杉木人工林土壤施用生物炭对细菌群落结构及多样性的影响

【目的】采集杉木人工林土壤,通过室内土壤培养实验,研究添加不同制备原料和制备温度的生物炭对土壤细菌群落结构及多样性的影响,为改善南方酸性红壤及合理应用生物炭提供科学依据。【方法】原土添加3%的300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)及600℃木屑炭(BW600),与对照土壤进行对比,进行培养实验80天,运用高通量测序技术对PCR所扩增16SrDNA序列的V3+V4区域进行测定。【结果】OTU韦恩图分析表明,添加BL300的土壤细菌较对照丰度提高,其他生物炭处理丰度减小;通过PCoA分析和Beta多样性分析及UPGMA聚类分析得出,添加杉叶炭后土壤细菌群落结构及多样性与对照土壤的差异显著,其中BL600与对照差异最大,添加木屑炭结果与对照较相似;添加生物炭对不同物种水平上的土壤细菌结构和功能产生一定影响,其中杉叶炭处理影响十分显著,使土壤优势菌丰度变化较大,木屑炭处理对优势菌的影响相对较小。【结论】添加BL300生物炭提高了土壤细菌的丰度,而添加其他生物炭降低了细菌丰度;不同制备原料和温度对生物炭存在影响,由于木屑炭可利用氮素不足,杉叶生物炭对土壤细菌结构和多样性的影响比木屑生物炭更显著,高温炭灰分含量较多,因此对细菌多样性的影响大于低温炭;不同的土壤细菌种群生活习性与功能不同,对生物炭组分利用程度也不同,添加生物炭能够改变土壤中优势种群的相对丰度和土壤细菌群落的整体功能。     

祁连山不同草地类型土壤理化性质及酶活性特征

土壤酶活性是催化各种生化过程的基本土壤成分,可用于评估土壤质量和健康。为了解祁连山不同草地类型的土壤理化性质和酶活性特征,研究了祁连山4种草地类型下的5种土壤酶活性和理化性质。结果表明：土壤酶活性和理化性质在不同草地类型下均差异显著。高寒草原、高寒草甸和高寒沼泽草甸相较于高寒荒漠,土壤pH值、总磷、脲酶活性和过氧化氢酶活性较低,含水率、有机碳、总氮、碱性磷酸酶活性、淀粉酶活性和纤维素酶活性较高,且高寒沼泽草甸和高寒荒漠土壤理化性质及酶活性特征差异显著;土壤酶活性(过氧化氢酶、脲酶、淀粉酶、纤维素酶和碱性磷酸酶)与土壤理化性质(pH值、电导率、含水率、有机碳、总氮和总磷)呈极显著相关;表明土壤酶活性与理化性质密切相关。较差的植被覆盖情况下土壤碳、氮、磷含量较低,土壤pH值和电导率较高,同时土壤酶活性也较低。     

生物炭施用下亚热带红壤铁还原及磷形态转化关系研究

[目的 ]研究降雨丰沛，土壤水分长期饱和条件下生物炭对杉木人工林土壤铁还原的影响，分析土壤铁还原菌、解磷菌群落结构变化规律，最终明确生物炭对土壤铁还原的影响及与磷形态转化的关系。[方法 ]以杉木人工林红壤为供试土壤，收集林下杉木叶烧制成300℃和500℃生物炭，以0、1%、3%占比添加生物炭进行40 d的室内培养。测定土壤基本化学养分，采用修正后的Hedley方法测定土壤中不同磷素形态含量，利用高通量测序技术分析土壤解磷菌与铁还原菌群落结构。[结果 ]淹水处理后土壤活性磷含量增多，并且随生物炭添加量的增加而增加，其中水溶态有机磷和碳酸氢钠态无机磷占比较大；残渣态磷含量随生物炭添加量的增加而减少。淹水处理组的铁还原菌基因拷贝数高于非淹水处理组，且同一水分条件下随生物炭烧制温度的增加而增加，淹水处理组的亚铁离子含量远高于非淹水处理，且随生物炭添加量的增加而降低，淹水处理组的土壤化学性质例如pH、全碳、全磷含量高于非淹水处理组，且随生物炭添加量的增加而上升。在淹水处理中土壤解磷菌群落丰富度随烧制温度的升高而增加，并且解磷菌群落结构和多样性增强。[结论 ]厌氧条件促进Fe(Ⅲ)还原，生物炭的添...     

