黄淮海平原潮土钾素状况及评价

过去一直认为黄淮海平原潮土不缺钾,但因长期大量施氮,磷化肥,忽视施用有机肥,加上作物产量的不断提高,导致土壤钾素的逐渐耗竭。深入剖析潮土钾素供应状况,并作出科学评价,这对指导平衡施肥和肥料优化配置,推进农业可持续发展有重要意义。根据土壤养分长期监测结果,黄淮海平原潮土速效钾含量呈逐年下降趋势,年均减少约2～4mg/kg,钾素问题日益突出,并有可能成为作物高产的一个限制因素。影响潮土钾素含量的主要土壤因素是颗粒组成、有机质含量和阳离子交换量。粉砂质土壤颗粒较粗、有机质含量和交换量低,导致钾的释放速率低,所以尽管全钾和缓效含量较高,但速效钾仍然耗竭很快。     

外源生物质炭对土壤中铵态氮素滞留效应的影响

以生物质炭和黄棕壤为研究材料,通过阳离子交换量测定、铵态氮等温吸附实验以及模拟土柱淋溶,研究生物质炭对土壤铵态氮素滞留效应的影响。发现生物质炭以1%、3%和5%添加后,土壤CEC值分别增加9.4%、14.7%和19.7%,铵态氮素淋失量分别减少22%、39%和47%,氮素滞留量分别增加15%、5%和14%;同时影响氮素在土层中的分布,其中加生物质炭土壤的氮素集中在土柱上部5～7cm处,而不加生物质炭土壤集中在中部偏下9～11cm处。结果表明,生物质炭能够提高土壤对铵态氮素的吸附能力,显著降低土壤铵态氮素养分的淋失。     

不同生物炭添加量下植烟土壤养分的淋失

【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤p H显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤p H的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。     

生物炭对土壤不同形态钾素含量的影响及机制初探

为了探讨生物炭对土壤不同形态钾素含量的影响及其机理,通过土壤培养试验,设置空白对照(CK)、1%含量生物炭(B1)、2%含量生物炭(B2)、3%含量生物炭(B3)四个生物炭水平。研究了施用生物炭对于我国南方两种不同土壤(黄棕壤和灰潮土)不同形态钾素含量变化差异及理化性质差异的影响。结果表明:按土壤质量施加1%、2%和3%的生物炭均能提高两种土壤各有效态钾含量水平,并且在此范围内有效态钾含量有随生物炭用量的增加而增加的趋势。但是不同土壤有效态钾增加量有所不同,黄棕壤有效态钾增加量要高于灰潮土。分析认为供试土壤有效钾含量增加的主要原因是生物炭中所含有的钾素直接带入以及生物炭施入后引起土壤理化性质、解钾菌数量等的变化,间接提高了一部分土壤吸附固定态钾的有效性。     

秸秆及其生物炭对土壤碳库管理指数及有机碳矿化的影响

以河南省粮食主产区壤质潮土和砂土为研究对象,通过盆栽试验和室内恒温培养试验,研究了生物炭与不同腐殖化程度的传统有机物料(秸秆和腐熟鸡粪)单施及配施对壤质潮土和砂土有机碳储量、活性及碳库管理指数的影响,并进一步比较了小麦秸秆直接还田和制炭还田对土壤有机碳矿化的影响,以及生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用。结果表明:相同添加量下,生物炭对土壤有机碳含量的提升效果优于秸秆和腐熟鸡粪,在壤质潮土和砂土上分别较对照提升了63.15%和115.62%。另外,生物炭显著增加了土壤稳态碳含量和土壤碳库指数(CPI),但降低了土壤碳素有效率(SC)和碳库活度指数(AI),对土壤易氧化有机碳(POXC)和碳库管理指数(CMPI)无显著影响,添加秸秆显著增加了2种土壤POXC含量、基础呼吸和CPMI。进一步通过室内恒温培养试验发现,秸秆可在培养前期(0～37天)大幅度提升2种类型土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,秸秆制炭还田对土壤有机碳矿化无显著影响。此外生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用受其施用量、外源活性有机碳输入和土壤类型的影响,高量生物炭(2%)对非秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较强的负激发效应,而低量生物炭(0.55%)对秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较明显的负激发效应。因此,从"固碳减排"角度考虑,秸秆制炭还田是更合理的利用方式,且应根据土壤施肥管理措施和土壤类型考虑生物炭的施用量,添加质量比为2%的生物炭可显著抑制土壤原有有机碳矿化,降低CO_2排放,但应避开秸秆快速腐解期施用。     

