生物炭对土壤肥力及玉米产量的影响

为研究施用生物炭对土壤肥力及玉米产量的影响,设置不施用生物炭(CK)以及生物炭施用量为15 t/hm~2(ST_1)、30 t/hm~2(ST_2)、45 t/hm~2(ST_3)、60 t/hm~2(ST_4)共5个处理,研究不同施炭量对玉米土壤有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾含量及产量的影响。结果表明:施用生物炭可显著提高耕层土壤有机碳含量,在玉米全生育期内,各施用生物炭处理平均较对照(CK)处理高19.46%~74.56%,差异显著(P0.05);土壤碱解氮含量平均高11.24%~57.81%,差异显著(P0.05),且以处理ST_1增幅最明显;土壤速效磷含量平均高35.10%~111.37%,差异显著(P0.05),以处理ST3增幅最明显;土壤速效钾含量平均高14.01%~51.42%,差异显著(P0.05),以处理ST3增幅最明显;施用生物炭可显著提高玉米产量,且以处理ST3增产效果最为明显,平均较对照处理增产17.09%。综合分析可知,施用生物炭可显著提升土壤养分含量及玉米产量,且施用量为45 t/hm~2时效果更明显,较适宜在河套灌区玉米种植过程中加以推广应用。     

施用生物炭对(土娄)土微生物量碳、氮及酶活性的影响

【目的】研究不同用量生物炭对(土娄)土微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)及酶活性的影响,为生物炭提升土壤质量提供科学依据。【方法】采用大田试验,将果树树干、枝条生物炭(450℃、限氧条件下裂解)以不同用量(0、20、40、60、80 t·hm~(-2)分别记作B0、B20、B40、B60、B80)施入(土娄)土,与耕层(0—20 cm)混匀。经过2年的夏玉米和冬小麦轮作后,分3层测定0—30 cm土层的土壤生物活性及理化性质,采用主成分分析研究施用生物炭后(土娄)土酶活性及微生物量碳、氮的变化特征。【结果】(1)在0—20 cm土层,SMBC和SMBN均是在生物炭用量为40或60 t·hm~(-2)时达到最大,而在20—30 cm土层,SMBC和SMBN均在生物炭用量为80 t·hm~(-2)时达到最大,且在整个测试土层,施炭处理均比对照(B0)含量高。(2)随生物炭施用量的增加,6种土壤酶活性总体上表现为先增加后降低的趋势。施用生物炭显著增加了土壤酶指数(SEI),在0—10 cm土层,施炭处理较B0显著增加1.6—2.7倍;在10—20 cm和20—30 cm土层,施炭处理较B0分别显著增加26.6%—39.5%和18.7%—21.7%,但用量达到80 t·hm~(-2)时,SEI则又显著下降。(3)通过主成分分析可以将本研究的8个指标归纳为土壤活性因子和土壤强度因子,其综合得分在不同土层总体上表现为0—10 cm土层10—20 cm土层20—30 cm土层;在0—10 cm和10—20 cm土层,不同处理综合得分为B60B40B20B80B0,在20—30 cm土层,综合得分为B60B80B40B20B0。【结论】生物炭的施用增加了(土娄)土土壤微生物量,提高了土壤酶活性,改善了土壤生物环境。总体而言,60 t·hm~(-2)的生物炭施用量综合表现最优。     

小麦秸秆生物质炭对旱地土壤铅镉有效性及小麦、玉米吸收的影响

采用高(40 t·hm~(-2))、低(20 t·hm~(-2))两个不同施用量将小麦秸秆生物质炭施用到小麦-玉米轮作模式下的碱性旱地土壤,分析生物质炭对Pb、Cd污染土壤中小麦、玉米籽粒Pb、Cd的富集以及土壤Pb、Cd的生物有效性的影响。结果表明:旱地土壤中,小麦秸秆生物质炭在小麦、玉米两季均能有效提高土壤有机碳含量,两季最高增加量分别是对照的2.4倍和2.8倍;同时显著降低土壤Ca Cl2-Pb和Ca Cl2-Cd的含量,最大降幅分别达到53%和50%,进一步表现为小麦籽粒Pb、Cd含量的显著降低,降幅最高分别为43%和21%,但小麦籽粒Pb、Cd含量仍高于现行国家标准(Cd0.1 mg·kg~(-1),Pb0.2 mg·kg~(-1)),而对玉米籽粒Pb、Cd含量无显著影响。在对污染水平及施炭量的多因素方差分析中发现,20 t·hm~(-2)的施炭量可在短期内达到修复目的,而40 t·hm~(-2)施炭量的治理效果可至少维持两个生长季。因此,小麦秸秆生物质炭对碱性旱地土壤Pb、Cd污染的修复,主要是通过提高土壤有机碳含量以及生物质炭丰富的官能团对土壤Pb、Cd的吸附螯合及络合作用来降低土壤Pb、Cd的生物有效性,从而降低小麦籽粒的Pb、Cd富集,并且其持效性在一定生物质炭施用范围内随施用量的增加而延长。     

