对黄瓜、架豆根结线虫表现出较好的防治作用。     

‘富士’苹果果实品质与海拔的相关性分析

为明确苹果果实品质与海拔的相关性关系,以河北省44个果园的‘富士’苹果为试材,采用成熟期采样、测定和相关性分析的方式,研究果实外观品质、内在品质、质构特性与海拔高度的相关性。果园平均海拔247.77 m,在果实外观品质方面,果实单果重与海拔呈显著负相关(r=-0.33,P<0.05),着色指数与海拔呈极显著正相关(r=0.43,P<0.01),裂果指数与海拔呈极显著负相关(r=-0.64,P<0.01);在果实内在品质方面,果实可溶性固形物含量与海拔呈显著正相关(r=0.37,P<0.05),硬度、可滴定酸、固酸比均与海拔无显著相关性;在果实质构特性方面,果实粘附性与海拔呈显著负相关(r=-0.30,P<0.05),内聚性与海拔呈显著正相关(r=0.34,P<0.05),脆裂性与海拔呈显著正相关(r=0.30,P<0.05),胶粘性与海拔呈显著正相关(r=0.30,P<0.05),咀嚼性与海拔呈显著正相关(r=0.32,P<0.05),弹性与海拔无显著相关性。海拔高度在700 m以下时,较高的海拔能够显著提高果实的外观品质和可溶性固形物含量,海拔高度与果实质构特性显著相关。