不同生物炭配比对小青菜生长及土壤改良效果的影响

通过大棚盆栽试验, 以青菜为试验材料, 研究2种生物炭不同施用率(0.5%和1.0%)下与45%复合肥(氮磷钾有效养分各15%)混施后, 对青菜植株性状和生物量积累的影响, 以及对土壤改良的效果差异。结果表明, 生物炭配施能提高青菜产量、改善土壤理化性质和增加土壤无机态氮素含量, 且自制生物炭优于商业竹炭。在青菜增产上以自制生物炭0.5%施用率为最佳, 青菜鲜重增产38.1%。从改善土壤理化性质和增加土壤无机态氮素含量而言, 自制生物炭1.0%施用率最有利于土壤养分含量积累, 土壤速效钾、有效磷、有机质和土壤无机态氮素含量的增幅分别为9.6%、15.5%、77.9%和27.5%。     

改性生物炭特征及其对盐碱化土壤改良的研究进展

土壤盐碱化严重制约农业的可持续发展，但施用改性生物炭对盐碱地改良效果显著。为探究改性生物炭改良盐碱土壤的作用机制，本文归纳总结了不同改性方式对原生物炭理化性质的影响，以及改性生物炭对盐碱地的改良效果和影响因素。结果表明，改性生物炭具有比表面积大、含氧官能团类型和数量多、碱性物质比例下降等特点；可以促进盐碱化土壤团粒结构的形成，增加对盐分离子的吸附和养分保持，改变土壤微生物的功能结构，增强作物应对外界胁迫的能力。然而改性生物炭长期效应及在不同类型盐碱地上应用差异的研究较少。未来应进行不同类型盐碱地应用的大田试验，深入研究改性生物炭对不同盐分离子的吸附能力及长效作用，优化在不同盐碱类型下的改良途径。     

生物炭对盐碱土壤理化性质、生物量及玉米苗期生长的影响

采用实验室模拟和玉米盆栽种植试验相结合的方法,研究了添加不同用量的玉米秸秆生物炭后,盐碱土中基础养分含量、p H值、CEC含量、水溶性盐含量、土壤酶活性、微生物生物量及玉米苗期生长的变化,以期为玉米秸秆生物炭在盐碱土壤改良中的应用提供参考。结果表明,随着生物炭用量的增加,盐碱土壤中有机碳含量明显提高,是原土含量的1.35~1.51倍,矿质态氮、有效磷及速效钾含量变化较小;p H值降低幅度不大;水溶性盐含量降低明显;添加玉米秸秆生物炭能够显著提高土壤中阳离子交换量及酶活性;生物炭的加入显著提高了土壤微生物生物量,添加生物炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高6.50%~96.67%和42.86%~162.96%。同时,生物炭使土壤代谢熵分别降低了2.13%、8.51%、15.60%;生物炭能够促进玉米苗期的生长,对玉米株高、茎粗都有促进作用。总的来说,生物炭对盐碱土壤具有良好的改良效果。     

钝化剂联合农艺措施修复镉污染水稻土

为研究镉污染土壤修复方法,选取粉煤灰、磷矿粉、生物炭3种钝化剂单独施加或与叶面喷施硅肥联合开展田间试验,研究它们对水稻产量、水稻籽粒吸收镉与土壤有效态镉的影响,同时采用比表面积孔径孔容(BET)、表面形貌(SEM)、红外光谱(FTIR)、元素组成(EDS)等多种表征手段研究钝化剂的表观性质。结果表明:生物炭具有疏松多孔的结构特征和较大的BET比表面积(达146.83 m2·g-1),且含有较多的羧基等含氧官能团,这种官能团能与镉形成络合物而使得重金属有效态降低。田间试验结果表明,各处理均可升高土壤pH和降低土壤镉的有效性,其中,生物炭处理降低土壤有效态镉含量的效果最好,降低幅度达41.53%,其次为粉煤灰和磷矿粉,有效态镉含量分别降低了27.92%和25.97%。在降低土壤有效镉含量方面,钝化剂与叶面硅肥配施的处理与钝化剂单施的处理无显著差异。此外,各处理均降低了水稻籽粒中镉的含量,其中生物炭与叶面硅肥配施的处理降低籽粒镉含量的能力最强,降低幅度达17.59%。在水稻产量的方面,除了单施生物炭处理,单施磷矿粉和粉煤灰处理均不能提高产量,钝化剂与叶面硅肥配施的处理均能显著提高产量。研究表明,生物炭与叶面硅肥配施能同时显著降低土壤中有效态镉含量和水稻籽粒镉含量,并具有显著的增产作用。     