生物炭及炭基肥对土壤理化性质的影响

基于探明生物炭及炭基肥对土壤理化性质的影响,采用田间小区进行了试验,设6个处理,3次重复,小区面积27m2,长7.5m ,宽3.6m ,行距0.6m ,小区之间间隔50～60cm ,采用随机区组排列.结果表明 :①增加土壤孔隙度 ,使土壤贮热增多 ,从而增加土壤表层温度 ,进而提高种子的出苗率 ;②改善土壤pH值 ,提高酸性土壤的pH值;③增加土壤养分 ,显著提高土壤有机质含量.     

秸秆生物炭对土壤含水量、有机碳及速效养分含量的影响

为改良设施栽培土壤理化性质,进行了在鸭儿芹设施栽培土壤中添加不同量的秸秆生物炭的试验,对比试验结果表明:适量添加生物炭有利于提高土壤有机碳、有效磷、速效钾、碱解氮的含量。     

炭醋肥对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附、解吸附的影响研究

将生物炭、木醋液和矿物养分混合为炭醋肥,在实验室条件下将炭醋肥、有机无机复混肥、烟草专用肥与土壤混合后,比较了三者对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附作用及解吸行为。研究结果表明:与其他两种肥料相比,炭醋肥使土壤吸附和固定重金属Cd~(2+)、Pb~(2+)能力增强,Cd~(2+)的吸附和固定能力最高可分别提高33.33%、16.56%,Pb~(2+)吸附和固定能力最高可分别提高45.56%、54.59%;其吸附性与pH值呈正相关关系,且随着添加量的增大而增强。     

降香黄檀套种菠萝对土壤理化性质及酶活性的影响

对套种菠萝(Ananas comosus)的降香黄檀(Dalberqia odorifera)林木生长量、土壤主要理化性质及土壤酶活性变化进行了研究,结果表明:套种2年,相比未套种林分,降香黄檀林木树高提高19.98%,胸径提高17.96%;套种菠萝能显著降低土壤容重,显著提高有效磷及有机质含量,pH值、碱解氮、速效钾差异不显著;过氧化氢酶活性、蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶活性显著提高,分别比未套种提高了1.52倍、1.69倍、1.13倍、1.60倍。     

杏树温室不同培肥措施对土壤酶活性的影响

为探讨培肥方式对温室杏树土壤酶活性的影响规律,对位于定西市农科院杏树温室内的土壤酶活性以及土壤理化性质进行测定分析,并对酶活性和理化性质进行相关性分析。结果表明,萌芽期供试土样0~10、10~20、20~40cm的过氧化氢酶活性没有明显变化,而40~60、60~80、80~100cm的酶活性逐渐降低,降幅分别为13.6%、19.2%、27.3%;磷酸酶和脲酶的活性随着土层深度的增加逐渐降低,降幅分别为25.9%~86.7%和30.32%~88.55%。在果实膨大期,不同的培肥方式对过氧化氢酶的活性影响不明显,而碱性磷酸酶的活性在0~10、10~20、20~40cm 3个土层内相对播前有所降低,脲酶活性增高。对碱性磷酸酶和脲酶而言,不同处理中,有机肥或有机与无机肥配施的酶活性明显高于无机肥处理。培肥方式中,厩肥与氮磷配施、秸秆与氮磷配施是较优的培肥模式,且厩肥与氮磷配施优于秸秆与氮磷配施的处理。土壤过氧化氢酶与有机质、全磷、全氮、碱解氮、速效磷、电导、pH值都无明显相关性;碱性磷酸酶和脲酶与有机质、全磷、全氮、速效磷呈极显著的正相关,与pH值、碱解氮呈显著正相关,而与电导无明显相关性。     

