生物炭改良盐碱地效果及其对植物生长的影响研究进展

土壤盐碱化被视为限制全球土壤生产力、粮食安全和生态系统的重要因素,全球有大面积的盐碱地,因而又是最重要的边际土地资源。近年来,生物炭在改良土壤结构、提高土壤肥力以及固碳减排等诸多领域中表现出极大的应用潜力。研究表明,生物炭的施用能够改善盐碱地土壤理化性质、提高碳含量和促进植物生长,可作为盐碱地改良的有效措施使用。然而,生物炭对盐碱地土壤改良和对植物生长的影响机理较为复杂,有待深入的研究。本文梳理了当前国内外生物炭改良盐碱地土壤结构、化学性质、养分有效性、生物活性的效果及其对植物生长影响的研究进展,在系统分析生物炭改良盐碱地土壤的机制基础上,对生物炭改良盐碱地的应用潜力进行了展望,以期为生物炭在盐碱地改良上的高效利用提供参考。     

盐碱地改良技术研究现状与新发展

研究优化盐碱土壤改良技术,对合理利用盐碱地,提高土地生产力,缓解我省耕地少、后备土地资源不足矛盾,实现农业可持续发展具有重要意义。多年来,在盐碱地利用上,主要采用化学改良、生物改良、工程改良和农业措施改良等技术,取得了明显成效。应用覆膜加气滴灌改良盐碱土壤是一项新技术,通过加气装置连接地下滴灌系统,把掺气水输送到作物根区灌溉,调控土壤气体环境,改善植物根系和土壤微生物呼吸,可间接影响土壤理化性质,促进农作物生长提高产量。我省共有盐碱地30万hm2,占平川土地面积的9.9%,大力研究推广覆膜加气滴灌技术,对完善现有的盐碱地改良技术体系,十分重要。收集整理了大量文献,综述了盐碱地改良技术。     

生物炭在土壤改良和重金属污染治理中的应用

作为重要的土壤改良剂、污染物质吸附剂的生物炭在农业和环境中具有巨大的应用价值和现实意义,因而受到国内外学者们的普遍关注。本文基于生物炭在农业增产和重金属污染治理方面的国内外研究文献,综述了生物炭的基本特性及对土壤的改良作用,分析了生物炭对土壤肥力及作物增产的影响,阐述了生物炭对土壤重金属污染修复机理,及该领域未来的发展动向,以期为生物炭大规模农用提供参考。     

农业废弃物基生物炭的应用效应研究进展

生物炭因结构和理化性质独特、原材料丰富及应用前景广阔等特点,在农业及环境污染治理等领域的应用较为广泛。基于相关文献,综述了农业废弃物基生物炭在改善土壤理化性质、提高土壤养分、改善土壤微生态环境、促进作物生长、修复污染土壤及缓解连作障碍等方面的效应,旨在为农业废弃物基生物炭在农业生产中的应用提供参考。     

生物炭对土壤肥力与环境质量的影响机制与风险解析

生物炭作为土壤改良剂和促进作物生长的应用价值已经被很多研究证实。该文综述了生物炭在改善农业土壤质量和作物生长中的应用研究进展,系统阐述了生物炭在提高农业土壤有效水含量,增加土壤矿质元素利用效率,缓解土壤酸化,降低土壤重金属生物有效性和提高农作物产量与质量方面的重要作用与微观机制。特别地,该文强调了生物炭应用于农业生态系统过程中可能引起的多环芳烃、重金属等污染物富集以及氮素根系吸收量下降等不可忽视的潜在问题,并对今后的重点研究方向进行了系统分析总结,以期为生物炭在提高土壤肥力质量与环境质量中的安全与高效利用提供科学参考。     

盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源，我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作，但目前盐碱区淡水资源日益短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下，优化统筹土壤水肥盐动态调控是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来，大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施，在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层，显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程，实现了盐碱地质量和产能快速提升，上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展，并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望，以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。     