生物炭与解磷菌剂配施对石灰性土壤生物化学性状及苜蓿产量的影响

为了了解生物炭与解磷菌剂配施应用效果的影响及探索其作用机制,以苜蓿为供试对象,采用盆栽2因素(增施生物炭和解磷菌剂)完全随机设计,研究生物炭与解磷菌剂不同用量配施对土壤养分、土壤酶活性、盆栽苜蓿养分及产量的影响。结果表明,生物炭与解磷菌剂配施可以明显提高土壤养分含量,并且解磷菌剂与高用量生物炭配施时效果更明显;单施生物炭和生物炭解磷菌剂配施的各处理与对照相比,土壤有机质含量最高分别增加64.59%,63.45%,土壤碱解氮含量最高分别增加259.56%,308.09%,土壤有效磷含量最高分别增加24.97%,34.95%,土壤速效钾含量最高分别增加19.39%,25.63%,差异均达显著水平;生物炭与解磷菌剂配施可以明显提高土壤酶活性,解磷菌剂与高用量生物炭配施时效果更明显;单施生物炭与生物炭解磷菌剂配施的各处理与对照相比,土壤脲酶活性最高分别增加158.67%,189.33%,土壤碱性磷酸酶活性最高分别增加20.89%,25.84%,土壤蔗糖酶活性最高分别增加100.4%,117.81%,土壤过氧化氢酶活性最高分别增加105.08%,125%,差异均达显著水平;生物炭与解磷菌剂配施可以明显提高苜蓿产量,并且解磷菌剂与高用量生物炭配施时效果更明显;单施生物炭和生物炭解磷菌剂配施的各处理与对照相比,苜蓿鲜质量最高分别增加57.58%,77.12%,苜蓿干质量最高分别增加122.33%,152.27%,差异均达显著水平;生物炭与解磷菌剂配施可以明显提高盆栽苜蓿对养分的吸收量,解磷菌剂与高用量生物炭配施时效果更明显;单施生物炭与生物炭解磷菌剂配施的各处理与对照相比,苜蓿对N素的吸收量最高分别增加236.82%,319.02%,苜蓿对P素的吸收量最高分别增加234.41%,308.06%,苜蓿对K素的吸收量最高分别增加208.73%,257.13%,差异均达显著水平。     

生物型化肥增效抗盐碱剂对土壤养分及水稻产量的影响

以盐丰47水稻品种为试材,采取小区对比试验方法,探讨了生物型化肥增效抗盐碱剂对耕层土壤养分含量及水稻产量的影响。结果表明:生物型化肥增效抗盐碱剂可降低耕层土壤的盐碱危害,活化土壤营养成分,增加土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,以促进水稻返青、分蘖的作用最为明显。在常规施肥(或减量)基础上,施生物型化肥增效抗盐碱剂各处理的水稻产量分别为9 897.0、9 550.0、9 148.5 kg/hm2,比常规施肥分别增加了5.16%、1.48%、-2.79%。因此,增施生物型化肥增效抗盐碱剂可增加耕层土壤速效氮磷钾养分含量,提高水稻产量。     

生物型化肥增效抗盐碱剂对土壤养分及水稻产量的影响

以盐丰47水稻品种为试材,采取小区对比试验方法,探讨了生物型化肥增效抗盐碱剂对耕层土壤养分含量及水稻产量的影响。结果表明:生物型化肥增效抗盐碱剂可降低耕层土壤的盐碱危害,活化土壤营养成分,增加土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,以促进水稻返青、分蘖的作用最为明显。在常规施肥(或减量)基础上,施生物型化肥增效抗盐碱剂各处理的水稻产量分别为9 897.0、9 550.0、9 148.5 kg/hm2,比常规施肥分别增加了5.16%、1.48%、-2.79%。因此,增施生物型化肥增效抗盐碱剂可增加耕层土壤速效氮磷钾养分含量,提高水稻产量。     