土壤脲酶活性调控因素和脲酶活性细菌系统发育研究

为探究利用脲酶活性细菌调控土壤脲酶活性的可行性,以土壤、土壤关联脲酶活性材料及土壤无关联脲酶活性材料为对象,采用土壤理化性质分析、脲酶活性细菌分离及其系统发育分析的方法,分析了包括土壤脲酶细菌在内的土壤脲酶相关理化性质,并分析了土壤与其关联材料及其他环境中脲酶活性细菌的种类及系统发育情况。结果表明,土壤脲酶活性细菌、有机质、总氮、C/N、硝酸根离子、无机氮含量是土壤脲酶活性的关联因素,且土壤有机质、C/N和土壤脲酶活性细菌是直接影响因素。通过细菌分离和16s rRNA测序,土壤中分离出2门5属9种脲酶活性细菌,厚壁菌门是优势类群,土壤关联脲酶活性材料中发现3门8属9种脲酶活性细菌,变形菌门是优势类群。仅粪产碱菌和绿脓杆菌2种细菌在2种材料(即土壤及土壤关联脲酶活性材料)中均被发现。     

不同种类生物炭对元宝枫育苗基质养分及酶活性的影响

为探究添加不同种类、不同用量生物炭对元宝枫育苗基质养分及酶活性的影响,筛选出其育苗基质最优施炭量,为元宝枫育苗基质科学施用生物炭提供理论参考。以元宝枫幼苗为试验对象,采用盆栽法并设置不同生物炭种类(竹炭、橡胶木炭、稻壳炭)与不同施用量(3%、5%、7%)的基质施炭试验,1年后测定基质养分及酶活性,采用相关性分析与通径分析探讨基质养分与酶活性之间的关系、聚类分析探讨最优施炭量。结果显示：(1)添加生物炭能在一定程度上提升基质的养分含量及酶活性,pH值范围为6.89～7.21,全氮、全磷、全钾含量分别提高了6.25%～76.38%、4.08%～414.29%、41.86%～111.81%,水解性氮、有效磷、速效钾含量分别提高了8.56%～56.66%、33.67%～576.53%、26.11%～58.16%,且基质养分及酶活性之间存在显著相关关系。(2)施用稻壳炭对基质的pH、有机碳、全氮、水解性氮和脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性提升效果优于竹炭和橡胶木炭。(3)水解性氮和pH为酶活性影响较大的养分因子;速效钾和全氮是对脲酶影响较大的养分因子;全氮和pH是对过氧化氢酶影响较大的养分因子;全钾...     

覆盖鼠茅草条件下油茶林土壤理化性质与土壤酶活性

对鼠茅草覆盖条件下的油茶林地土壤理化性质及土壤酶活性等指标进行测定与分析.结果表明,覆盖鼠茅草的油茶林地土壤电导率、pH值、土壤含水率与无覆草林地(对照)间均存在显著差异,且其土壤全碳(TC)、全氮(TN)和钠元素含量及碳氮比均高于对照,土壤脲酶活性和酸性磷酸酶活性也均显著高于无覆草的油茶林地,说明覆盖鼠茅草不仅能提高...     

山苍子核渣生物质炭制备与性能分析

采用缺氧状态下进行热解,以水蒸气法提取精油的山苍子核渣为原料,测定不同热解温度下生物质炭的炭得率、灰分、挥发分、pH、固定碳、亚甲基蓝的吸附值,研究不同炭化温度对山苍子核渣生物质炭的特性影响。热解实验表明:随着炭化温度从300℃升温到600℃,炭得率和挥发分均逐渐降低,灰分和固定碳则逐渐升高,pH值逐渐升高。在温度为300℃时,山苍子核渣生物质炭的炭得率为(52.49±2.14)%、挥发分为(46.45±0.55)%、灰分为(3.37±0.47)%,通过计算得到固定碳为(50.18±1.02)%、pH值为6.68±0.10;在温度600℃时,山苍子核渣生物质炭对亚甲基蓝的吸附值最大,为56.08 mg·g~(-1)。实验结果表明炭化温度为600℃时,山苍子核渣生物质炭对亚甲基蓝的吸附效果最好,可作为一种新型潜在的生物质炭材料。     