施用生物炭对云南烟区典型土壤养分淋失的影响

土壤养分尤其是氮、钾的淋失是制约云南烟叶生产可持续发展的重要因素之一。近些年来的一些研究表明,生物炭在减少土壤养分淋失方面有着很好的应用效果。然而,关于生物炭在云南植烟土壤上的应用效果研究报道较少。本文基于土柱淋洗模拟试验,研究了添加生物炭对南方紫色土、赤红壤和黄棕壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,以期为生物炭的合理广泛应用提供理论依据。研究结果显示,添加生物炭后,紫色土、赤红壤和黄棕壤的硝态氮淋洗总量分别减少16%、14%和22%;紫色土、赤红壤的磷素淋洗总量分别减少41%和32%,黄棕壤磷素淋洗总量变化不明显;紫色土和黄棕壤的钾素淋洗总量分别增加19%和23%,赤红壤的钾素淋洗总量变化不明显。研究表明,施用生物炭是控制云南植烟土壤氮磷淋失的有效措施。     

生物炭对滨海盐渍土理化性质及玉米幼苗抗氧化系统的影响

以黄河三角洲典型盐化潮土为供试土壤,设置12.5,25.0,50.0,100 g/kg 4个梯度生物炭添加量,通过盆栽试验研究不同添加量下生物炭对滨海盐渍土理化性质及玉米幼苗抗氧化系统的影响。结果表明:(1)与对照相比,随着生物炭添加量的增加,盐渍土的电导率、速效磷、速效钾、阳离子交换量及易氧化有机碳的含量呈现显著增加的趋势;不同生物炭添加量下,盐渍土的pH、碱解氮含量略有下降,但各添加量处理间差异不显著;而生物炭对盐渍土可交换态钠含量无显著影响。(2)添加适量生物炭(12.5,25.0,50.0 g/kg)可显著提高玉米幼苗叶片抗氧化酶活性和根系活力,并降低叶片超氧阴离子产生速率和过氧化氢含量,从而改善玉米幼苗的生理性状;然而,较高的生物炭添加量(100 g/kg)对幼苗抗氧化系统产生不良影响,造成植物体内活性氧的累积。因此,添加适量生物炭可以改善滨海盐渍土的理化性质,并在一定程度上有效改善盐胁迫下玉米幼苗的生理特性,但较高用量对作物抗氧化系统具有抑制作用。     

模拟酸雨条件下生物炭对污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响

通过土柱淋溶装置,研究模拟酸雨条件下生物炭不同施用量(0,1%,2%和5%)对复合污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响。结果表明,淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量均随生物炭施用量的增加而增加。生物炭施用不同程度地增加淋滤液中Cd、Cu和Zn的含量,相较于不施生物炭,1%,2%和5%生物炭施用量下Cd、Cu和Zn的累计淋失量分别提高28.3%~298.3%,25.3%~187.0%和27.5%~217.6%。不同处理间Pb的淋失总量无显著差异。生物炭的施用能使淋溶后土壤pH值提高0.03~0.09个单位,有效态Cd、Cu、Zn和Pb含量分别下降0.9%~6.5%,23.3%~30.6%,15.2%~24.2%和24.8%~31.8%。综合而言,酸雨作用下尽管生物炭能增加林地土壤中重金属的淋失量,但考虑到其淋失量远小于土壤中有效态重金属的减少量,生物炭仍可作为修复污染林地土壤的一种备选材料。     