改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响

为明确生物炭和改性生物炭在碱性低肥力土壤上的改良培肥效果,采用温室盆栽试验的方法研究了不同施用水平[0(CK)、0.5%、1%、2%]生物炭和酸洗处理改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明:相较于CK,改性生物炭促进了玉米的地上部和根系干物质积累,同时显著增加了植株株高和叶面积,其中以2%施用水平表现最佳,其地上部干质量、根系干质量、株高、叶面积较CK分别提高了31.0%、61.7%、35.1%、48.2%;生物炭各施用水平处理玉米的地上部干质量和株高均显著下降,其中,1%和2%施用水平地上部干质量仅为CK的26.9%和29.2%。改性生物炭2%施用水平显著增加了玉米地上部氮、磷、钾养分吸收量,而生物炭处理地上部和根系的氮、磷、钾养分吸收量均出现不同程度地下降。2种生物炭类型均显著增加了土壤有机质含量;1%、2%生物炭处理土壤p H值分别显著增加了0.25、0.28个单位,改性生物炭2%施用水平增幅最高也仅0.10个单位。在低肥力碱性土壤中施用生物炭建议采用酸洗改性处理,以避免生物炭对作物生长发育可能存在的负面影响,且改性后的生物炭施用量以2%为宜。     

氮肥减量配施生物炭对水稻氮素吸收和土壤理化性质的影响

通过分析不同减氮水平下添加生物炭处理对水稻氮素吸收、土壤养分和酶活性的影响,为稻田土壤肥力培育和氮肥减施增效提供科学依据。通过设置盆栽试验,分析了不同氮肥用量和配施生物炭共计7个处理下土壤养分、酶活性和水稻不同部位氮素含量的差异。试验结果表明：与常规施氮处理(N100)相比,化肥减量处理的土壤铵态氮含量显著(P<0.05)提升37.5%～49.2%。添加生物炭处理的土壤pH值和有效磷含量分别显著(P<0.05)提升0.23～0.31个pH单位和16.1%～29.2%。与N100相比,适量减氮和添加生物炭可显著(P<0.05)提高土壤酶活性;减氮20%的处理(N80)较N100显著(P<0.05)提升水稻茎和穗的氮含量,增幅分别为24.2%和11.1%。减氮20%并配施生物炭的处理(BN80)较N80显著(P<0.05)提升水稻根、茎、叶、穗的含氮量,同时BN80、N80和BN60(减氮40%并配施生物炭的处理)的氮肥表观利用率较N100分别显著(P<0.05)提升25.5、16.3和19.4百分点。氮肥表观利用率与α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木聚...     

生物炭配施微肥对菜园土壤有效态重金属含量的影响

【目的】研究生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量的影响。【方法】采用室内模拟试验,向重金属污染的菜园土壤中添加皇竹草生物炭、咖啡渣生物炭、花生壳生物炭和微肥(铁肥、锰肥和硅肥),分别在处理14和28 d时测定土壤中5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Ni)的有效态含量。【结果】添加了生物炭或微肥土壤中的有效态重金属含量均比对照组低。其中单一钝化剂处理中,皇竹草生物炭和硅肥的钝化效果较好。在复配试验中,皇竹草生物炭+铁肥对土壤重金属Cu、Pb和Cd的钝化效果较好,处理14 d后其有效态含量的降幅分别达32.94%、31.26%和21.21%,对土壤有效态Zn含量的降幅为6.82%,但对土壤Ni的钝化效果不明显;处理14 d后咖啡渣生物炭+铁肥对土壤重金属Ni和Zn有效态含量的降幅也分别达22.64%和10.35%,钝化效果显著;处理28 d后,花生壳生物炭+铁肥对土壤重金属Cu钝化效果最好,有效态Cu含量降幅达49.06%;咖啡渣生物炭+硅肥对土壤Ni和Zn钝化效果最好,有效态含量降幅分别达23.73%和9.72%。【结论】生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量降低的效果优于单施生物炭或单施微肥,其中,皇竹草生物炭配施铁肥可用于土壤重金属Cu、Pb、Zn和Cd复合污染的钝化。     