生物炭隔盐层在盐碱土淋洗改良中的应用效果

为探讨生物炭作为土壤隔盐层的作用效果,通过对比生物炭隔盐层和常规的砾石隔盐层室内淋洗的暗管流速、淋滤液电导率、土壤脱盐率及淋洗效率等指标,对生物炭作为隔盐层的作用效果进行了评价。结果表明:生物炭处理的暗管流速明显高于砾石处理,平均高出16.1%;淋滤液电导率0.83mS/cm为本研究的理论淋洗终点,2个处理均在第2次淋洗过程中到达理论淋洗终点,且生物炭处理比砾石处理到达理论淋洗终点时间缩短了13.3%;2个处理的土壤淋洗效率基本相同;生物炭隔盐层在抑制土壤返盐方面的作用要明显优于砾石隔盐层。综上,生物炭作为隔盐层在盐碱土淋洗改良中的作用效果要优于传统的砾石隔盐层,研究结果为生物炭隔盐层在盐碱地改良的工程应用提供了参考依据。     

滨海盐碱地形成及离子附着形态综述

滨海盐碱地资源丰富,是重要的潜在土地资源,对缓解土地资源紧张具有重要的作用。综合国内外现有滨海盐碱地研究成果,总结出滨海盐碱地的成因及其特点,分析盐分离子在土壤中的存在形式,探索影响土壤盐分积累的因素,阐明盐分对生态环境、土壤、植物的危害;以期对滨海盐碱地改良提供参考意义。     

施用生物炭对农田土壤氮素转化关键过程的影响

生物炭作为一种土壤改良剂,施入土壤后不仅能有效改善土壤结构,提高土壤对营养元素的吸附能力,还可减少温室气体的排放,增强生物固氮能力,因此在农业生产和缓解气候变化方面有着巨大的应用前景。生物炭的输入将直接影响农田土壤氮素的循环和转化,本文结合国内外大量文献,综合分析总结了施用生物炭对土壤氮素转化过程的影响,重点从生物炭对土壤氮素矿化、氮素损失以及硝化、反硝化作用和生物固氮过程的影响过程展开阐述。并在此基础上,提出今后应加强生物炭对氮素转化的作用机理及对环境的长期正负效应研究,特别是对相关微生物群落的多样性、丰度以及土壤酶活性方面的研究,同时提出相关研究应建立在统一的生物炭标准之上,以明确区分生物炭的作用效果及其作用机制。     

生物质炭对酸性土壤改良作用的研究进展

由于生物质炭在农业和环境中的巨大应用前景和对土壤碳的增汇减排作用,近期成为土壤学家和环境学家研究的热点。本文综述了生物质炭对热带和亚热带地区酸性土壤的改良作用及其机制,总结了生物质炭对土壤肥力和养分有效性及作物生长和产量的影响的研究进展,分析了该领域未来的发展趋势,可为酸性土壤改良和管理提供参考。     

生物质炭对不同植被类型土壤温室气体排放影响研究进展

土壤生态系统是温室气体排放的主要来源之一，降低土壤温室气体排放对于缓解全球变暖具有重要意义。近年来，生物质炭在改良土壤性质、提高土壤碳汇和影响土壤温室气体排放方面展现出了巨大的潜力。因此，关于施加生物质炭对土壤温室气体排放影响的研究已经成为了环境科学和农业生态领域的研究热点。然而，生物质炭对土壤温室气体净排放的影响是促进还是抑制尚无统一定论。不同植被类型条件下土壤温室气体排放也存在较大差异，故而研究添加生物质炭对不同植被类型土壤温室气体排放的影响至关重要。本文综述了添加生物质炭对林地、农田及设施蔬菜土壤中CO₂、CH₄和N₂O排放的影响，探讨了生物质炭对土壤温室气体排放的作用机制。总结发现，不同植被类型土壤添加生物质炭将降低土壤N2O的排放，并且增加土地对CH4的吸收，而对CO₂排放的影响没有统一定论。结合国内外生物质炭在该领域的研究现状，未来需开展生物质炭在土壤温室气体减排领域的长期系统研究，同时应充分考虑使用生物质炭可能存在的潜在环境风险，以期为生物质炭在土壤温室气体减排中的应用提供可靠的科学依...     

