生物炭对酸化茶园土壤性状和细菌群落结构的影响

  【目的】   生物炭作为一种高效、绿色、多功能的土壤调理剂受到了广泛关注，但生物炭对酸化茶园土壤改良的长期效应还缺乏了解。研究施用生物炭5年后对茶园土壤性状和细菌群落结构的影响，为生物炭在酸化土壤改良上的合理应用提供科学依据。   【方法】   茶园生物炭田间试验在福建安溪县进行，茶园种植年限超过7年，茶树品种为铁观音，土壤为黄壤 。试验设生物炭施用量0、2.5、5、10、20和40 t/hm2共6个水平，一次施入土壤，5年后调查了茶园土壤pH、电导率 (EC)、可溶性有机碳含量、细菌群落结构变化及它们间的相关关系。   【结果】   施用生物炭5年后，茶园土壤pH提高了0.16～1.11个单位，可溶性有机碳含量提高了52.6%～92.3%，EC值降低了1.85%～47.77%，其中施用10～40 t/hm2生物炭处理的pH值均显著高于0～5 t/hm2处理。施用生物炭5年对土壤性质的改变，进一步影响了细菌群落结构，细菌群落Chao指数、ACE指数表现为随生物炭施用量增加而增加得趋势，Shannon指数呈现先增加后降低的趋势。施用生物炭促进了适宜酸中性或弱碱性环境的节杆菌属、硝化螺旋菌属、黄色杆菌科细菌相对丰度的增加，降低了嗜酸性细菌如酸杆菌属细菌的相对丰度。细菌群落结构与环境因子的关联分析表明，施用0～10 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受pH、EC环境因子的影响较大；施用20～40 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受土壤可溶性有机碳等环境因子的影响较大；其中硝化螺旋菌属、α-变形菌门、酸杆菌属、康奈斯氏杆菌属等的相对丰度与土壤pH、EC值间具有显著相关性。   【结论】   在酸化茶园施用生物炭5年后，土壤pH、EC和可溶性有机碳含量发生了显著变化，增加了细菌群落多样性指数，且适宜酸中性或弱碱性环境的细菌丰度增加，嗜酸性细菌丰度降低；其中施用0～10 t/hm2生物炭的处理土壤pH、EC是显著影响细菌群落结构的环境因子，施用20～40 t/hm2生物炭的处理土壤可溶性有机碳含量是显著影响细菌群落结构的环境因子。     

生物炭修复重金属污染农田土壤的机制及应用研究进展

将生物质转化为生物炭并用于重金属污染农田土壤修复中,是有效利用生物质资源、保障粮食安全的有效途径之一。然而,生物炭的应用效率受其特性和土壤环境影响极大。该研究综述了生物炭特性,并探讨了生物质和热解温度对其影响规律,阐明了生物炭对重金属的直接固定作用,以及通过影响土壤p H值、阳离子交换量(Cation Exchange Capacity,CEC)、矿物组分和有机质等,进而间接固定重金属的作用机制。同时,该文系统总结了国内外生物炭在田间试验中的应用,从土壤重金属迁移性和生物有效性、作物累积重金属和作物产量等3个方面阐明了生物炭的应用效果和作用规律。针对田间试验条件区别于室内试验的特殊性,探讨了生物炭施撒方式及用量、施肥等田间管理和气候环境等现场条件对生物炭应用的影响,并对今后完善生物炭在土壤修复中作用机制、扩大研究尺度和长期土壤监测等方面研究进行了展望。     

