生物炭对不同土壤化学性质、小麦和糜子产量的影响

以小麦和糜子为供试作物,利用室外盆栽试验,研究了不同添加量生物炭与矿质肥配施对两种不同土壤化学性质及小麦和糜子产量的影响。生物炭当季用量设5个水平：B0 (0 t/hm2)、B5 (5 t/hm2)、B10 (10 t/hm2)、B15 (15 t/hm2)和B20 (20 t/hm2),氮磷钾肥均作基肥施用。结果表明：1.与对照相比,施用生物炭可以显著增加新积土糜子季土壤pH值,其他处理随生物炭用量的增加虽有增加趋势但差异不显著;显著增加新积土土壤阳离子交换量,增幅为1.5 %—58.2 %;显著增加两种土壤有机碳含量,增幅为31.1 %—272.2 %;2.两种土壤的矿质态氮含量、新积土土壤有效磷和速效钾含量随生物炭用量的增加而显著提高,氮磷钾增幅分别为6.0 %—112.8 %、3.8 %—38.5 %和6.1 %—47.2 %;3.生物炭可显著提高塿土上作物氮吸收量,而作物磷、钾吸收量虽有增加,但差异不显著。生物炭对小麦和糜子的增产效应尚不稳定,在试验最高用量时甚至产生轻微抑制作用。总之,施用生物炭在一定程度上可以改善土壤化学性质,提高土壤有效养分含量,但生物炭对土壤和作物的影响与土壤、作物类型及土壤肥力密切相关。     

苏北沿海滩涂海滨锦葵盐肥耦合效应研究

在苏北沿海滩涂采用正交试验设计进行田间试验,研究了不同土壤盐分下海滨锦葵盐肥耦合效应.结果表明:(1)土壤盐分含量在3 ～4 g/kg时与1～2 g/kg相比,海滨锦葵生物产量差异不显著.盐分含量在5～7 g/kg时,生物产量显著下降.(2)在沿海滩涂上施用N、P肥可显著提高海滨锦葵生物产量,株高、茎秆直径及籽粒产量都显著提高.(3)盐分含量、氮肥、磷肥均能显著影响海滨锦葵籽粒产量,主要因素是土壤盐分含量,氮肥和磷肥次之.影响海滨锦葵籽粒产量的优化组合是土壤盐分1 ～2 g/kg、氮肥用量150 kg/hm2、磷肥用量30 kg/hm2.     

连续4年施用生物炭对土壤细菌多样性及其群落结构的影响

为了研究生物炭对于植烟土壤改良的长期影响,通过连续4年的田间试验,设置4个试验处理:不施生物炭和化肥的休耕处理(FL)、施用化肥(CK)、化肥+1.5 t·hm~(-2)生物炭(B1.5)和化肥+15 t·hm~(-2)生物炭(B15)。研究了生物炭对土壤理化性质、细菌多样性及群落结构特征的影响,并分析了影响细菌群落特征的土壤因子。结果表明,同不施炭处理相比,施用生物炭可以显著提高土壤含水率、速效钾、碳氮比和有机质含量(P0.05),显著降低土壤容重(P0.05)。施用生物炭显著提高土壤团聚体稳定性,施炭处理的土壤团聚体平均质量直径(MWD)和机械稳定性团聚体(DR_(0.25))含量均显著高于不施炭处理(P0.05)。生物炭显著增加土壤细菌丰富度(P0.05),同时显著改变细菌群落结构。土壤容重、速效钾和团聚体指标是细菌群落结构变异的主导性因子。综上,生物炭施用4 a后对土壤理化特性有显著的影响,其中某些关键土壤因子的改变驱动了土壤细菌群落的生态演替。     