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。     

生物有机肥施用对黄泛冲积区贫瘠土壤养分、酶和微生物多样性的影响

为了探究不同类型有机肥及施用量对黄泛冲积区贫瘠土壤的改良作用,以江苏省滨海县黄泛冲积区贫瘠土壤为供试土壤,研究了普通有机肥与生物有机肥分别在0 kg/hm~2、2 250 kg/hm~2、4 500 kg/hm~2、6 750 kg/hm~2施用量水平下对土壤的养分含量、土壤酶活性、生物多样性及玉米产量的影响。结果表明:在一个生长季内,相同施肥量水平下两种有机肥对土壤养分的作用效果无差异;苗期施用有机肥的土壤中速效养分含量较对照有所提升,且在一定范围内施肥量与土壤速效养分含量呈正相关关系。收获期各处理土壤蔗糖酶活性没有显著差异,但生物有机肥BOF2处理脲酶和碱性磷酸酶活性均较对照(CF)显著提高。土壤脲酶活性与碱解氮、速效钾、有机质含量呈显著正相关关系;土壤碱性磷酸酶活性与速效磷和速效钾含量呈显著正相关。施用普通有机肥及生物有机肥都可以提高土壤中微生物的丰富度,而生物有机肥的提升效果更为显著。生物有机肥在施用量2 250 kg/hm~2及以上时可显著改变土壤微生物种群结构,而普通有机肥在施用量达6 750 kg/hm~2时才会显著改变。生物有机肥BOF3(生物有机肥6 750 kg/hm~2)处理与对照(CF)达到显著差异。可见,施用有机肥,特别是施用生物有机肥能改善黄泛冲积区贫瘠土壤养分性状,提高土壤酶活及土壤微生物多样性,最终实现作物增产的目的。     

施用生物炭对 土微生物量碳、氮及酶活性的影响

【目的】研究不同用量生物炭对土微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）及酶活性的影响,为生物炭提升土壤质量提供科学依据。【方法】采用大田试验,将果树树干、枝条生物炭（450℃、限氧条件下裂解）以不同用量（0、20、40、60、80 t·hm^-2分别记作B0、B20、B40、B60、B80）施入土,与耕层（0-20 cm）混匀。经过2年的夏玉米和冬小麦轮作后,分3层测定0-30 cm土层的土壤生物活性及理化性质,采用主成分分析研究施用生物炭后土酶活性及微生物量碳、氮的变化特征。【结果】（1）在0-20 cm土层,SMBC和SMBN均是在生物炭用量为40或60 t·hm^-2时达到最大,而在20-30 cm土层,SMBC和SMBN均在生物炭用量为80 t·hm^-2时达到最大,且在整个测试土层,施炭处理均比对照（B0）含量高。（2）随生物炭施用量的增加,6种土壤酶活性总体上表现为先增加后降低的趋势。施用生物炭显著增加了土壤酶指数（SEI）,在0-10 cm土层,施炭处理较B0显著增加1.6-2.7倍;在10-20 cm和20-30 cm土层,施炭处理较B0分别显著增加26.6%-39.5%和18.7%-21.7%,但用量达到80 t·hm^-2时,SEI则又显著下降。（3）通过主成分分析可以将本研究的8个指标归纳为土壤活性因子和土壤强度因子,其综合得分在不同土层总体上表现为0-10 cm土层＞10-20 cm土层＞20-30 cm土层;在0-10 cm和10-20 cm土层,不同处理综合得分为B60＞B40＞B20＞B80＞B0,在20-30 cm土层,综合得分为B60＞B80＞B40＞B20＞B0。【结论】生物炭的施用增加了土土壤微生物量,提高了土壤酶活性,改善了土壤生物环境。总体而言,60 t·hm^-2的生物炭施用量综合表现最优。     

生物炭对塿土土壤微生物及酶活性的影响

研究玉米-小麦轮作体系条件下生物炭施用量对塿土土壤微生物及酶活性变化的影响。结果表明:随生物炭施用量的增加,玉米、小麦生育季土壤脲酶、过氧化氢酶活性均增加,玉米收获期碱性磷酸酶活性增加,并存在显著性差异;对小麦季碱性磷酸酶影响不显著。生物炭施用量为80t·hm~(-2)时,能够显著提高微生物种群数量且达到最高。施用生物炭能够增加微生物碳氮量,并减少微生物量碳氮比的季节波动。     