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。     

酸化棕壤施用生物炭对油菜生长及土壤性状的影响

  目的  探明不同原材料、炭化温度生物炭对酸化棕壤的改良效果,明确生物炭对油菜生长和土壤有机碳矿化的影响,获得可用于酸化棕壤改良的高效材料。  方法  以胶东半岛酸化棕壤为研究对象,选用果树枝、花生壳、牛粪3种有机物料在不同炭化温度（300 ℃、450 ℃和600 ℃）下制备生物炭,采用盆栽试验与培养试验相结合方法,研究施加不同种类生物炭对酸化棕壤的改良、油菜生长以及土壤有机碳矿化的影响。  结果  生物炭施用显著提高了土壤pH值（8.10% ~ 40.99%）,降低了交换性酸（61.57% ~ 88.43%）、交换性铝（42.71% ~ 85.83%）和交换性氢（78.03% ~ 94.02%）含量,降低了油菜叶片的丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（GSH）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性,促进油菜生长,油菜株高、叶面积和产量分别提高了18.09% ~ 44.61%、7.87% ~ 77.13%和37.50% ~ 159.68%。生物炭施用降低了土壤有机碳累积矿化率,提高了矿物结合有机碳所占比例,炭化温度450 ℃和600 ℃生物炭对土壤有机碳累积矿化率的降低作用大于300 ℃生物炭的降低作用。  结论  果树枝生物炭和牛粪生物炭对油菜土壤酸度的缓解作用和有机碳矿化作用要强于花生壳生物炭,且受到炭化温度的影响,450 ℃和600 ℃生物炭强于300 ℃生物炭。总体来看,以450 ℃牛粪生物炭对酸化棕壤的改良效果最佳,促进了土壤有机碳矿化。     

生物炭还田对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

为探索不同来源的生物炭及其还田方式对连作植烟土壤的改良效果,以四川盐源红壤为研究对象,通过田间试验研究了不同生物炭类型(玉米秸秆生物炭YM、油菜秸秆生物炭YC)配合不同还田方式(条施、穴施、条施+穴施)下,土壤有机碳组分和土壤酶活性在烤烟不同生育期的变化特征。结果表明,生物炭类型和还田方式显著改变了土壤总有机碳(TOC)含量,与CK(不添加生物炭)相比,生物炭处理的土壤TOC含量增加了6.9%~39.7%,其中油菜生物炭穴施还田的效果最佳。生物炭提高了土壤活性有机碳库和颗粒态有机碳含量,其中油菜生物炭处理的活性有机碳平均含量显著高于玉米生物炭,颗粒态有机碳含量则相反;与CK相比,玉米生物炭和油菜生物炭穴施还田提高了土壤可溶性有机碳含量,分别显著增加了25.3%~36.4%和33.3%~51.3%;油菜生物炭穴施还田的烤烟旺长期土壤微生物量碳、易氧化有机碳和颗粒态有机碳含量最高,较CK分别增加了34.6%、28.9%和38.3%。土壤蔗糖酶、蛋白酶活性总体受生物炭类型和还田方式的显著影响,与CK相比,油菜生物炭穴施还田的土壤蔗糖酶活性显著提高了24.1%~30.6%;玉米生物炭对烤烟现蕾期和成熟期土壤脲酶、蛋白酶活性提升效果总体优于油菜生物炭。综上,生物炭还田总体增加了植烟土壤有机碳库含量和酶活性,其中油菜生物炭穴施还田方式对土壤活性有机碳库、蔗糖酶活性的提升效果较佳。本研究结果为植烟土壤保育技术和生物炭在烟草生产的应用提供了科学依据和指导实践。     

生物炭对有机无机污染物的修复作用与机理研究进展

生物炭作为高温热解下富碳、多孔的特殊结构和功能有机资源,在结构修复、吸附改良、水分持留、肥料缓释及土壤固碳减排等方面具有非常重要的作用。作为一种新型有机无机物的修复材料,生物炭由于其炭源材料、热解温度及速率各异而体现出系列吸附特征。综述了不同碳源材料置于各种缺氧热解制备条件下生成的各类生物炭对有机无机物料的吸附作用及其吸附解析机理,在此基础上,对生物炭吸附能力的科学表达形式及其应用前景进行了展望。     