基于非线性主成分分析的北方粳稻苗期耐盐碱性综合评价

【目的】通过鉴定北方粳稻种质资源的苗期耐盐碱性并筛选耐盐碱性鉴定的适宜指标,为北方粳稻耐盐碱育种和栽培提供参考。【方法】采用非线性对数主成分评价法,对水稻苗期进行盐碱胁迫,以水稻苗期的13个性状为指标,从形态特征、物质积累、生理特性对56份北方粳稻种质资源进行耐盐碱性综合评价。【结果】利用对数主成分分析将13项指标的耐盐碱系数转化为5个相互独立的综合指标,累积贡献率达86.368%。根据耐盐碱综合评价值Sf将56份材料分成5类,分别为极强耐盐碱型、强耐盐碱型、中耐盐碱型、盐碱中敏感型和盐碱敏感型。龙粳29、NF13G280、长白9号、龙粳46属极强耐盐碱型,占总材料数的7.1%。灰色关联分析结果表明,株高、百株地上鲜重、百株地上干重3个指标的耐盐系数与耐盐碱综合评价值的关联系数大于0.5,可作为苗期耐盐碱性筛选的指标。【结论】从56份北方粳稻种质资源中筛选出龙粳29、NF13G280、长白9号和龙粳46等4份极强耐盐碱种质材料,从13个指标中筛选出株高、百株地上鲜重、百株地上干重作为苗期耐盐碱性筛选的指标,该统计方法适宜作为北方粳稻苗期耐盐碱筛选模型。     

生物炭对京郊沙化地土壤性质和苜蓿生长、养分吸收的影响

通过田间试验研究了施用生物炭(14 t·hm^-2)和种植苜蓿对京郊沙化地的改良作用。试验设裸地(BL)、裸地添加生物炭(BLB)、种植苜蓿不加生物炭(A)和种植苜蓿添加生物炭(AB)四个处理。结果表明:添加生物炭使土壤容重显着减小11.5%~11.6%,pH值显着增加0.1~0.2个单位,田间持水量和总孔隙度分别增加9.1%~10.3%和7.6%~11.3%,土壤总氮、有机碳含量和氮、磷、钾、锌的有效含量分别增加10.3%~25.8%、52.8%~71.7%、12.7%~23.5%、141.7%~233.3%、47.7%~81.1%、94.2%~95.2%,有效铁含量最高减小29.1%,阳离子代换量(CEC)和钙、镁、锰、硼的有效含量无显着变化;种植苜蓿没有显着影响土壤pH值、容重、总孔隙度、田间持水量、CEC和氮、钙、镁、锌、硼的有效性,总体上显着减小了土壤含水量和总氮、速效磷、速效钾的含量,增加了铁和锰的有效含量。BLB处理土壤含水量比BL显着增加13.9%(P<0.05);添加生物炭使苜蓿地上部生物量、含水量和氮、磷、钾、钙、镁、铁、锌、锰、硼的吸收累积量分别显着增加91.1%、3.6%、110.0%、130.9%、200.4%、82.6%、44.8%、89.5%、102.7%、99.5%、104.7%.生物炭与苜蓿种植相结合可在短期内改善京郊沙化地土壤的理化性质、提高养分有效性和恢复植被。     

育秧基质对水稻秧苗生长与生理特征的影响

[目的]研究育秧基质对水稻秧苗生长与生理特征的影响。[方法]采用盆栽试验,设置了100%基质、75%基质+25%土壤、50%基质+50%土壤、25%基质+75%土壤、100%土壤5个配比处理,测定各处理播种后水稻秧苗成秧率、株高、叶龄、最大叶宽,并测定叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量及根系活力。[结果]75%基质+25%土壤处理秧苗生长最佳,其成秧率、株高、叶龄、最大叶宽等均高于其他处理,秧苗综合生理指标也显示75%基质+25%土壤处理优于其他处理。[结论]该研究为水稻育秧机械化及现代农业的发展提供了理论支撑。     