生物炭对连作设施土壤酶活性及黄瓜根系性状的影响

以连作(15年)设施土壤为研究对象,以黄瓜为供试作物,探讨不同生物炭用量(0,20,40t·hm-2)对土壤理化性质、酶活性及黄瓜根系性状的影响。结果表明,施用生物炭土壤脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性显著升高,BC2处理(40t·hm-2)效果好于BC1处理(20t·hm-2)。与对照处理(CK)相比,BC1和BC2处理土壤脲酶活性分别提高15.7%和23.8%,酸性磷酸酶活性提高82.5%和99.2%,过氧化氢酶提高53.0%和74.6%,对土壤转化酶活性影响差异不显著。施用生物炭对设施土壤理化性质有显著影响。BC1和BC2处理土壤碱解氮含量和EC值分别降低14.8%、15.1%和14.2%、20.6%,差异显著;有效磷、速效钾、有机碳和pH值均提高。施用生物炭有利于黄瓜根系发育,BC1和BC2处理根系条数、总根长、总表面积和根系活力均高于CK。结果表明,黄瓜根系性状与部分土壤理化性质显著相关,尤其与土壤pH值、速效钾和有机碳含量关系密切。综合分析表明,施用生物炭有利于改良连作设施土壤,促进黄瓜根系发育。     

大田条件下生物炭对白浆土养分含量及玉米产量的影响

白浆土是黑龙江重要的耕地资源,改良白浆土对于保障国家粮食安全意义重大。本研究利用随机区组试验设计,在大田微区条件下进行试验,采用4个处理,即处理1(CK)、处理2、处理3、处理4,生物炭用量分别为0、50、100、150t/hm2,研究生物炭对白浆土pH值、土壤养分以及玉米产量的影响。结果表明,施用生物炭对白浆土的pH值、有机质、速效磷和钾、全N、P的含量影响达到极显著水平;对于碱解氮施用梯度为150t/hm2时,影响达到显著水平,全钾含量在施用梯度为100t/hm2时达到显著水平,玉米产量在生物炭施用梯度达100t/hm2时效果最佳。     

不同有机物料改良新围垦滩涂土壤的效果研究

采用生活污泥、牛粪和中药渣3种有机物料作为有机肥源改良新围垦滩涂土壤,对改良过程中黑麦草的生长及滩涂土壤理化性质的变化进行比较研究。结果表明:施用生活污泥、牛粪和中药渣均能改善新围垦滩涂土壤的理化性状,降低滩涂土壤pH及盐分含量,增加土壤有机质含量,改善滩涂土壤氮、磷养分的供应,且促进所种植物黑麦草的生长。在这一试验条件下,生活污泥用量75t·hm-2处理促进黑麦草生物量累积的效果最好;对黑麦草根系生长的促进效果由大到小依次为生活污泥、牛粪、中药渣。     

马铃薯不同种植模式下生物炭对土壤水分动态影响的研究

通过对马铃薯露地平种、起垄覆膜两种栽培模式下生物炭对土壤水分动态影响的研究,通过测定耕层土壤田间持水量、土壤容重及毛管孔隙度、土壤贮水量及耗水量、产量等指标,明确不同栽培模式下使用生物炭对土壤水分含量的变化的影响。结果表明,不同栽培模式下,发现生物炭对马铃薯土壤物理性状及水分运移均有明显影响,随着生物炭使用量增加,土壤田间持水量均呈现递增趋势,土壤容重均呈现递减趋势,毛管孔隙度呈现递增趋势,耕层自然含水量都有小幅增加;起垄覆膜栽培模式条件下,生物炭蓄水能力优于露地平种栽培;露地平种栽培实现高产的最佳使用量为20 t/hm2,起垄覆膜栽培实现高产的最佳使用量为10 t/hm2。     

