氮肥与生物炭配施对采煤塌陷区复垦土壤性质及菠菜生长的影响

为生物炭在蔬菜生产中的应用以及采煤塌陷区土壤的快速培肥提供科学依据,以菠菜为供试作物进行盆栽试验,在淮北某采煤塌陷区复垦土壤中施用不同量的生物炭(0%、1.5%、3.0%)和氮肥水平(150mg/kg、300mg/kg),研究生物炭和氮肥配施对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和菠菜生长的影响。结果表明:在低氮、高氮水平下,土壤碱解氮、活性有机质含量随生物炭添加量增加而增加,土壤pH、容重随生物炭添加量增加而下降。在高氮水平下的菠菜生物量明显高于低氮水平;菠菜生物量、Vc含量随生物炭添加量增加而增加。采煤塌陷区复垦土壤施用生物炭和氮肥可促进菠菜生长,施用生物炭可以改善土壤性质,提高菠菜品质。     

不同秸秆生物炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土pH、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳（MBC）的影响,及其对磷脂脂肪酸（PLFA）表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理：对照（CK）、添加水稻秸秆炭300℃（RB300）、400℃（RB400）、500℃（RB500）和添加玉米秸秆炭300℃（CB300）、400℃（CB400）、500℃（CB500）。【结果】物料类型和制备温度因素显著影响裂解得到生物炭材料的养分含量和化学性质。培育试验表明,两种秸秆生物炭的添加,平均提高土壤pH值0.16个单位;土壤有机碳、速效磷和速效钾水平,分别比对照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸秆炭对土壤速效钾水平促进作用较大,而玉米秸秆炭则主要增加速效磷含量。低温裂解秸秆炭（300℃）的添加,并没有显著影响土壤碱解氮和无机氮含量;而添加RB500和CB500处理的碱解氮分别比对照低10.4%和8.1%,硝态氮含量分别比对照高63.6%和100.7%（P＜0.05）。添加生物炭处理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸总量平均比对照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸秆炭处理与对照差异不显著;两种秸秆炭的输入均可以增加革兰氏阴性细菌（G-）、革兰氏阳性细菌（G+）、放线菌和真菌的含量,且不同制备温度处理间的差异表现为300℃＜400℃＜500℃。主成分分析表明,水稻秸秆炭对土壤微生物群落结构的影响较玉米秸秆炭更为显著;不同温度水稻秸秆炭间,群落结构差异明显,而不同温度玉米秸秆炭间没有区分开来。典范对应分析结果表明,生物炭添加可以通过改变土壤性质,间接影响微生物群落结构;其中,土壤速效磷、有机碳和速效钾含量与土壤微生物群落分布显著相关。【结论】水稻和玉米秸秆炭均可以改良红壤性水稻土的酸度,提高土壤养分含量和微生物量水平;两种秸秆炭的添加均改变了土壤微生物群落结构,其中以水稻秸秆炭的影响更为明显。     

丛枝菌根真菌和生物炭联合施用对土壤有机碳组分及团聚体的影响

为明确AM真菌与生物炭联合施用对农田土壤有机碳组分及团聚体的影响，设计室内盆栽试验，以灭菌的农田土壤为基质，种植玉米幼苗，接种AM真菌并配施不同裂解温度(300、400、500℃)制备的玉米秸秆生物炭，分析不同生物炭和AM真菌处理对玉米植株生长、土壤有机碳组分和团聚体结构的影响。结果表明，与未接菌未加生物炭的对照组相比，接种AM真菌并配施300、400、500℃生物炭均能够显著增加玉米的株高，而且接种AM真菌配施300℃生物炭能显著增加玉米的地径，达8.86 mm。单施生物炭能够显著提高土壤总有机碳含量，施用300、400、500℃生物炭可分别提高土壤总有机碳含量76.3%、97.0%、86.0%,而且接种AM真菌配施300℃生物炭能够显著增加土壤可溶性有机碳含量(283.02 mg/kg),但AM真菌和500℃生物炭配施会降低土壤易氧化有机碳含量(0.723 g/kg)。AM真菌和生物炭联合施用对中等粒径土壤团聚体的影响作用并不显著，但单独接种AM真菌能够促进土壤大团聚体>4 000μm和>2 000～4 000μm的形成。     