添加生物炭对灌淤土土壤养分含量和氮素淋失的影响

灌淤土是宁夏引黄灌区的主要土种,当地大引大排的灌溉方式不仅造成土壤养分淋失,而且会引起水体污染。本文采用室内土柱模拟降雨淋滤方式,设置1500g灌淤土分别添加1%、2%、5%、10%生物炭4个处理,观测淋滤后土柱中的养分状况和淋溶液中氮素含量,以不加生物炭为对照,研究添加生物炭对土壤养分含量和氮素淋失的影响。结果表明:(1)添加生物炭后土壤pH、全盐以及全磷含量未发生变化,土壤中全氮、速效磷和速效钾含量随着生物炭添加量的增大而显著增加;(2)添加生物炭处理与对照相比均极显著降低了土壤淋溶液的硝态氮含量和淋溶损失量(P0.01),以2%生物炭添加处理效果最好,比对照减少了49%的淋溶损失。(3)铵态氮的淋失峰值随生物炭添加量的增大而延后,但仅添加生物炭10%的处理显著减少铵态氮的淋溶损失量(P0.05),比对照减少了18%,其它处理则显著增加了铵态氮的淋溶损失量(P0.05),这一效果是否与生物炭种类有关,还需进一步探讨。     

不同稻秆炭和竹炭施用水平对小青菜产量、品质以及土壤理化性质的影响

为探明不同添加水平的两种生物炭对小青菜产量、 品质及土壤理化性质的影响，为生物炭在蔬菜生产中的有效利用提供依据，开展田间种植试验，在配施氮肥情况下分别添加0、 5、 10、 20、 40 t/hm2 稻秆炭和竹炭，结果表明，高水平施加稻秆炭和竹炭（20 t/hm2、 40 t/hm2）均能显著降低菜地土壤容重，提高土壤pH、 有机碳、 全氮和速效钾含量，但对土壤有效磷和阳离子交换量未产生显著性影响；两种生物炭对小青菜增产均具有促进作用；当添加量为 40 t/hm2 时，稻秆炭和竹炭使小青菜维生素C 含量有所升高，总糖含量分别升高31.2% 和19.5%，硝酸盐含量分别降低15.0% 和16.4%，综合效果稻秆炭优于竹炭，而对小青菜粗纤维和蛋白质的作用不明显。施加生物炭有利于增加土壤孔隙度，提升土壤肥力，改善小青菜品质。生物炭可作为土壤改良剂施用于蔬菜，但具体施用量需根据生物炭和蔬菜种类来确定。     

大沽河流域农田土壤磷有效性及全磷淋失影响因素试验

以青岛市大沽河流域砂壤、河潮土、砂姜土3种农田土壤为研究对象,开展室内土柱试验,研究土壤pH、温度、含水率等理化性质与生物炭和氮肥配施对土壤有效磷(Olsen-P)和全磷(TP)淋失的影响,以期为提高农田土壤磷素有效性、减少全磷淋失提供参考依据。结果表明:3种土壤的pH在偏中性或弱碱性时磷素有效性最高,pH偏酸性时,土壤全磷淋失量较大;3种土壤不同土层中的Olsen-P含量随含水率的增加表现为不同的变化规律;3种土壤的磷素有效性均随温度的升高逐渐增大,全磷淋失量随温度的升高逐渐降低;生物炭和氮肥配施(T1~T7)处理下均能够有效提高土壤磷素有效性,作用效果依次为生物炭和氮肥联合施加>单加生物炭>单加氮肥,当氮肥和生物炭比例为2:1时,土壤磷素有效性最高。生物炭与氮肥联合施加对土壤全磷淋失的抑制效果优于单独施加生物炭,氮肥对全磷淋失的抑制效果不明显。     

生物炭对土壤钾素生物有效性影响的研究进展

土壤缺钾已成为影响作物产量和品质,限制我国农业可持续发展的重要因素之一,亟待深入开展如何提高土壤钾素生物有效性的相关研究。本文收集整理了近年来研究者比较感兴趣的生物炭对土壤肥力,特别是对土壤钾素生物有效性影响的相关资料,从生物炭影响土壤温度、水分、p H值、阳离子交换量、微生物生物量与活性、作物根系生长与活动等方面论述了生物炭影响土壤钾素生物有效性的可能机理,并提出了今后需要深入研究的方面。     