生物炭基肥与化肥配施对烤烟干物质及养分积累的影响

为烤烟生产上科学施肥提供科学依据,采用田间试验方法,以施用纯化肥为对照,研究化肥与生物炭基肥不同配施量(化肥+0.9t/hm~2、化肥+1.5t/hm~2和化肥+2.1t/hm~2)对烤烟干物质积累及养分吸收的变化特征。结果表明:烤烟的干物质积累量及氮素、磷素和钾素吸收量随生物炭基肥用量的增加而增大,化肥+0.9t/hm~2、化肥+1.5t/hm~2和化肥+2.1t/hm~2处理,快速增长期干物质积累量较施用纯化肥处理分别提高43.91g/m~2、62.53g/m~2和94.25g/m~2,氮素吸收量较施用纯化肥处理分别提高0.38g/m~2、1.15g/m~2和1.15g/m~2,磷素吸收量较施用纯化肥处理分别提高0.02g/m~2、0.09g/m~2和0.11g/m~2,钾素吸收量较施用纯化肥处理分别提高0.14g/m~2、1.13g/m~2和1.14g/m~2;增施生物炭基肥各处理氮素和钾素快速增长期的持续时间较施用纯化肥处理缩短,磷素的快速增长持续时间则没有明显变化,干物质快速增长期的持续时间延长;增施生物炭基肥烤烟生物量和养分吸收水平提高,在豫中烟叶生产上的适宜用量为化肥+(1.5～2.1)t/hm~2。     

生物碳和施氮量对棉花生长及产量的影响

[目的]研究不同施氮量条件下,生物碳和棉花秸秆对棉花生长及产量的影响.[方法]棉花秸秆在450℃下厌氧热解制备成生物碳.设置等碳量(1.40、2.80 t/hm2)的两个生物碳施用量及与其对应的棉花秸秆用量,生物碳施用量为2.25、4.50 t/hm2(1/2BC、BC),棉花秸秆施用量为2.25、4.50 t/hm2(1/2ST、ST),同时以空白土壤为对照,并设三个氮肥用量(0、300、450 kg/hm2).[结果]施用生物碳和棉花秸秆均能显著促进棉花生长、提高棉花产量.不施氮肥条件下,ST和1/2BC处理的棉花干物质重、籽棉产量显著高于BC及1/2ST处理;在施氮肥300 kg/hm2条件下,ST处理的棉花干重、产量最高,1/2BC处理显著高于1/2ST处理;但施氮肥450 kg/hm2条件下,1/2BC及BC处理的棉花干重、产量显著高于1/2ST及ST处理,且随生物碳和秸秆施用量的增加干物质重、籽棉产量均显著增加.[结论]生物碳与氮肥合理配施,有助于促进棉花生长、提高产量.     

不同用量生物炭对甘薯农艺性状及产量的影响

以甘薯品种商薯19为试验材料,研究了小麦生物炭不同用量对甘薯蔓长、茎粗、LAI和产量的影响.结果表明:施用生物炭能够促进甘薯蔓长、茎粗的生长,提高LAI值,增加甘薯产量,其中以处理A4最佳,即施用小麦生物炭20t/hm2,甘薯产量可达58021.35kg/hm2.因此,在豫东地区种植甘薯,应根据土壤的特性、肥力、管理水平等合理施用小麦生物炭.     

不同量黄腐酸配施微生物菌肥对玉米生长、养分积累及苗期光合特征的影响

目的 研究不同量黄腐酸配施微生物菌肥对玉米生长的影响,筛选出最佳用量,为黄腐酸微生物菌肥替代部分化肥提供理论依据。方法 在温室中进行盆栽试验,采取单因素随机区组试验,共设6个施肥处理,测定玉米株高、茎粗、叶绿素值(SPAD)、干物质量、养分积累、苗期光合特征,分析不同用量黄腐酸微生物菌肥对玉米生长的影响。结果 黄腐酸施用量为150~225 kg/hm ²配施15 kg/hm ²微生物菌肥,玉米农艺性状表现最优,当黄腐酸施用量为225 kg/hm ²,植株干物质量和氮磷钾积累量达最大值,干物质量较CK增加28.81 g/株,增幅138.9%,地上部分氮磷钾积累量分别较CK增加138.9%、276.2%和117.8%。FA150处理和FA225处理苗期Pn、Tr、Gs值均高于其他处理。 结论 黄腐酸+微生物菌肥(150 kg/hm ²+15 kg/hm ²)和黄腐酸+微生物菌肥(225 kg/hm ²+15 kg/hm ²)处理可以有效促进玉米生长,养分积累,增强苗期光合作用,最佳施用量为黄腐酸150~225 kg/hm ²配施15 kg/hm ²微生物菌肥。     