生物炭对Cd/Hg污染沙土上菠菜生长的影响

榆林能源矿产资源富集一地,使得重金属污染物进入农业环境,尤其Cd、Hg污染较为严重,受污染土壤极大地降低了农作物品质,并通过食物链影响人们的身体健康。因此,本试验以菠菜为供试作物,研究三种添加量生物炭对镉/汞污染沙土及菠菜生长发育的影响,结果表明：不同添加量生物炭对不同处理土壤及种植菠菜生长发育的影响不同,但均有改良作用。但5%生物炭对镉/汞复合污染下土壤上菠菜生长影响效果最明显。(1)不同添加量生物炭对不同处理土壤菠菜生长均有促进作用。5%生物炭可显著提高镉/汞污染沙土菠菜的生理生长指标,包括株高、茎粗、叶长、叶宽及叶绿素含量、蒸腾速率、光合速率、胞间CO₂、气孔导度等。(2)不同添加量生物炭均可改善菠菜的品质,尤其对于镉/汞复合污染沙土,5%生物炭处理时菠菜可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量最大,较CK分别增加11.9%、34.4%、11.8%,草酸含量降低24.7%;而对于原始沙土、单Cd污染和单Hg污染沙土下种植菠菜,可以通过添加10%的生物炭进行改善品质。     

3种生物炭对镉污染黄壤上小白菜生物量及品质的影响

以镉污染黄壤为供试土壤,小白菜为供试作物,采用盆栽试验,通过测定小白菜地上部鲜重与镉含量、土壤有效态镉含量以及小白菜可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量等,研究木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭添加后镉污染黄壤上小白菜的生物量及品质变化情况.结果表明:与对照相比,施用3种生物炭能明显促进小白菜的生长,木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭处理小白菜的地上部鲜重分别是对照(不添加生物炭)的1.19、1.31、1.34倍;生物炭的添加使得小白菜地上部镉含量较对照分别降低了13.37％(木炭)、39.47％(辣椒秸秆炭)和62.33％(菌棒炭);3种生物炭处理的土壤有效态Cd含量分别下降了11.05％、22.91％和31.86％;与对照相比,施加辣椒秸秆炭和菌棒炭后,小白菜可溶性糖和维生素C含量分别增加了2.65％～4.22％和6.90％～7.96％;此外,施加菌棒炭处理的小白菜可溶性蛋白含量较对照上升了0.31％.由此可见,添加生物炭能促进小白菜生长,抑制其地上部对镉的吸收;在用量为5％的情况下,施用菌棒生物炭还能一定程度提高小白菜的品质.     

热解温度对猪粪生物炭中Cu和Zn生物有效性的影响

为探究热解温度对猪粪中Cu和Zn生物有效性的影响,以猪粪为原料,明确了不同热解温度(300℃、500℃和700℃)下制备猪粪生物炭中Cu和Zn有效性的变化,并评价了施用该猪粪生物炭对水稻Cu和Zn吸收的影响。结果表明,与猪粪原料相比,热解显著提高了猪粪生物炭中Cu和Zn的浓度,但显著降低了猪粪生物炭中有效态Cu和Zn(DTPA-Cu和DTPA-Zn)的浓度。与施用猪粪相比,施用猪粪生物炭均显著提高了水稻根中Cu和Zn的浓度;施用300℃制备的猪粪生物炭对穗中Cu和Zn的浓度均无显著影响;施用500℃制备的猪粪生物炭显著降低了穗中Zn的浓度,而对穗中Cu的浓度无显著影响;施用700℃制备的猪粪生物炭显著降低了穗中Cu和Zn的浓度。与施用猪粪相比,施用300℃制备的猪粪生物炭显著增加了根中Cu和Zn的积累量,而显著降低了茎叶和穗中Cu和Zn的积累量;施用500℃和700℃制备的猪粪生物炭均显著降低了茎叶和穗中Cu和Zn的积累量,但两种生物炭之间无显著性差异。因此,在考虑制备成本的基础上,研究认为猪粪生物炭的最适热解温度为500℃以降低猪粪中Cu和Zn对水稻的生物有效性。     