施用小麦秸秆炭对灌耕风沙土土壤养分含量及玉米产量的影响

【目的】研究生物炭对灌耕风沙土改良效果。【方法】以灌耕风沙土为供试土壤,小麦秸秆炭为供试材料,采用田间定位试验,设置4个处理,分别为(1)不施炭(CK);(2)67.5 t/hm²生物炭;(3)112.5 t/hm²生物炭;(4)225.0 t/hm²生物炭。玉米生长后期测定产量,采集土壤分析相关养分指标。【结果】0~20 cm和20~40 cm土层,与对照相比,施用小麦秸秆炭对灌耕风沙土土壤pH值影响不明显。与对照相比,施用小麦秸秆炭能够显著增加灌耕风沙土土壤全氮、有机质、速效氮及速效钾含量,在0~20 cm土层分别增加了14.5%～29.6%,、48.9%～89.5%、28.7%～93.5%、6.9%～31.3%。在20~40 cm土层分别增加了38.1%～56.0%、24.9%～40.1%、30.8%～68.1%、15.6%～45.2%。施用小麦秸秆炭处理能够明显增加玉米产量,增产了28.7%～49.2%。【结论】施用小麦秸秆炭能够提高灌耕风沙土的土壤肥力,增加作物产量。     

生物炭施用下土壤微生物量碳氮的动态变化

为了研究生物炭施用量对整个玉米生育期内土壤微生物量及玉米产量的影响,采用田间定位试验,生物炭施用量设置0（BC0）、10（BC1）、20（BC2）和30（BC3） t·hm^-2共4个处理,测定不同处理下土壤微生物量碳、氮及其动态变化和收获后玉米的籽粒产量。结果表明,玉米生育期内各土层土壤微生物量碳随生物炭施用量的增加而增加;与BC0相比,施用生物炭对播种前土壤微生物量碳的影响最为显著,其中,BC3处理在0—10、10—20和20—30 cm土层的微生物量碳较对照分别增加103.2%、91.8%和158.5%。土壤微生物量氮和微生物量碳氮比的变化则与玉米生育期有关。从整个生育期来看,土壤微生物量碳、氮含量在播种前最低,在拔节期达到峰值,之后缓慢降低并保持相对稳定。在播种前,BC3处理土壤微生物商增幅最大,较BC0增加了59.5%,其他生育期土壤微生物商无显著变化。玉米籽粒产量随生物炭施用量的增加而增加,BC2和BC3分别较BC0显著增产11.2%和14.1%。因此,在土壤中施用生物炭可在一定程度上增加土壤微生物量,提高土壤肥力,增加作物产量,为该地区生物炭的合理施用提供理论依据。     

春玉米田土壤特性对生物炭调控的响应机制

针对内蒙古平原灌区春玉米田耕层变浅,土壤紧实,容重增加,活土层变少,影响土壤贮水能力及春玉米生长发育等问题,本试验采用裂区试验设计方法,设置4个生物炭施用水平及3个氮肥施用水平,对春玉米田土壤物理性状、春玉米生长发育指标及产量指标进行了比较研究,以探究春玉米田土壤物理性状及春玉米生长发育对生物炭及氮肥调控的响应机制。试验结果表明:土壤中添加生物炭增大了土壤含水量,适量生物炭施用量8 t/hm~2可以有效提高0～20 cm土层的土壤含水量;生物炭有效降低土壤容重,土壤容重较对照分别减少5.52%、10.50%、11.05%;适量的生物炭施用量在低氮处理下干物质积累量增加明显,适量施氮水平下增加显著,而高氮水平下变现为一定的抑制作用;而合理的生物炭施用量可有效提高玉米产量,施用8 t/hm~2的生物炭及150 kg/hm~2的氮肥,此处理较对照增产幅度最大,为27.36%。由此可见:施用生物炭可起到改善土壤物理性状的作用。从改良土壤物理结构的角度来看,生物炭还田改土效果显著。同时,生物炭能够促进玉米苗期的生长,促进吐丝期及成熟期干物质的积累,进一步使玉米产量显著提高。根据本试验结果,推荐最适宜内蒙古平原灌区的生物炭及氮肥施用组合C8N150。     

土壤普查与数字土壤

“数字”听起来是枯燥的,然而运用数字技术打造的虚拟现实将展示给我们一个有声有色、真真切切、绚丽多彩的世界。本文浅谈一点对土壤普查、土壤分类和数字土壤的联想。1　土壤普查回顾农业是国民经济的基础,土壤是农业的基础。党和政府对土壤工作历来十分重视,早在1958年我国就作出“关于开展群众性土壤普查工作的指示”。在农业部的组织下,从1958年至1960年全国开展了轰轰烈烈的第一次土壤普查工作。经过3年的群众性普查,于1961年进行汇总整理,首次编制了《中华人民共和国农业土壤图》,《中国农业土壤肥力概图》,《中国农业土壤改良概…     