生物质炭对旱作农田土壤持水特性的影响

为确定添加生物质炭对旱作农田土壤持水特性的影响,在隆中黄土高原典型旱作农田区设置相关定位试验,对不同生物质炭输入水平的土壤容重、土壤孔隙度、土壤水分常数及土壤水分特征曲线进行测定。结果表明,生物质炭的添加能够减小土壤容重,增加土壤孔隙度。随着生物质炭输入水平的增加,土壤容重的减小及土壤孔隙度的增加幅度加大。生物质炭达到50t/hm~2时土壤结构变化最为明显,0—5,5—10,10—30cm土层中土壤容重相比对照分别减小7.01%,9.91%,16.60%,土壤毛管孔隙度分别增加19.47%,21.02%,29.94%;并且生物质炭的施入可以增加土壤饱和含水量、土壤田间持水量、土壤有效水分含量。随着生物质炭输入水平的不断加大,各水分常数呈现出上升趋势,但当生物质炭输入水平达到40t/hm~2后涨幅空间开始减小。说明生物质炭的添加能够提高旱作农田的持水性能,但输入水平达到40t/hm~2后,土壤持水性能趋于稳定。     

生物炭对沙质土水分蒸发和导水率的影响

Biochar, as a kind of soil amendment, has important effects on soil water retention. In this research, 4 different kinds of biochars were used to investigate the influences of biochar addition on hydraulic properties and water evaporation in a sandy soil from Hebei Province, China. Biochar had strong absorption ability in the sandy soil. The ratio of water content in the biochar to that in the sandy soil was less than the corresponding ratio of porosity. Because of the different hydraulic properties between the sandy soil and the biochar, the saturated hydraulic conductivity of the sandy soil gradually decreased with the increasing biochar addition. The biochar with larger pore volume and average pore diameter had better water retention. More water was retained in the sandy soils when the biochar was added in a single layer, but not when the biochar was uniformly mixed with soil. Particle size of the added biochar had a significant influence on the hydraulic properties of the mixture of sand and biochar. Grinding the biochar into powder destroyed the pore structure, which simultaneously reduced the water absorption ability and hydraulic conductivity of the biochar. For this reason, adding biochar powder to the sandy soil would not decrease the water evaporation loss of the soil itself.     

微塑料输入与秸秆添加对潮土和黄棕壤氮淋溶的影响

为探究微塑料输入与秸秆添加对农田土壤氮淋溶的影响，以潮土和黄棕壤为研究对象，每种土壤各设置8个处理，包括对照（CK）、低量微塑料（PE1）、中量微塑料（PE2）、高量微塑料（PE3）、秸秆（S）、秸秆+低量微塑料（S+PE1）、秸秆+中量微塑料（S+PE2）、秸秆+高量微塑料（S+PE3），研究了添加秸秆与不添加秸秆条件下，不同微塑料输入量对土壤氮淋溶的影响。结果表明，仅添加微塑料条件下，与对照（CK）相比，潮土PE1、PE2、PE3处理总氮（TN）淋溶量均无显著差异，黄棕壤仅PE1处理显著增加了TN淋溶量。在添加秸秆（S）处理中，与对照（CK）相比，潮土添加秸秆后显著降低了硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）、TN淋溶量，分别降低了31.15%、13.45%、15.26%，黄棕壤添加秸秆后显著增加了TN淋溶量，增加了22.56%。添加秸秆处理相较于不添加秸秆处理，潮土各浓度微塑料输入下NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN的累计淋溶量呈降低趋势，而黄棕壤低量微塑料输入降低了TN淋溶量，高量微塑料输入增加了TN淋溶量。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析表明，在潮土中添加秸秆主要通过影响淋溶液pH和NO₃^--N淋溶量影响氮素淋溶，微塑料添加量对氮淋溶无显著影响；在黄棕壤中添加秸秆主要通过影响淋溶液NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶，微塑料添加量主要通过影响淋溶液NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶。研究结果可为农田土壤微塑料污染风险的管控及减少土壤氮素的淋失提供依据。     