Effects of seedling age on the growth stage and yield formation of hydroponically grown long-mat rice seedlings

Understanding the characteristics of rice productivity is of great importance for achieving high yield formation. However, such traits have not yet been studied for different ages of hydroponically grown long-mat rice seedlings(HLMS), which constitutes a new method of seedling cultivation. Field experiments were conducted to evaluate the effects of seedling age on the growth stage, photosynthesis characteristics, dry matter production, and yield of HLMS. A conventional japonica rice cultivar(Wuyunjing 24) and an indica hybrid rice cultivar(6 Liangyou 9368) were used as test materials. The results showed that the whole phase was shortened by 13–15 days for young seedlings(13-day-old) compared with old seedlings(27-day-old), which occurred because the growth process accelerated with the transplantation of young seedlings. As seedling age increased, the dry matter weight of stems of individual plants and of the population increased at the transplanting stage but decreased at the maturity stage(MS). Compared with that of 27-day-old seedlings, the average ratio of panicle weight to total plant dry weight of 13-day-old seedlings during a 2-year period increased by 3.71% for Wuyunjing 24 and by 3.78% for 6 Liangyou 9368 at the MS. Moreover, as seedling age increased, the leaf area index and photosynthetic potential decreased for both cultivars, and the photosynthetic rate markedly decreased at the heading stage(HS). With the exception of that of Wuyunjing 24 from the jointing stage to the HS in 2014, the crop growth rate was higher for young seedlings than for old seedlings. Grain yield significantly decreased with seedling age, but no significant difference was detected between the 13-and 20-day-old seedlings for either cultivar. Therefore, equilibrious and high biological yield formation, vigorous growth in the late stages, and high photosynthetic production capacity are important characteristics and causes of the efficient and sustainable output of photosynthetic systems and for achieving high yield formation in young transplanted seedlings(13–20-day-old).     

水稻无盘抛秧剂对旱育秧苗的综合效应

无盘抛秧剂包衣稻种进行旱地育苗是水稻无盘旱育抛秧方式的核心技术.本研究采用无盘抛秧剂包衣种子,分析无盘旱育秧苗与塑盘旱育秧苗、常规旱育秧苗生理机能的差异.结果表明:无盘抛秧剂包衣层具有吸水速度快、吸水量大的特点,能增加秧苗根部土壤含水量,并起到蓄水保水作用;与塑盘旱育秧苗和常规旱育秧苗相比,无盘旱育秧苗叶片的叶绿素含量增加11.2%～21.0%、光合速率增加5.0%～29.2%、植株伤流量增加32.3%～72.7%、植株相对含水率提高3.88～14.29个百分点、植株可溶性糖增加30.2%～49.8%、植株含氮量增加19.1%～39.4%、植株根SOD活性提高26.0%～47.6%、植株叶SOD活性提高23.3%～35.7%.无盘旱育秧苗素质明显提高,抛栽后发根早、发根多、立苗速度快,为本田期水稻健壮生长奠定了基础.     

生物炭对大白菜幼苗生长的影响

以2个大白菜品种为试材,在常规育苗基质中添加不同比例的花生壳生物炭或玉米秸秆生物炭,研究生物炭对大白菜幼苗生长的影响。试验结果表明,生物炭添加有助于提升基质的通气性,与常规育苗基质相比增幅为 2.1%~42.1%,显着提升了C/N和速效钾含量,增幅分别为23.9%~131.2%和48.8%~297.2%,同时,生物炭添加降低了基质碱解氮与有效磷含量,降幅分别为10.4%~44.8%和7.1%~20.8%,基质毛管孔隙度降幅为14.0%~19.6%.在花生壳生物炭与常规育苗基质等体积比混合处理中,大白菜幼苗株高、茎粗、叶绿素含量、植株鲜干重及壮苗指数等最高,长势最佳,但出苗率最低。     