茶园与相邻林地土壤有机碳及基础呼吸的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤基础呼吸的垂直分布特征进行了研究, 并试图寻求其与土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明茶园和林地土壤有机碳、土壤呼吸积累量、水溶性有机碳和微生物生物量碳均随着土壤深度的增加而减少, 且茶园均值大于林地。在0~100 cm土壤层次内, 茶园土壤质量敏感性指标(WSOC/SOC)平均值、代谢熵(qCO₂)平均值均大于林地, 微生物熵(qMBC)平均值小于林地。茶园和林地土壤基础呼吸速率与SOC、WSOC及MBC呈显着正相关, 向后筛选回归模型表明对茶园土壤基础呼吸的影响作用依次为SOC>MBC>WSOC,对林地土壤基础呼吸的影响作用则为WSOC>SOC>MBC.茶园土壤代谢作用强于林地, 但茶园有机碳库的稳定性比林地差, 不利于土壤有机碳库的积累, 为促进茶叶生产的持续健康发展, 茶园土壤需要更加科学合理的施肥和耕作措施。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。     

不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果

[目的]模索施用不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果。[方法]供试品种早造为盐两优888,晚造为金稻优998,共设4个处理,研究钙镁磷肥、石灰、硅钙肥等土壤调理剂对酸性土壤的改良效果。[结果]在中潜底酸性稻田施用钙镁磷肥、石灰、硅钙肥等土壤调理剂,可提高土壤有机质、速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和p H,以施用钙镁磷肥加土壤调理剂效果最佳,早、晚造的有机质和全氮含量比对照分别高出1.50、0.17和1.70、0.10 g/kg,早、晚造的速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁含量比对照分别高出0.20、4.00、16.60、1.60和0.19、5.00、18.50、1.70 mg/kg。同时,钙镁磷肥加土壤调理剂能提高水稻产量,早、晚造分别比对高出499.5、598.5 kg/hm~2,增幅达7.38%、12.20%,经方差分析均达极显著差异水平。[结论]施用土壤调理剂有利于水稻的生长发育,以施用钙镁磷肥加土壤调理剂对土壤的改良效果最好。     

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用137 Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系.研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在山坡中、上部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和速效K与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕作侵蚀无显著相关.     

数字土壤制图在土壤养分方面的研究综述

土壤是生态系统中重要的组成部分,土壤养分是衡量土壤肥力的重要指标。土壤制图则是对土壤养分空间分布特征的反映,绘制准确的土壤空间信息是农林信息化与可持续发展的必然要求。在过去的30年,土壤养分预测性制图在各个方面都取得了显著进展。介绍了数字土壤制图的理论基础,以及阐述土壤养分预测过程中的主要方法,包括传统土壤调查法、空间插值法、土壤-景观模型法、遥感影像法,并分析了当前在土壤制图研究中存在的主要问题,最后讨论了未来土壤养分制图的发展前景,旨在帮助人们了解土壤制图研究的现状,以期为土壤预测性制图的进一步研究提供参考。     

土壤和土壤矿物对氯磺隆的吸附

用批量法研究了人工合成的铁、铝氧化物以及砂页岩发育的红壤对氯磺隆的吸附。结果表明: 1)在相同的条件下,氯磺隆在铁、铝氧化物和砂页岩发育的红壤中的吸附量随其浓度的升高而增加,氯磺隆吸附量的顺序为:铁氧化物<铝氧化物<红壤; 2)氯磺隆在铁、铝氧化物和砂页岩发育的红壤中吸附量随pH值的升高而减小。这些情况均与矿物及其组成有关。     

数字土壤制图在土壤养分方面的研究综述

土壤是生态系统中重要的组成部分,土壤养分是衡量土壤肥力的重要指标.土壤制图则是对土壤养分空间分布特征的反映,绘制准确的土壤空间信息是农林信息化与可持续发展的必然要求.在过去的30年,土壤养分预测性制图在各个方面都取得了显著进展.介绍了数字土壤制图的理论基础,以及阐述土壤养分预测过程中的主要方法,包括传统土壤调查法、空间插值法、土壤-景观模型法、遥感影像法,并分析了当前在土壤制图研究中存在的主要问题,最后讨论了未来土壤养分制图的发展前景,旨在帮助人们了解土壤制图研究的现状,以期为土壤预测性制图的进一步研究提供参考.     

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用 137 Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原 北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系。研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在 山坡中、上 部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和 速效K 与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕 作侵蚀无 显著相关。     

土壤无机纳米微粒对土壤肥力的影响

从土壤中不同微粒及不同大小粒径等对土壤肥力的影响方面进行了阐述,进而引入了土壤中的超微粒子——无机纳米微粒对土壤肥力的影响,并且对其发展前景进行了展望。