生物炭对中性水稻土养分和微生物群落结构影响的时间尺度变化研究

采用室内培养实验研究了生物炭对中性水稻土养分、微生物量和磷脂脂肪酸(PLFA)特征的影响。试验采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃),分别按照炭土质量比0(CK)、1%(T1)、2%(T2)和4%(T3)施用于土壤中,进行好气培养。结果表明:从时间尺度变化规律来看,土壤中铵态氮和硝态氮以及微生物量碳氮呈现波动性变化规律,在培养第21 d达到最低值,随后又呈现增加趋势,这与土壤中可利用态碳氮养分消耗有关。从生物炭的添加效果来看,与CK相比,生物炭的添加能够提高土壤p H值、有机质、全氮含量,降低铵态氮、硝态氮含量;生物炭的添加能够提高土壤微生物量碳氮含量,与CK相比,T1~T3处理微生物量碳、氮含量分别提高5.5%~14.3%、4.8%~25.7%;生物炭的添加降低了土壤PLFA含量,但土壤中各微生物类群PLFA含量在处理间差异不明显,表明其对土壤微生物群落结构影响不显著。总之,施用生物炭在一定程度上可以改善中性水稻土养分状况,提高土壤微生物量含量,改善土壤肥力水平。     

外源添加生物炭对水稻产量和土壤性质的影响

采用盆栽试验,研究不同用量秸秆生物炭（CK、1%、2%和4%）对水稻产量及其构成因素和土壤性质的影响。结果表明,外源添加生物炭显著提高了水稻产量,且水稻产量随着生物炭用量的增加而增加;添加生物炭有效提高了土壤pH、显著降低了土壤交换性酸和交换性铝,且生物炭施用越多,效果越明显;外源添加生物炭对土壤塑性指数无显著影响,但添加较多生物炭（4%）显著降低了土壤抗压强度。由此可见,外源添加生物炭不但可以增加水稻产量,而且有效改善了土壤性状。     

棉秆生物炭对南疆地区水稻产量和氮素利用效率的影响

以南疆地区水稻田为研究对象,以新稻36号为试验材料,采用随机区组设计,以不施氮肥处理为对照(CK),设不施生物炭(C_0)、低量炭(C1,4 500 kg/hm~2)、中量炭(C2,9 000 kg/hm~2)、高量炭(C3,13 500 kg/hm~2)和超量炭(C4,18 000 kg/hm~2) 5个添加水平,研究施用棉秆生物质炭对水稻产量和氮肥利用效率的影响。结果表明:与C_0处理比较,施用生物炭9 000 kg/hm~2以上均显著提高水稻产量,最高增产幅度为10. 26%,同时也提高水稻有效穗数和穗粒数,当生物炭施用量超过13 500 kg/hm~2时水稻产量表现出降低的趋势。水稻地上部分吸氮量随生物炭用量的增加而逐渐提高,施炭处理氮肥利用率提高幅度在2. 83~5. 91百分点,施用生物炭显著提高耕层土壤(0~40 cm)中硝态氮含量,减少氮素向下淋洗损失。施用生物炭可以显著提高南疆地区水稻产量和氮肥利用率,根据当地土壤肥力实际状况,棉秆生物炭适宜用量应为9 000~13 500 kg/hm~2。     

不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排及微生物群落结构的影响

通过田间水稻培养试验,采用静态箱-气相色谱法和高通量测序技术,研究了不同温度条件下制备的生物炭施用对稻田作物产量及土壤中CO_2、CH_4、N_2O排放通量以及累积排放量的影响,以及对土壤微生物群落结构的影响。试验设置4个处理:对照(CK)、施用300℃制备的生物炭(DY-300)、施用500℃制备的生物炭(DY-500)、施用700℃制备的生物炭(DY-700)。结果表明,与对照相比,各生物炭处理CH_4、N_2O累积排放量削减,生物炭的施入优化了土壤微生物群落结构。DY-300、DY-500、DY-700处理中,CH_4累积排放量抑制率分别为39.2%、49.1%和24.0%,N_2O累积排放量抑制率分别为30.0%、39.8%和13.1%,Chao1指数增幅为2.5%～29.8%。而生物炭施用对CO_2排放的抑制作用不明显。总之,500℃制备的生物炭抑制温室气体排放的效果最佳,700℃制备的生物炭具有对微生物群落结构的优化作用以及稻田作物的增产作用。     