生物炭对不同酸化水平稻田土壤性质和重金属Cu、Cd有效性影响

针对南方稻田土壤酸化严重,导致养分流失有毒重金属活化,严重影响稻米质量安全的重大现实问题。以水稻秸秆和谷壳等农业废弃物为原料制备生物炭(分别记为RSC和RHC),研究不同原料生物炭对酸化土壤改良及其对重金属有效性的影响。设置3个生物炭用量(0,20,50 g/kg,分别记为CK、C1、C2),4种土壤酸化水平(pH 4.01,4.25,4.33,4.58,分别记为L1、L2、L3、L4),生物炭与重金属污染土壤共同培养60天后测定土壤pH、全氮、有机质、有效磷、速效钾和有效态Cu、Cd含量。结果表明:RSC对酸化土壤pH的改良效果明显优于RHC,且施炭量越高提高幅度越大,RSC的C2处理使4种酸度水平的土壤pH分别提高了0.68,0.97,1.29,1.71个单位。2种生物炭均能提高土壤的全氮、有效磷、速效钾和有机质含量,其中各施炭处理有机质显著提高,尤以速效钾的增幅最为显著,RSC对4种养分的提高均优于RHC。RHC对土壤有效态Cu含量无显著影响;RSC的C2较C1处理更能降低土壤中有效态Cu含量,使4种酸度水平的土壤分别降低了13.62%,6.57%,4.36%,7.88%。RHC处理的L3、L4土壤中有效态Cd含量显著降低,最大分别降低了13.79%,19.23%。RSC使4种酸度土壤有效态Cd含量最大分别降低了20.00%,25.81%,20.69%,19.23%。相关分析表明,土壤pH与有效态重金属含量呈显著负相关关系。水稻秸秆炭用于改良酸化土壤、降低重金属Cu和Cd有效性的效果更佳,且降低污染土壤中Cd的有效性较Cu好;生物炭对酸化程度越低的土壤pH和有效磷含量的提高以及有效态Cd含量的降低效果较好,而有效态Cu含量的降低效果则在酸化程度越高的土壤中表现更佳;土壤pH是生物炭调控重金属Cu、Cd有效性的主要影响因素。     

不同改性生物炭及施用量对风沙土土壤团聚体及牧草产量的影响

为了探究不同改性生物炭及施用量对风沙土土壤结构、养分含量及牧草产量的影响，以 20% FeCl 3改性生物炭与 6%壳聚糖改性生物炭为供试材料，以未施加改性生物炭处理为对照 CK 0，分别设置0.75、1.5、2.25 t·hm -23个施用量梯度，研究其对土壤中团聚体含量、稳定性，有机碳含量，牧草产量的影响。结果表明，大于0.25 mm的机械稳定性团聚体含量、大于 0.25 mm的水稳定性团聚体含量、平均质量直径、有机碳含量、高羊茅生物量及干物质量均随着两种改性生物炭施用量的增大而增大，并在施用量为 2.25 t·hm -2时达到其最大值。团聚体破坏率与土壤不稳定团粒指数值随着生物炭施用量的增加呈现先减小后增大的趋势，当施用量为 1.5 t·hm -2时土壤团聚体最稳定。改性生物炭具有改良风沙土土壤团聚体结构、增加有机碳含量的作用。通过对比各处理牧草产量及土壤中团聚体含量、结构等指标，建议在风沙土中施加 1.5 t·hm -2的壳聚糖改性生物炭。     