利用稻壳炭提高复合肥料在土壤中的磷素有效性

[目的]研究稻壳炭添加对复合肥料在土壤中磷素有效性的影响,旨在为养分高效、环境友好型复合肥料的开发提供科学依据.[方法]以磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、硝酸磷肥(NP)和聚磷酸铵(APP)为磷源,设置0、5％、10％3个稻壳生物炭加入量,与尿素、氯化钾、石粉以及其他辅料制作N-P2O5-K2O比例为15-10...     

运用生物法对褐土和潮土不同土层供钾能力的研究

运用玉米苗对褐土、潮土不同层次土壤进行了钾素生物耗竭试验 ,发现 :当土壤有效钾素趋向匮乏时 ,首先受到影响的是玉米苗的干生物产量 ,其次是植株总吸钾量 ,再其次才是植株含钾量 ;矿物钾对植株吸钾是有贡献的 ,但其贡献率因土壤不同而有很大的差异 ,褐土矿物钾的贡献率比潮土的要大 ;交换性钾、非交换性钾的生物有效性因土类的不同而存在明显差异 ,总的说来 ,潮土较褐土能提供较多的钾素 ;土壤供钾性能随深度增大而减弱     

添加木质素和生物炭对土壤氮、磷养分及水分损失的影响

研究添加木质素和生物炭对土壤氮、磷养分及水分损失的影响,降低土壤改良剂使用成本,增加造纸黑液中木质素的利用途径,促进木质素在土壤改良中的应用。试验选取生物炭改良剂与木质素作为对比,通过土柱淋溶和静态吸收法,研究不同添加量(质量分数为0,1%,2%,4%)的木质素和生物炭对土壤氮磷养分、水分、脲酶活性以及pH的影响。土壤中添加木质素和生物炭均能减缓pH变化程度;抑制土壤脲酶的活性,且在添加氮肥后的1～20天抑制效果明显,其抑制效果与添加量呈正相关。添加量为1%,2%,4%的木质素和生物炭与对照组相比,铵态氮挥发量分别显著减少8.29%,14.29%,14.86%和3.79%,11.65%,15.26%;全氮淋溶量分别显著减少32.37%,37.70%,42.49%和25.43%,30.70%,39.54%;全磷淋溶量分别显著减少23.68%,40.48%,48.12%和6.97%,22.88%,35.30%;水分淋溶量分别显著减少7.71%,15.82%,9.29%和9.91%,15.00%,16.06%。在本试验中,木质素、生物炭质量分数分别为2%和4%时对降低土壤氮、磷养分和水分损失的效果最佳。因此,可以说明木质素和生物炭在水肥保持上的效果相近,在一定程度上可以替代生物炭改良剂在土壤中的应用。     

马铃薯淀粉渣对土壤保肥特性及玉米幼苗生长的影响

[目的]探究马铃薯淀粉渣对土壤保肥特性及玉米幼苗生长的影响,为马铃薯淀粉渣的利用提供依据。[方法]采用室内人工气候箱模拟自然环境和用淋洗管模拟田间淋洗的方法,测定沙壤土中施入0,1.00,5.00,10.00,20.00,30.00g/kg的马铃薯淀粉渣对土壤容重、土壤总孔隙度、土壤含水量;土壤淋洗出的硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量及玉米幼苗株高、茎粗和干鲜重等指标。[结果]马铃薯淀粉渣施用量为30g/kg时,土壤容重降幅达7.24%,土壤总孔隙度、土壤含水量升幅分别为10.15%,21.25%;土壤淋洗出的硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量降幅分别为97.13%,91.03%,63.85%和66.4%;玉米幼苗株高较对照降低8.90%,茎粗较对照增加25.53%,幼苗的干、鲜重分别比对照提高13.47%,15.79%。[结论]马铃薯淀粉渣施用量为30.00g/kg时,改善了土壤理化性状,增强了保肥能力,明显促进玉米幼苗干物质的积累。