生物质焦对冷浸田水稻生长·产量的影响

[目的]探索生物质焦在冷浸田上的应用效果,以期为改良冷浸田提供科学依据。[方法]以D优202水稻为材料,采取田间小区试验的方法,研究不同用量生物质焦对水稻生长、产量的影响。[结果]施用生物质焦能够提高冷浸田早期土温,促进水稻的生长发育,特别是水稻分蘖期干物质积累明显,比对照增加17.6%～22.7%;增施生物质焦能明显提高水稻产量,比对照增加8.7%～14.8%,水稻产量先随生物质焦用量的增加而逐渐提高,但当用量超过2 250 kg/hm2时产量下降。经过回归分析,计算出最高产量生物质焦用量为2 238.8 kg/hm2。[结论]生物质焦能提高水稻生长发育前期土壤温度,解决冷浸田山阴水冷、水稻前期生长缓慢、易僵苗等问题,促进水稻干物质积累,促进水稻对氮、磷、钾等养分的吸收,提高水稻产量。生物质焦可以作为冷浸田的一种改良剂在生产上推广应用。     

生物炭对碱性砂质土壤小麦出苗及幼苗生长的影响

为探究生物炭还田对砂质土壤小麦出苗和幼苗生长的影响及原因。本研究设置2个盆栽试验。试验1比较0%、0.6%、1.8%、3.6%和5.4%(质量分数)5个生物炭梯度对小麦出苗率、小麦萎蔫时含水量和有效水含量的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加出苗率及有效水含量呈降低趋势,小麦萎蔫时含水量则与之相反。在此基础上,试验2进一步研究30%~50%(WL)、50%~70%(WF)、70%(WE)3个水分梯度下生物炭施用量与5个生物炭梯度的耦合效应试验,分析其对幼苗生长、土壤pH和EC的影响。结果表明,各水分梯度下施用过量生物炭(3.6%)抑制小麦幼苗生长,WF和WE水分条件下土壤pH和WL、WF和WE水分条件下土壤电导率均与小麦根系活力、植株含水量和地上部生物量显著负相关。综合表明,在碱性土壤中施用生物炭后会提高土壤pH和EC,从而抑制小麦出苗和幼苗生长。     

不同土壤水分条件对真桦幼苗形态特征、生物量及光合生理特征的影响

通过人工控水土培方法,研究了不同水分条件下真桦幼苗的生长、形态、生物量和生理特征的变化规律。结果表明,生长在干旱土壤条件下的植株,其净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别比生长在湿润条件下降低62.5%、85.9%和76.6%,而水分利用效率提高了60.2%;生长季末,低土壤含水量环境中的真桦幼苗植株矮小,速生期和生长周期相对变短,幼苗的单株总生物量降低,比叶面积降低,根茎比提高,细根与总根重的比率提高。真桦幼苗对水分亏缺较为敏感,应尽量避开干旱条件。     

生物炭和石灰对红壤理化性质及烟草苗期生长影响的差异

我国南方红壤普遍存在酸性强、铝毒和有效养分含量低等特性,本文研究了生物炭和石灰对红壤理化性质及烟草生长的差异,为烟田红壤改良提供理论基础。采用盆栽试验,设置0、0.5%、1%、2%生物炭用量与传统石灰用量(0.3%)等5个处理,研究了其对红壤pH值、交换性铝和锰、有效态矿质养分含量,以及烟草农艺性状、烟叶矿质养分含量等的影响。结果表明:施用生物炭或石灰后,烟草株高、茎粗和叶片数目等农艺性状明显改善,生物量显著提高。0.5%和1%生物炭处理烟叶的N、P、K、Ca和Mg含量较对照处理明显提高,但2%生物炭处理,烟叶N含量比对照处理降低了9.3%。与对照处理相比,石灰处理中烟叶的N、P和Ca含量增加,K和Mg含量下降。施用生物炭和石灰均能够提高红壤pH值,降低其交换性铝含量;且施用生物炭土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量均高于对照处理;而石灰处理仅交换性钙含量增加,交换性锰含量则减少。因此,施用生物炭和石灰均能促进红壤中烟草的生长,并有效改善红壤的理化性状。