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。     

生物有机类复合调理剂在设施叶菜障碍土壤上的应用效果

针对设施叶菜土壤次生盐渍化和酸化严重,研制生物有机类复合调理剂,并从改良土壤综合性状方面探明其改良机制,为研制生物有机类复合调理剂及其在设施障碍土壤中的应用提供技术支撑和科学依据。以植物源有机肥、生物炭和耐酸耐盐功能微生物为原料研制生物有机类复合调理剂1和调理剂2,市场购买生物有机类调理剂3,并以化肥处理为常规对照,在苏南苋菜和鸡毛菜大棚中进行小区试验。调理剂1和调理剂2降低了土壤铵态氮和硝态氮含量,降低了电导率7.2%～12.9%,并显著增加了产量11.7%～24.5%。调理剂3增加了土壤有效磷和速效钾含量,显著增加电导率9.8%～20.8%,降低了土壤pH值,增加1.8%苋菜产量,但减少3.0%鸡毛菜产量。土壤生物学性状方面,调理剂1和调理剂2能显著增加土壤酶活性和有益微生物数量及微生物活性和多样性,并增加7.8%～30.2%土壤细菌数量,减少8.0%～45.2%土壤真菌数量。调理剂3则对土壤酶活性和微生物数量影响不显著,但降低了微生物活性和多样性。统计分析显示,对于高养分酸化设施叶菜土壤,高生物活性调理剂1和调理剂2主要通过降低盐分含量和改善土壤生物学性状有效缓解连作障碍,进而达到增产。在盐渍化和养分过度积累的设施障碍土壤中,应施用养分适宜、生物活性高的有机类土壤调理剂。     

土壤属性和作物生长对生物炭施用的响应和反馈研究进展

生物炭作为一种土壤改良剂,近年来在提升土壤质量和作物产量方面效应良好。在全面梳理生物炭施用效果方面的最新研究基础上,总结了土壤理化性质、作物生长和产量对生物炭施用的响应和反馈规律。结果表明:(1)生物炭的来源、是否酸化、施用年限及施用量决定了施用后的土壤属性及作物产量变化幅度。一般来说,施用量增加、土壤容重降低,土壤孔隙度增加、土壤水力性质及入渗性能改善,土壤温度也增加。(2)由于土壤物理性质改变,施用生物炭最终降低了土壤表层的盐分表聚。生物炭对土壤pH的调节效果取决于两者pH的差异。此外,随着生物炭施用量增加,有机质含量呈线性增加趋势,而有效氮、有效钾和有效磷呈先增加后减小的趋势。(3)适宜施用生物炭使作物长势更好、产量更高;而过高的施量既不经济、增加成本,又对作物产量提升无益,适宜生物炭施用量为10~40 t/hm²。(4)总体上,虽然土壤属性和作物生长对生物炭施用的响应和反馈因试验条件、土壤质地和作物类型、气候条件差异而表现出响应幅度不同,但大部分结果证实,土壤属性和作物生长对生物炭施用具有正面响应。今后在生物炭施用的科学认识和生产实践中需因地制宜制定施用策略。     

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。     

生物炭添加对酸化土壤中小白菜氮素利用的影响

针对菜地土壤酸化趋势显著、氮肥利用率低下等突出问题,以小白菜为供试作物,设置了前3季连续施用化肥氮及后2季不施化肥氮的5季盆栽试验,研究生物炭添加对酸化土壤上连续多季种植小白菜的产量、氮肥利用率以及土壤供氮能力的影响。结果表明:在连续添加化肥氮的条件下,生物炭添加显著增加了小白菜的产量及氮素累积量,有效降低了土壤速效氮含量,并提高了土壤速效氮中NO3--N含量比例,缓解了土壤酸化趋势,降低了小白菜中硝酸盐含量,增加了氨基酸含量,提高了氮肥利用率;在停止施用化肥后,生物炭添加处理仍能保持较高的土壤速效氮含量,提高土壤固持氮素的有效性,促进植株对氮素的吸收利用,从而使产量维持在施氮条件下的高水平。研究表明生物炭添加对土壤氮素具有"削峰填谷"的调节功能,能够有效促进氮素的吸收转化,从而有利于维持高产。     