4种改良材料对城市绿地酸性土壤的改良效果

针对部分城市绿地土壤偏酸的问题,研究选用生石灰、磷矿粉、园林废弃物堆肥、生物炭4种改良材料,分别设置3个梯度(40、80、160 g·kg~(-1))的添加量,开展室内土培试验。通过监测土壤pH值、EC值、有效磷、速效钾、有机质的动态变化,研究4种改良材料对偏酸土壤的改良效果。结果表明,4种材料对酸性土壤的pH值均有显著的提升效果。在相同剂量下,提升效果依次为:生石灰磷矿粉园林废弃物堆肥生物炭,且改良效果均可以维持170 d以上。4种材料在改善土壤pH值的同时,还能有效提升土壤中有效磷的含量,其中生石灰提升效果最为显著。生物炭和园林废弃物堆肥能同时有效提升土壤速效钾和有机质的含量,高添加量的生石灰甚至会降低土壤速效钾和有机质的含量。     

小兴安岭红松林土壤理化性质及酶活性的研究

以小兴安岭丰林自然保护区内红松中幼龄林和成熟林土壤为研究对象，测定了不同土层（0～10 cm和10～20 cm）土壤理化性质和5种土壤酶活性并进行相关性分析。结果表明：红松林不同土层土壤的理化性质差异较大。土壤酶在不同深度的土层中变化较大；土壤p H值与土壤脲酶活性呈极显著负相关；土壤微生物生物量碳含量与土壤淀粉酶活性呈显著正相关，与蔗糖酶活性呈极显著正相关；脲酶活性与土壤全氮、全磷含量、土壤总孔隙度呈极显著正相关，与土壤温度呈显著正相关；磷酸酶活性与土壤全磷含量、土壤含水率呈显著正相关，与总孔隙度呈极显著正相关。蔗糖酶活性与过氧化氢酶活性呈显著正相关；过氧化氢酶活性与土壤全磷含量呈极显著正相关。     

彰武县蓄水保墒造林技术研究

水分是影响林木生长的主要因子。通过表面覆盖薄膜、砂石、秸秆等方法进行保水试验,通过添加锯末子、农家厩肥、生物炭等方法进行保墒试验,分别测定各处理的土壤含水率、林木成活率、林木高生长量、土壤理化性质等指标。结果表明:在提高土壤含水率上,8种处理方法由多到少依次为添加生物炭薄膜覆盖添加锯末子秸秆覆盖砂石覆盖添加农家厩肥对照;在提高林木成活率上,8种处理方法由多到少依次为添加生物炭添加农家厩肥薄膜覆盖添加锯末子秸秆覆盖砂石覆盖对照;在林木年高生长量上,8种处理方法从高到低依次为添加生物炭添加农家厩肥薄膜覆盖添加锯末子砂石覆盖秸秆覆盖对照,土壤理化性质方面以添加生物炭为最佳。因此,干旱地区土壤添加生物炭在土壤蓄水保墒、促进养分吸收利用、改良土壤结构方面效果最佳,对干旱地区的蓄水保墒造林起一定的指导作用。     

间伐对华南地区相思人工林土壤理化性质、微生物及酶活性的影响

以东莞大岭山马占相思林3种间伐改造模式(未间伐+套种、间伐30%+套种和间伐60%+套种)及未间伐林分为对照林分的土壤为研究对象,改造11 a后,比较研究这4种改造模式在旱季和雨季下土壤的理化性质、土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,(1)不同间伐模式在旱季和雨季下林分的土壤理化性质之间存在差异,旱季时土壤全N和硝态氮含量较低,其它土壤养分含量较高,雨季时土壤全N和硝态氮含量较高,其它土壤养分消耗较高,其含量较低。(2)间伐促进林分土壤微生物生物量的积累,且旱季显著高于雨季。(3)改造后林分植被覆盖提高了土壤酶活性,旱季土壤磷酸酶和脲酶活性显著高于雨季。(4)PCA分析结果表明,无论是旱季,还是雨季,土壤理化性质、微生物和酶活性因子之间相关性显著;且各指标空间分布格局差异及不同改造模式林分对土壤因子响应不同。以未间伐与套种改造模式能有效改善马占相思纯林的土壤理化性质,同时提高土壤微生物生物量和土壤酶活性。     