玉米秸秆生物炭对稻油轮作农田磷流失风险的影响

以云南大理洱海流域典型稻油轮作模式为研究对象,通过2年田间定位试验,研究生物炭(玉米秸秆制备)、玉米秸秆与化肥配施对我国稻油轮作模式农田磷流失风险的影响。田间小区试验包括常规施用化肥(NPK)、生物炭与化肥配施(NPK+C)、生物炭与化肥减半配施(1/2NPK+C)、玉米秸秆与化肥配施(NPK+S)四个处理,通过比较不同处理间土壤有效磷含量、作物产量、吸磷量和水稻生长期间土壤有效磷、田面水总磷、可溶性总磷的动态变化特征,分析施用玉米秸秆生物炭和直接施用玉米秸秆对土壤、作物和磷流失风险的影响。结果表明,与NPK处理相比,增施生物炭和玉米秸秆,可显著提高水稻和油菜产量,但对水稻季田面水磷浓度无显著影响;施用生物炭条件下减施化肥,短期内未造成水稻和油菜减产,却降低了水稻整个生育期内田面水总磷(TP)和可溶性总磷(TDP)浓度;各处理水稻季田面水TP和TDP浓度在栽秧后第1 d内达到峰值,4~5 d内浓度迅速降低,7 d之后浓度趋于稳定。在此过程中,田面水TP下降64.2%~79.1%,TDP下降63.1%~82.4%。上述研究结果表明,为降低稻油轮作农田磷流失风险,可以考虑在水稻季施用生物炭的条件下减施化肥磷,并且在水稻栽秧后7 d内控制田面水外流。     

生物炭对土壤养分、烤烟生长以及烟叶化学成分的影响

采用盆栽方法,对土壤添加不同量的生物炭,研究生物炭对土壤养分、烤烟农艺性状、干物质量以及烤烟化学成分的影响。结果表明,施用生物炭显著提高土壤有机质,而土壤速效氮、速效磷含量则随着生物炭的施用呈先升高后降低的趋势。同时,施用适宜量的生物炭虽然抑制烤烟前期生长,但显著促进烤烟旺长期后的生长,最终提高烤烟干物质量,且显著提高烟叶内在化学成分的协调性,改善烟叶品质,但过量施用生物炭抑制烤烟生长,降低烟叶品质。这说明,适宜的添加生物炭有利于烤烟生长以及改善烤烟的化学成分协调性,综合分析适宜的生物炭施用量应为12.5~25.0g/kg。     

生物炭与秸秆配施对设施土壤有机碳矿化及理化性质的影响

[目的]研究不同温度制备生物炭与秸秆配施对设施菜地土壤有机碳矿化特征及土壤理化性质的影响.[方法]以北京郊区设施菜地土壤为研究对象,进行室内矿化培养试验.[结果]生物炭与秸秆配施显著提高土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,而单施生物炭对两者影响较小.添加300℃生物炭处理的土壤有机碳累积矿化量比添加600℃生物炭的处理高2.6％～17.6％,土壤有机碳累积矿化量随着秸秆添加量的增加而增大.生物炭的添加降低土壤有机碳的相对矿化潜力,额外添加等量秸秆也未能完全抵消生物炭对土壤有机碳相对矿化潜力的抑制作用.单施生物炭和生物炭与秸秆配施均显著提高土壤pH值和电导率.与单施生物炭相比,生物炭与秸秆配施对土壤有机质、碱解氮、有效磷含量的提升效果更为显著.[结论]施用生物炭对提高设施土壤有机质含量和碳库稳定性、促进固碳减排具有重要意义.而生物炭与秸秆配施不仅能够发挥生物炭的固碳功能,也能够提供更多的有效养分,更有利于改善设施土壤质量和促进土壤养分平衡.     

地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响,设置常规栽培的CK、T1(秸秆22 500 kg·hm~(-2))、T2(秸秆22 500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2))和T3(秸秆22500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2)+腐植酸750 kg·hm~(-2))4个处理。结果表明:使用秸秆生物反应堆技术,茄子产量可以提高29.2%～32.0%,但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异;秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量,降低硝酸盐含量,明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO_2排放通量,增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量,其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO_2释放,有利于土壤有机质和养分累积,腐植酸的添加对温室CO_2的产生影响不大,但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明,秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量,降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量,而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明,秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质,增加温室土壤CO_2排放通量,提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量,影响土壤中微生物代谢活性,改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。     