生物质炭和有机肥配施对水稻土溶解性有机质光谱学特征的影响

为探究生物质炭对水稻土壤溶解性有机质（DOM）的影响及其与有机肥配施的协同效应,通过5年连续定位试验,探讨了生物质炭施用5年后不同施肥处理：对照(CK)、生物质炭 (BC)、化肥(F)、生物质炭+化肥(F+BC)、化肥+有机肥（25%氮替代, MF）和化肥+生物质炭+有机肥（25%氮替代, MF+BC）对水稻产量和土壤pH、全氮、有效磷、速效钾、有机碳、易氧化有机碳（ROC）及溶解性有机碳的影响。采用紫外-可见光谱、荧光光谱结合平行因子分析方法对土壤中DOM的光谱特征和荧光组分进行表征,分析了DOM的紫外光吸收系数和紫外光斜率系数以及荧光指数、腐殖化指数、生物指数和富里酸、色氨酸、胡敏酸相对含量。结果表明：施用生物质炭和有机肥均能有效提高水稻产量,缓解土壤酸化,并且MF+BC处理水稻产量和土壤有效磷含量最高。水稻产量与DOM生物可利用性、芳香化程度、腐殖化程度、色氨酸组分含量和亲水性呈显著正相关(P＜0.05)。提高DOM生物可利用性和腐殖化程度均表现为有机肥大于生物质炭。生物质炭显著增加DOM富里酸和色氨酸组分含量,并且促进了水稻土中ROC向难氧化有机碳转化;而有机肥有效增加DOM富里酸、色氨酸、胡敏酸和ROC含量。生物质炭和有机肥协同配施对提升水稻产量及增加ROC、DOM富里酸和色氨酸含量、芳香化程度、腐殖化程度和生物可利用性方面具有交互作用。综上所述,在本研究条件下生物质炭配施有机肥在水稻增产和水稻土有机碳及DOM组分功能多样性提升方面具有长期效应。     

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。     

施用生物炭对红壤富硒区硒生物有效性的影响

研究生物炭调理措施对红壤区富硒土壤硒形态及硒生物有效性的影响,为富硒土壤硒活化及硒资源高效利用提供理论依据。通过盆栽试验,连续开展三批玉米苗期研究,设置3 个生物炭添加水平:土壤质量0.5%(T1)、1.0%(T2)和1.5%(T3),以不添加生物炭处理为对照(CK),分析生物炭添加对土壤硒形态及玉米硒素营养的影响。结果表明:施用生物炭后,T1、T2 和T3 的可溶态硒分别平均提高0.46、0.42 和0.43 个百分点;可交换态硒分别平均提高0.61、1.66 和1.50 个百分点;降低了铁锰氧化物结合态硒的比例;有机结合态硒比例先降低后逐渐提高,残渣态硒比例则先提高后逐渐降低。玉米根系硒含量与土壤可溶态、可交换态及有效硒含量均呈显著线性正相关,玉米茎叶硒含量与土壤各硒形态之间的相关性不显著。施用生物炭能提高玉米植株体内的硒累积量,T1、T2 和T3 处理玉米植株平均硒累积量分别比CK 提高9.46%、31.00% 和21.22%。可见,在红壤上施用生物炭能有效提高土壤硒的生物有效性并促进硒在植物体内的累积,其中以添加土壤质量 1.0% 的生物炭效果最好。     