城镇化进程中的土地整理

该文从分析我国城镇化进程中存在的问题入手，提出开展土地整理是推进我国小城镇建设和发展的一个重要手段。土地整理顺利实施的关键是要深化土地使用制度改革，开展农地产权制度创新。     

应用生物炭改良土壤限制因素：挑战与对策

Biochar addition to soil is currently being considered as a means to sequester carbon while simultaneously improving soil health, soil fertility and agronomic benefits. The focus of this special issue is on current research on the effects of biochar application to soil for overcoming diverse soil constraints and recommending further research relating to biochar application to soil. The biochar research has progressed considerably with important key findings on agronomic benefits, carbon sequestration, greenhouse gas emissions, soil acidity, soil fertility, soil health, soil salinity, {\it etc.}, but more research is required before definitive recommendations can be made to end-users regarding the effects of biochar application across a range of soils, climates and land management practices     

阿克苏市耕地地力评价与改良利用研究

为了掌握阿克苏市耕地地力基本情况和科学指导农业生产,运用GIS技术和综合指数法对阿克苏市耕地土壤进行了地力评价与改良利用分区研究.结果表明,阿克苏市1,2,3级耕地面积占耕地总面积的63.81％,绝大部分耕地处于中上等水平,耕地生产潜力总体较高.地力等级相对较低的耕地主要障碍因素是土壤盐渍化,其次是土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效锌和有效锰的含量相对较低.利用评价结果对阿克苏市现有耕地进行改良利用分区,并提出相应的改良利用措施,实现了耕地改良利用分区的定量化.     

耕地土壤健康及其评价探讨

开展面向耕地的土壤健康评价,对保障我国粮食安全和生态文明建设具有紧迫的现实意义.针对相关研究中土壤健康概念抽象、评价尺度杂糅等普遍性问题,及欧美主流技术路线中的局限性,文章从概念解构的视角进行了探讨,提出研究框架,以期为我国耕地土壤健康评价工作提供参考.首先,通过构建基于土壤功能与胁迫的土壤健康观,从理论方面将耕地土壤...     

有机肥替代部分化肥对滨海盐碱地土壤改良和小麦产量的影响

合理利用有机肥资源,将有机肥替代部分化肥是实现减肥目标的重要技术途径之一。特别对于盐碱化土壤,有机肥替代部分化肥既能减少化肥的使用又能改善土壤的理化性质,促进作物产量的提高。本文以滨海盐碱地为研究对象,2014—2016年连续两年在滨州市无棣县渤海粮仓试验基地通过大田试验,研究了不施肥(CK)、普通化肥(CCF)、有机肥替代低量化肥(LOM)、有机肥替代中量化肥(MOM)、有机肥替代高量化肥(HOM)5种施肥模式对盐碱地土壤改良和小麦产量的影响。结果表明:与CK相比,CCF处理对盐碱地土壤盐分的影响不大,而有机肥替代部分化肥处理显著降低了土壤水溶性盐总量和pH,特别是在小麦开花期,MOM和HOM处理明显改善了土壤盐碱化,显著降低了土壤中水溶性钠和交换性钠的比例,使ESP和SAR值减小,其中以HOM处理对滨海盐碱土的土壤盐分改良效果最佳;与CK相比,各施肥处理的土壤养分含量均有提高,有机肥替代处理与CCF相比,对土壤全氮和有效磷的含量影响不明显,而HOM处理的速效钾含量显著高于其他处理,在一定程度上抑制了Na的毒害,有机肥替代处理还显著提高了土壤有机质的含量,改善了土壤环境;从CK到HOM,小麦产量依次递增,与CCF相比,有机肥替代处理LOM、MOM、HOM分别增产7.5%、18.8%、26.4%。综上,有机肥替代部分化肥,达到了减肥的目的,并对滨海盐碱地有明显的改良效果,提高了小麦产量。且在3个有机肥替代部分化肥的施肥处理中,以HOM施肥处理对滨海盐碱地的改良效果最优,获得的小麦产量最高。     