秸秆还田方式对水稻田土壤理化性质及水稻产量的影响

为了综合评价不同秸秆还田方式对低产水稻田土壤性质及水稻产量的影响,研究了秸秆原料生物炭+化肥、发酵床秸秆垫料有机肥和秸秆+猪粪有机肥施用后土壤养分、有机质、易氧化有机碳及水稻生长和产量的变化。与不施肥对照相比,不同秸秆还田方式下土壤中速效养分含量均有不同程度增加,但差异均不明显。秸秆生物炭+化肥有利于水稻稳产高产,产量高达7.86 t/hm~2,比单施化肥和不施肥对照分别增加9.78%和62.4%;秸秆生物炭施用有利于水稻分蘖期与拔节期生长和吸收养分,发酵床秸秆垫料有机肥和猪粪秸秆有机肥两种处理的水稻产量及生物量均显著低于单施化肥处理。表明不同秸秆还田方式对水稻田土壤理化性质及产量有着不同的影响,其中施用秸秆生物炭能提高土壤肥力并显著提高水稻产量。短期来看,不配施化肥而单施发酵床秸秆垫料有机肥或秸秆猪粪有机肥对水稻生长不利,长期效果有待观察。     

水稻秸秆和蚕沙生物炭对玉米植株镉累积的影响

【目的】研究生物炭对土壤镉生物有效性和玉米植株镉累积的影响,为生物炭在重金属污染土壤修复及农业废弃物的资源化利用提供参考。【方法】选用水稻秸秆和蚕沙在500℃限氧条件下制备生物炭,通过室内培养实验(45 d)研究添加1%生物炭对镉污染土壤(5 mg/kg)中镉化学形态(BCR法)的影响,并从土壤p H值和阳离子交换量的变换初步探讨生物炭对土壤镉的钝化机理;通过玉米盆栽实验(45 d)研究添加0.5%和1%生物炭对玉米植株镉含量变化的影响。【结果】在培养结束时,添加水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭的土壤镉弱酸可提取态含量分别降低了27.76%和38.40%,残渣态含量分别增加了150.00%和188.10%;添加1%的水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭,玉米植株地下部分镉含量分别下降了33.33%和50.00%,地上部分下降了42.85%和62.86%。【结论】2种生物炭能有效降低土壤镉的弱酸可提取态和可还原态含量,增加可氧化态和残渣态含量,使土壤镉的生物活性显著降低,有效地减少了其向玉米植株的迁移和富集,蚕沙生物炭对土壤镉的钝化效果较好。     

土壤矿物与生物炭可溶性组分的交互作用及机制

为探究生物炭可溶性组分与土壤矿物的交互作用,进而从矿物角度揭示生物炭在土壤中的稳定机制,以水稻秸秆为生物质原料制备不同炭化温度的生物炭(RS300、RS500和RS700),选用高岭石、蒙脱石和伊利石3种土壤矿物,开展土壤矿物与生物炭可溶性组分的吸附结合实验。结果表明:随生物炭可溶性组分碳浓度的升高,土壤矿物对其吸附量逐渐增加,3种土壤矿物的吸附量顺序总体为蒙脱石>伊利石>高岭石,这与土壤矿物的自身结构直接相关。高岭石、蒙脱石对生物炭可溶性组分的结合机制以范德华力为主,其贡献比例分别为3.4%~87.0%和32.0%~82.0%;而伊利石与RS300可溶性组分的吸附结合作用以Ca²⁺架桥为主(贡献比例为60.4%~70.6%),与RS500和RS700可溶性组分的结合以范德华力为主(贡献比例分别为18.7%~65.0%和53.0%~67.6%)。经综合对比分析,RS500通过与蒙脱石的交互结合,最大程度上抑制了可溶性组分的溶解,有利于更好地发挥生物炭的固碳减排优势。     