施用生物炭对国槐人工林土壤理化性质的影响

为探讨施用生物炭对国槐人工林土壤理化性质的影响,在北京市房山区3年生国槐人工林内设置样地,采用随机区组设计,共设4种处理,各处理分别施用0(CK)、1(T1)、2(T2)、4(T3)kg·m^-2碳当量的生物炭,6个月后测定其土壤理化性质。结果表明：与对照(CK)相比,施用生物炭各处理的土壤有机碳含量均明显增加,增加幅度为42.3%～159.8%;土壤饱和持水量均明显增加,增加幅度为6.5%～19.4%,以T2处理的效果最好。>2.000 mm的水稳性大团聚体含量均显著增加,0.053～0.250 mm的水稳性微团聚体含量均显著降低,团聚体平均重量直径和粒径>0.250 mm团聚体含量(R>0.25)均显著增加,团聚体几何平均直径均明显增加,土壤团聚体的稳定性明显提高,以T2处理的效果最好。施用一定量的生物炭可降低其土壤容重,其中T2处理的土壤容重显著低于对照的T1处理的。生物炭的施用明显改善了国槐人工林土壤的理化性质,其中以生物炭施用量为2kg·m^-2时对国槐人工林土壤改良的效果最好。     

水稻生物炭不同添加量对天竺桂苗期生长状况的影响

以1年生天竺桂实生苗为试验材料,在栽培土壤中添加不同比例的水稻生物炭,研究水稻生物炭对天竺桂幼苗生长的影响。结果表明:与对照相比,添加不同比例的水稻生物炭后天竺桂幼苗的地径、苗高和单株生物量显著提高,3.0%水稻生物炭添加比例的增幅最大,分别为13.25%、20.78和35.76%;与对照相比,添加不同比例的水稻生物炭后天竺桂幼苗根系的总根长、根总表面积、根总体积、根尖数和一级侧根数显著提高,水稻生物炭添加比例为3.0%时的增幅也最大,分别为44.24%、139.24%、141.77%、30.42%和38.72%;水稻生物炭添加比例为3.0%时,天竺桂幼苗的质量指数最高,达到0.257。综上所述,在土壤中添加3.0%的水稻生物炭,最有利于天竺桂幼苗的生长。     

反应条件对城市污泥热解生物炭理化性质及其吸附能力影响

为了考察不同温度和反应气氛对于污泥生物炭理化性质以及吸附能力的影响,在500、600、700和800℃以及9％含氧氮气烘焙至270℃耦合热解和纯氮气直接热解的条件下对污泥进行热解,将得到的污泥生物炭进行表征、燃烧行为分析以及对Pb2+进行吸附.结果表明:热解温度是影响污泥生物炭理化性质的主要原因,随着热解温度升高,污泥...     

林药复合经营对锥栗林耕作层 土壤理化性质的影响

为了研究总结合理的锥栗林下多花黄精复合经营模式与技术,在锥栗林下开展不同整地强度、不同覆盖物、不同套种药材的L_9(3~3)正交试验,并对林地耕作层土壤吸湿水含量、有机质含量、全氮含量、速效氮含量、速效磷含量、脲酶活性、过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性增幅进行评价,并筛选最佳复合经营组合。结果表明:整地强度对锥栗林耕作层土壤9项理化性质指标均造成显著或极显著性影响,其中整地40%对提高吸湿水含量、速效磷含量、过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性效果最为显著,增幅分别达36.32%、27.34%、22.51%、26.10%、67.40%,而整地60%对提高有机质含量、全氮含量、速效氮含量、脲酶活性效果最为显著,增幅达23.13%、26.80%、36.33%和31.33%。覆盖物对锥栗林耕作层土壤吸湿水含量、有机质含量、速效磷含量、脲酶活性、蔗糖酶活性造成显著影响。覆盖稻草对提高吸湿水含量、有机质含量、速效磷含量效果最显著,增幅达35.59%、25.71%、26.75%;覆盖竹屑对提高脲酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性效果最显著,增幅分别达29.11%、22.42%、61.55%。套种药材均能显著或极显著提高锥栗林耕作层土壤9项理化性质指标,其中套种多花黄精对提高速效磷含量、过氧化氢酶活性效果最显著,套种多花黄精和三叶崖爬藤对提高吸湿水含量、有机质含量、全氮含量、速效氮含量、脲酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性效果最显著。"整地40%+覆盖稻草+套种多花黄精和三叶崖爬藤"、"整地60%+覆盖竹屑+套种多花黄精"、"整地60%+不覆盖+套种多花黄精和三叶崖爬藤"、"整地40%+不覆盖+套种多花黄精"为优选出的组合,均能显著改善锥栗林耕作层土壤理化性质。