施用棉花秸秆生物质炭对华北平原农田温室气体排放的影响

以我国华北平原冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,在常规施肥的情况下,研究了4种不同剂量棉花秸秆生物质炭[CK、C1(2.25 t/hm2生物质炭)、C2(4.5 t/hm2生物质炭)、C3(9.0 t/hm2生物质炭)]对土壤理化性质及温室气体(CH4、N2O)通量的影响,结合作物产量评估了不同处理对全球温室效应和温室气体强度的影响。结果表明:添加生物质炭不能显著影响土壤CH4的累积排放量。在夏玉米季,仅C2和C3处理可以显著降低土壤N2O累积排放量,分别为37.19%和48.58%;在冬小麦季,添加生物质炭处理均可以显著降低土壤N2O的排放,达24.26%～48.02%。路径分析结果表明,土壤NH4+-N含量是土壤N2O排放通量的主要影响因子。在夏玉米季,C2和C3处理可以显著增加玉米产量,分别达9.46%和10.99%;在冬小麦季,仅C3处理可以显著增加小麦产量,达7.13%。添加4.5 t/hm2和9 t/hm2的生物质炭处理可以显著降低全球增温潜势和温室气体强度,而添加2.25 t/hm2的生物质炭处理仅在冬小麦季可以显著降低全球增温潜势和温室气体强度。综上所述,将棉花秸秆转化为生物质炭用于华北平原农田,既能增加作物产量,又能降低温室气体排放。     

生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响

为探究不同施用量的生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响,并明确适宜的生物炭用量。以云烟87为试验材料,设置了不施用生物炭的对照组（CK）和生物炭用量分别为3 000 kg/hm2（T1）、3 750 kg/hm2（T2）与4 500 kg/hm2（T3）的处理组,于烤烟旺长期采集土壤样品,运用Biolog-ECO微孔板技术分析烤烟根际土壤微生物群落的功能多样性。结果表明：施用生物炭能提高土壤微生物AWCD值与微生物多样性各项指数,能显著提高羧酸类和聚合物类碳源的利用能力,且T2处理在这两类碳源利用能力上较CK处理分别显著提高24.82%和70.71%。主成分分析表明,碳水化合物类、羧酸类和氨基酸类碳源是造成各处理土壤微生物碳代谢特征存在较大差异的相关碳源。综合来看,T2处理土壤微生物对碳源的利用能力最强,最适宜的生物炭施用量为3 750 kg/hm2。     

南宁市郊不同类型土壤腐殖质垂直分布特征研究

[目的]分析南宁市郊不同类型土壤腐殖质垂直分布特征,以揭示土壤有机碳、腐殖质碳的分布特征及其与土壤含水量、pH的相关性.[方法]采用野外采样和室内分析相结合的方法,对南宁市郊菜园土、水稻土两类土壤剖面0~80 cm有机碳含量及腐殖质组分进行相关分析.[结果]土壤腐殖质碳含量随土层深度增加呈递减趋势,菜园土有机碳含量由表层16.16g/kg递减为5.32 g/kg,水稻土由表层最大值12.37 g/kg递减到4.19 g/kg;但菜园土有机碳含量总体上大于水稻土.两类土壤的胡敏酸、富里酸总碳量随土层深度增加呈下降趋势,菜园土中胡敏酸与富里酸比值总体上大于水稻土;两种类型土壤腐殖质全碳量均与富里酸呈极显著的正相关,与胡敏酸、胡敏素均呈正相关,与pH、含水量、HA/FA的值则呈负相关.[结论]南宁市郊两种不同类型土壤中有机碳含量均随土层深度递减,腐殖质全碳量与胡敏酸、富里酸、胡敏素呈正相关,与pH、土壤含水量、HA/FA呈负相关;菜园土腐殖化程度较高.     