辣椒秸秆生物炭对酸化土壤交换性能及酶活性的影响

将辣椒秸秆通过高温热解的方法制备成辣椒秸秆生物炭,与酸化土壤共培养,探讨辣椒秸秆生物炭对酸化土壤交换性能及土壤酶活性等的影响。结果表明,添加辣椒秸秆生物炭能显著提高酸化土壤pH,提高幅度与辣椒秸秆生物炭的添加量呈正比;土壤交换性Al~(3+)含量与辣椒秸秆生物炭添加量呈显著负相关;添加辣椒秸秆生物炭能显著影响土壤NO_3~--N和NH_4~+-N。土壤交换性Na~+和交换性K~+与辣椒秸秆生物炭添加量呈显著正相关;交换性K~+的变化与辣椒秸秆生物炭中K元素呈极显著正相关;交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)与辣椒秸秆生物炭添加量之间相关性不显著;总盐基离子、土壤阳离子交换量(CEC)与辣椒秸秆生物炭添加量之间呈显著正相关。土壤脲酶、蔗糖酶与辣椒秸秆生物炭添加量呈正相关;土壤酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶与辣椒秸秆生物炭添加量之间相关性不显著;土壤酶的几何平均数(GMea)表明添加辣椒秸秆生物炭可以显著改善酸化土壤质量。试验为开拓辣椒秸秆利用途径、改善酸化土壤及提高土壤肥力等方面提供提供科学依据。     

不同种类生物质炭及施用量对水稻生长及土壤养分的影响

通过盆栽方式进行水稻秸秆炭、水稻谷壳炭、果木木炭等3种生物质炭比较试验,每盆土壤15kg,参照大田用量模式设置了5、10、20、40t/hm2 4个秸秆炭水平,20、40t/hm2 2个谷壳炭与木炭水平,研究不同处理对水稻生长及土壤养分的影响。结果表明,3种生物质炭在一定范围内都能促进水稻干物质积累和产量形成,以秸秆炭效果最好。不同秸秆炭施用量比较,干物质量和产量呈先增后降趋势,在20t/hm2时达到最高,生物量较不施炭对照提高51.45%,谷粒产量增加72.55%。施用谷壳炭以40t/hm2效果较好,产量提高60.52%。施用20t/hm2木炭有提高地上部生物量与产量的作用,但增加至40t/hm2则明显降低。适量施用生物质炭能够增加土壤中速效氮磷钾和总养分含量,以秸秆炭效果最好,谷壳炭次之,木炭最差。木炭的碳含量高达74.28%,过量施用显著降低土壤速效氮磷钾含量,对水稻生长不利。     

不同秸秆生物炭对水稻生长及土壤养分的影响

[目的]探讨桑枝秆、木薯秆和甘蔗渣生物炭对水稻产量及稻田土壤养分的影响,为充分利用广西桑蚕、木薯和糖料蔗产业秸秆废弃物资源实现水稻增产增收提供理论依据.[方法]采用盆栽试验,以不添加生物炭为对照,设添加桑枝秆生物炭1.5%、3.0%和4.5%;添加木薯秆生物炭1.5%、3.0%和4.5%;添加甘蔗渣生物炭1.5%、3.0%和4.5%共9个秸秆生物炭处理,于水稻主要生育期内调查水稻生长状况,收获后进行考种测产,并分析土壤pH及养分含量的变化情况.[结果]与对照相比,施用桑枝秆和甘蔗渣生物炭提高了分蘖中期和齐穗期的水稻株高,也显著提高了成熟期水稻的有效穗数和成穗率(P<0.05,下同).施用生物炭可增加水稻穗长、穗粒数和结实率(木薯秆生物炭3.0%和4.5%处理除外),对千粒重无显著影响(P>0.05).除木薯秆生物炭4.5%和甘蔗渣生物炭1.5%处理外,其他生物炭处理均可显著提高水稻产量,且桑枝秆、木薯秆和甘蔗渣3种生物炭均在添加量为3.0%时增产幅度最大,分别比对照增产38.05%、28.24%和32.73%,以桑枝秆生物炭3.0%处理的增产效果最佳.施用生物炭整体上可提高土壤的全氮、有效磷和速效钾含量,降低全磷、全钾和碱解氮含量.各生物炭处理的土壤pH(甘蔗渣生物炭1.5%和3.0%处理除外)和有机质含量显著提高,以甘蔗渣生物炭对土壤有机质的提升效果最佳,桑枝秆生物炭对土壤pH的提高幅度最大.[结论]施用3种生物炭均有效提高了稻田土壤肥力及水稻产量,其中木薯秆生物炭对土壤全氮、有效磷和速效钾含量的提升作用较佳,桑枝秆生物炭对水稻产量的提升效果较优.