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。     

生物炭基肥对酸化茶园土壤养分及茶叶产质量的影响

针对多年生茶园土壤酸化严重、养分失衡、茶叶产质量下降等问题,以七年生酸化茶园为研究对象,设置不施肥（CK）、常规化肥（F）、生物炭（B）、低量生物炭基肥（BF1）、中量生物炭基肥（BF2）和高量生物炭基肥（BF3）6个处理,通过大田试验探究生物炭基肥对酸化茶园土壤肥力性状、茶树养分吸收以及茶叶产质量的影响,揭示生物炭基肥对茶叶的增产提质机理。结果表明:与CK相比,BF1 ~ BF3处理显著提高酸化茶园土壤pH以及铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量,且随炭基肥施用量的增加而增大,改土效果明显优于B和F处理;BF1 ~ BF3处理的茶叶养分积累量、SPAD值、产质量以及水浸出物、咖啡碱、氨基酸含量均显著高于CK处理,茶叶酚氨比显著低于CK处理,但与B和F处理的差异不显著;灰色关联分析表明茶叶产质量与土壤pH、铵态氮、速效钾、交换性镁和速效磷以及茶叶SPAD值、氮和镁积累量等因子关联密切,是影响茶叶产质量的主要因子。表明施用生物炭基肥可显著减缓酸化茶园土壤酸性,提高土壤养分有效性,促进茶树对氮、钾和镁的吸收,增强茶树光合作用从而显著提高茶叶的产质量,且以施用2590 kg hm?2生物炭基肥处理的效果较优。     

作物残体与其生物炭配施对土壤有机碳及其自身矿化率的提升

【目的】本研究通过探讨小麦和玉米残体与其生物炭配施对土壤各组分有机碳及其自身有机碳矿化的影响,揭示其在土壤固碳和培肥方面的效应,为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。【方法】采用室内恒温培养试验,共设置小麦或玉米残体(根茬、秸秆)和秸秆制成的生物炭单施(WS、WR、WB、MS、MR、MB),配施(WS+WB、WR+WB、MS+MB、MR+MB)以及对照(CK)构成的11个处理,培养期间测定土壤CO2释放量,培养结束后测定土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)以及粗细颗粒有机碳含量(CPOC、FPOC)。【结果】添加玉米有机物料对土壤TOC、MBC、POC、CPOC和FPOC含量的增加作用普遍高于添加小麦有机物料。添加小麦或玉米秸秆对土壤TOC、POC、CPOC、FPOC含量的增加作用均高于添加根茬。单独添加生物炭,作物残体与生物炭配施和单独添加作物残体处理分别在培养的第4、8、21 d有机碳矿化速率最大,为有机碳矿化快速期,之后矿化速率减缓并逐渐趋于稳定。单独添加作物残体其有机碳累积矿化率最大,达到30%~46%;与对照相比,添加有机物料的各处理均显著增加了土壤TOC含量,其中添加生物炭处理土壤TOC含量增幅最大;单独添加小麦和玉米生物炭处理,土壤TOC含量分别显著增加34.4%和36.5%,但其有机碳累积矿化率仅为3%左右,土壤FPOC含量及敏感性指数在单独添加生物炭处理最高;小麦和玉米残体与其生物炭配施处理,土壤MBC和CPOC含量分别显著增加80.2%~199.2%,且其有机碳累积矿化率为12%~19%,介于生物炭和残体单施之间,土壤CPOC含量及敏感性指数均表现为配施处理最高。【结论】单独添加作物残体能够较好地补充土壤养分,但CO2释放量显著高于单施生物炭及配施处理;单独添加生物炭其有机碳累积矿化率较低,短期内对土壤养分的补充作用较小。作物残体与其生物炭配施可以较好地克服各自单独施用的弊端,尤其是玉米秸秆与其生物炭配施,在保证作物养分供应的同时能增加土壤碳库储量,对土壤肥力提升效果更好。     

生物炭在盐碱地改良中的应用进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,盐碱地治理与农业利用在保障口粮绝对安全、保持现有耕地稳定、坚守粮食基本自给的安全底线等方面具有重要作用。环境友好型土壤改良剂—生物炭在促进农业可持续发展方面前景巨大。然而,现有研究多关注于生物炭在中性和酸性土壤中的改良作用,缺乏其对盐碱地改良的深入研究和系统总结。通过综合分析国内外生物炭在盐碱土壤物理性质、化学性质、养分利用和微生物方面的研究进展,总结了生物炭在盐碱地改良中的可能机制,并对生物炭在盐碱地的应用前景进行了展望,以期为盐碱地生态治理提供参考。