川西稻田改为茶园后土壤pH和腐殖质组成剖面分布变化特征

为了探讨稻田及由稻田改造的茶园这2种土地利用方式下,土壤pH和腐殖质组成的剖面分布特征,按等间距采样法采集土样,分析各土层pH、腐殖质总碳及其组分含量。结果表明：（1）稻田和茶园土壤均呈酸性至强酸性反应,植茶加剧了土壤的酸化;（2）稻田和茶园土壤腐殖质总碳及其组分含量自上而下均呈递减趋势,且剖面分布特征与土地利用和植物根系分布密切相关,在稻田30 cm以下土层中显著降低,在茶园0-60 cm土层内缓慢降低;（3）稻田改为茶园,有利于土壤腐殖质总碳（CT）、腐殖酸碳（CHA+FA）和富里酸碳（CFA）的形成与积累,而胡敏酸碳（CHA）和胡敏素碳（CHM）含量因土层不同而有差异,在0-30 cm土层内不利于其积累,但在40-60 cm土层内表现出明显的积累特征;（4）各土层CFA/CT和CHA+FA/CT表现为茶园＞稻田,CHM/CT为稻田＞茶园;而CHA/CFA和CHA/CT因土层不同而有异,0-30 cm范围内表现为稻田＞茶园,而40-60 cm范围内表现为茶园＞稻田;（5）土壤pH越低,腐殖质总碳及其各组分含量越高;反之,腐殖质总碳及其各组分含量越高,pH越低。     

生物碳对小麦生长和氮素平衡的影响

[目的]以棉花秸杆为原料,在不同温度下(450、600和750℃)厌氧热解制备生物碳,探讨生物碳对小麦生长和氮素吸收与平衡的影响.[方法]设置3种物料:450、600和750℃热解制备的生物碳(分别用450BC、600BC、750BC来表示);每种有机物料设置三个施用量,分别为0.5;、1.0;和2.0;(占土壤的比例);同时,以不添加物料土壤作为对照(CK).[结果]三种温度热解制备的生物碳均对小麦生长具有一定的促进作用,可显著提高小麦地上部干物质重、氮素吸收量、土壤中氮素残留量,减少土壤小麦体系氮素表观损失量.从两茬小麦种植总体看,750℃制备的生物碳对小麦生长的促进作用最好、氮素吸收量最高、土壤氮素残留量最高、整体氮素损失最小.[结论]对于生物碳处理而言,随着热解温度的升高,小麦氮素吸收量增大、土壤氮素残留量增大、整体氮素损失降低.因此生物碳还田是提高养分利用,减少氮素损失的有效途径,从而为新疆干旱区棉花秸秆资源的合理利用和提高肥料利用率提供理论依据.     

生物质炭对退化蔬菜地土壤的改良效果

[目的]探讨生物质炭改良退化蔬菜地土壤性状的效果,为消除退化蔬菜地障碍因子提供科学依据.[方法]采用盆栽试验方法研究生物质炭施用对退化蔬菜地土壤养分、酸碱度和微生物组成等的影响,设不施化肥或生物质炭作对照、仅施用化肥的常规施肥、仅施用生物质炭和混施化肥与生物质炭等4个处理.[结果]与对照和常规施肥处理相比,施用生物质炭的两个处理均降低了土壤容重,增强了土壤通气性,且显著提高了土壤pH、有效钙、有效镁、有效钼、有效硅含量和微生物生物量碳,降低了土壤交换性酸.施用生物质炭还可增加土壤中放线菌和细菌数量,降低土壤真菌数量,增加土壤B/F（细菌＋放线菌/真菌）值.施用生物质炭对土壤全磷、全氮和水溶性盐分等的影响不明显.[结论]生物质炭能够明显提升蔬菜连作地土壤质量和改善其生物学环境,适用于改良退化蔬菜地.     