生物炭和炭基肥在烟草农业的应用及展望

烟草是我国重要的经济作物,烟叶提质增效及绿色清洁生产是烟草农业绿色发展的必然趋势。烟秆炭化还田是实现烟秆资源化利用和环境友好发展的双赢途径。生物炭较大的比表面积、发达的孔隙结构、丰富的官能团、稳定的环状结构以及良好的吸附特性赋予其改良连作障碍烟田土壤、重建健康微生物生境的潜力。炭基肥融合了生物炭与肥料各自的优点,同时具有优于其构成原料的特性,可缓慢释放养分、持久保持肥效,持续改善土壤环境,促进烟草健康生长、烟叶提质增效,在烟草农业应用潜力较大。本文综述了生物炭和炭基肥对植烟土壤理化性质、土壤养分、烟田温室气体排放、土壤微生物及酶活性、烟草生长和烟叶品质、烟草土传病害的影响,分析了生物炭和炭基肥应用中存在的问题,并提出未来应重点关注的问题:(1)生物炭及炭基肥调控植烟土壤质量及烟草生长和品质的机制机理;(2)生物炭及炭基肥施用的生态环境风险评价;(3)生物炭及炭基肥生产技术工艺创新。研究结果可为生物炭和炭基肥在烟草农业的合理应用提供科学依据。     

生物质炭对茶园土壤改良及茶叶品质的影响

近年来,茶树种植过程中化肥的超量施用造成茶园土壤酸化加剧和有机质含量降低等一系列问题,进而影响到茶叶的产量和品质。生物质炭一般呈碱性,具有含碳量高、比表面积大、高度生物化学稳定性和较强的吸附性能等特性,能够增加土壤碳储量,提高土壤pH值和养分有效性,对于茶园土壤固碳、土壤改良和抑制土壤氮磷流失、改善农产品品质等方面有较大作用。针对我国茶园土壤存在的主要问题,以生物质炭的特性及生物质炭改良土壤的作用机理为研究对象,重点阐述了生物质炭在茶园酸化土壤改良、土壤氮素淋失阻控、土壤固碳增汇等方面的效应,以及生物质炭提高茶叶产量和提升茶叶品质方面的作用机理。基于以上研究,展望了生物质炭在茶园管理方面的理论研究方向,为生物质炭在农业生产中的应用和推广提供科学依据。     

生物质炭对土壤物理性质影响的研究进展

生物质炭在农业与环境中的应用已成为近期国内外研究热点,有关生物质炭特性以及生物质炭对土壤化学、生物学性质和作物产量的影响,已经有一些综述,但是生物质炭对土壤物理性质影响的相关综述很少。本文对近10年生物质炭对土壤物理性质影响相关的研究成果进行了整理分析。研究结果发现生物质炭可以降低土壤容重,提高土壤团聚体稳定性,增加田间持水量和土壤有效水含量,降低饱和导水率等。生物质炭影响土壤物理性质的主要原因是生物质炭具有较大的比表面积和孔隙度。此外,生物质炭与土壤矿质颗粒结合,并通过对土壤微生物活性和植物生长的影响间接影响土壤物理性质。生物质炭对土壤物理性质的影响与多种因素有关,如生物质炭原料、裂解温度、施用量和颗粒大小,土壤质地和处理时间等。关于生物质炭对土壤物理性质影响的长期研究很少,且缺乏田间试验。因此,将来的研究应更加倾向于长期田间条件下生物质炭对土壤物理性质的影响,并逐渐发现生物质炭的作用机理,为实际的农业生产和生态治理提供科学依据。     

基于耕地质量指数局部空间自相关的耕地保护分区

科学合理地制定耕地保护分区,是实现耕地差异化保护、精细化管理的重要保障。该文采用Moran散点图和局部空间自相关分析相结合的方法,以耕地质量指数为空间变量,探讨广宁县耕地质量的空间结构性特征和聚集性规律,并据此提出耕地保护分区方案。研究结果表明:广宁县耕地质量在空间分布上呈现出一定的聚集性规律,正相关类型(高-高和低-低型)多以"组团"形式出现,聚集性较强;负相关类型(高-低和低-高型)无明显集中区域,零星分布。基于局部空间自相关分析的耕地保护分区,既综合考虑了耕地自然条件、利用条件和经济条件,同时将耕地质量的空间属性作为第4维,纳入到耕地保护分区研究中,为耕地差异化保护、精细化管理提供了思路。最后,提出了基于局部空间自相关的耕地保护分区方案及相应的保护措施,可为研究区域耕地保护分区提供参考。