秸秆覆盖对土壤水盐运动的影响

对不同盐分含量（轻度盐化、中度盐化、重度盐化）的砂壤土进行了秸秆覆盖的模拟试验,结果表明：秸秆覆盖可有效地控制土壤水分的蒸发,从而控制盐分的表聚性,减轻土壤表层的盐化程度,从而达到改良盐渍土的目的。     

硝化抑制剂、脲酶抑制剂与生物炭复配对土壤温室气体排放的影响

为揭示外源物质生物炭、硝化抑制剂、脲酶抑制剂复配对温室气体排放的影响,采用室内培养试验,比较外源物质不同组合[对照（CK）、生物炭（BC）、硝化抑制剂（NP）、脲酶抑制剂（NB）、生物炭+硝化抑制剂（BCNP）、生物炭+脲酶抑制剂（BCNB）、硝化抑制剂+脲酶抑制剂（NPB）、生物炭+硝化抑制剂+脲酶抑制剂（BCNPB）]对温室气体排放的影响,同时监测土壤pH、NH⁺₄-N、NO^-₃-N等影响因子的变化规律。结果表明：与CK相比,各处理均抑制了土壤N2O排放,其中NPB处理抑制效果最显著;所有处理均促进了土壤CO2排放;除BC处理为负效应外,土壤CH4排放效应与CO2结果类似;除BCNB处理外,其他处理对全球增温潜势有一定的抑制作用,其中NPB处理的抑制效果最佳。培养结束时,与CK相比,除NP处理提高了土壤pH外,其他6个处理均降低了土壤pH;在无机氮含量方面,与CK相比,各处理均增加了土壤NH⁺₄-N含量,BCNPB、NP、NPB处理减少了NO^-₃-N含量,NB、BC、BCNP、BCNB处理增加了NO^-₃-N含量。综合考虑全球增温趋势和土壤性质,本试验条件下硝化抑制剂＋脲酶抑制剂处理为抑制温室气体排放的最优外源物质处理。     

生物炭对土壤有机质结合铜库容量大小及组成的调控

为研究生物炭对土壤中有机质组分结合铜库容量的大小与组成的调控能力,选择海南省具有代表性的热带次生林和橡胶林的土壤进行模拟实验,根据其有机质含量低、中、高,分别记为SoilL、SoilM、SoilH,以SoilH的含碳量为标准,向SoilL和SoilM中加入玉米秸秆生物炭(处理土壤分别记为SoilL+B和SoilM+B),并通过添加不同浓度的硝酸铜模拟土壤不同铜污染水平。结果表明:SoilL+B和SoilM+B的有机质结合态铜饱和容量分别为8.70 mg·g-1和9.76 mg·g-1,分别为SoilL和SoilM的3.69倍和3.12倍;SoilL+B较SoilL的富啡酸结合态铜(FA-Cu)、胡敏酸结合态铜(HA-Cu)、球囊霉素结合态铜(GRSP-Cu)和颗粒有机碳结合态铜(POM-Cu)的饱和容量分别增加了1.71、2.83、2.75 mg·g-1和0.09 mg·g-1,而黑炭结合态铜(BC-Cu)的饱和容量降低了0.76 mg·g-1;SoilM+B较SoilM的FA-Cu、HA-Cu、GRSP-Cu和POM-Cu的饱和容量分别增加了1.66、3.75、2.68 mg·g-1和0.07 mg·g-1,但BC-Cu的饱和容量降低了2.14 mg·g-1;生物炭对SoilL和SoilM中5种有机组分结合态铜库贡献的大小顺序均为HA>GRSP> FA>POM>BC。研究表明,添加生物炭可以显著提高土壤有机质结合铜库和各有机组分铜库的容量,并提高土壤对重金属的缓冲能力。