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.     

不同烟秆生物炭用量对烤烟生长及产质量的影响

[目的]研究烟秆生物炭不同施用量对烤烟生长及产质量的影响.[方法]施用不同用量的烟秆生物炭,对烤烟大田生育期、农艺性状、抗病性、经济性状、烟叶外感质量进行分析.[结果]烟秆生物炭不同用量对烤烟大田生育期、烟叶产量、质量、外感质量影响较大,以施用生物炭5025 kg/hm2烤烟农艺性状、经济性状和烟叶外观质量最优.[结论]该研究可为贵州省在烤烟生产上推广应用烟秆生物炭提供理论依据.     

育苗基质添加辣椒秆生物炭对辣椒幼苗生长与养分的影响

[目的]探究辣椒秸秆炭化后培育优质幼苗的可行性,为实现辣椒秸秆资源的高效利用提供参考.[方法]以辣椒秸秆不同部位为原料制备生物炭,分别添加2％或5％至育苗专用基质中,研究生物炭对辣椒幼苗生长与养分的影响.[结果]育苗基质添加辣椒秆生物炭可促进辣椒幼苗生长发育,增加幼苗生物量及养分含量.与不添加(CK)相比,添加2％茎基...     

不同生物炭种类和用量对镉胁迫下小麦幼苗光合特性和镉积累的影响

【目的】研究泡桐生物炭、玉米秸秆生物炭和竹炭的施用对镉(Cd)污染土壤中小麦幼苗生长参数、光合特性和镉积累特性的影响。【方法】以小麦为供试材料进行盆栽试验,试验设置10个处理,分别为不施用生物炭(CK)、施用不同比例的泡桐生物炭(PB)、玉米秸秆生物炭(CB)和竹炭(BC),各设置3个质量分数,即1%、5%、10%,分别记为PB1%、PB5%、PB10%、CB1%、CB5%、CB10%、BC1%、BC5%、BC10%。【结果】施用生物炭整体上提高了小麦幼苗的各项生长指标,但PB10%处理相较于对照组降低了株高、根长、地上干质量和总生物量;施用泡桐生物炭降低了镉污染土壤中小麦幼苗的光合速率,在质量分数5%施用量下可以显著提升小麦幼苗的胞间二氧化碳体积分数和气孔导度;玉米秸秆生物炭在质量分数1%施用量下可以显著提升小麦幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,在质量分数10%施用量下,显著提升小麦幼苗的蒸腾速率;施用竹炭时净光合速率蒸腾速率气孔导度与对照组无显著差异,但是显著降低了胞间二氧化碳体积分数;PB10%处理时显著降低了小麦幼苗地上镉含量,不同处理均增加了小麦幼苗地下部位镉含量。玉米秸...     

烟秆与竹炭基肥对植烟土壤碳氮组分及微生物的影响

【目的】通过大田试验，研究烟秆和竹炭基肥施用对植烟土壤碳氮组分及微生物的影响，为提升植烟土壤质量提供依据。【方法】设置不施肥、烟草专用肥、烟秆炭基肥及竹炭基肥4个处理，研究烟秆与竹炭基肥施用后植烟土壤pH、碳、氮组分变化规律及其对酶活性、微生物群落的影响。【结果】与烟草专用肥处理相比，施用烟秆炭基肥和竹炭基肥，土壤pH均提高0.5个单位以上，可溶性有机碳含量分别提高21.4%和30.7%，易氧化有机碳含量分别提高32.4%和17.9%，可溶性有机氮含量分别提高50.7%和37.7%，颗粒有机氮含量分别提高28.0%和12.7%，土壤蔗糖酶活性分别提高9.4%和3.6%，微生物量碳含量均提高30%以上。烟秆炭基肥处理土壤细菌群落Chao1指数与烟草专用肥处理和竹炭基肥处理相比分别显著提高5.4%和3.2%，而三者间的土壤细菌群落Observed species和Shannon指数无显著差异。烟秆和竹炭基肥处理均影响土壤细菌群落组成结构，变形菌门与不施肥处理相比分别下降5.0%和3.4%。与烟草专用肥处理相比，竹炭基肥处理厚壁菌门丰度提高18.3%，烟秆炭基肥处理玫瑰弯菌属丰度提升64.8...     

生物炭对土壤性质及黄瓜和生菜幼苗生长的影响

[目的]研究生物炭对土壤性质、黄瓜和生菜发芽率及幼苗生长的影响。[方法]通过盆栽试验,采用不同剂量生物炭和不同蔬菜类别双因素设计,在土壤中添加不同比例的竹制生物炭后,分析其对土壤有机质、持水量、p H值、EC值、硝态氮含量,测定黄瓜和生菜发芽及幼苗生长的影响。[结果]土壤有机质含量随着生物炭施用量的增加先升高后降低;土壤电导率值呈现上升趋势,土壤p H值无明显变化;生物炭显著提高了土壤中硝态氮的含量。与对照相比,生物炭显著提高了黄瓜与生菜的发芽率,对黄瓜株高没有明显影响。生菜株高、黄瓜干鲜重均随着生物炭添加量的增加呈线性增加,而生菜的干鲜重则随着生物炭添加量的增加呈现先增加后减少的趋势。[结论]黄瓜与生菜的发芽率及生长在2%~4%的生物炭添加量范围内表现最好。     

烟秆炭修复重金属污染土壤的效应及对烟草生长的影响

为了评估烟秆炭修复重金属污染土壤上种植烟草Nicotiana tabacum的可行性,以烟秆炭作为土壤修复剂,以重金属污染土壤为研究对象,利用盆栽实验研究了不同烟秆炭施加量（0,20,40,80 g·kg-1）对重金属污染土壤肥力、重金属生物有效性、土壤酶活性指数及烟草产量、烟叶重金属质量分数的影响。结果表明:施用烟秆炭可以显著提高重金属污染土壤pH值、土壤肥力和土壤酶综合活性指数,显著降低污染土壤重金属生物有效性。与对照相比,添加80 g·kg-1的烟秆炭对土壤肥力的改善、酶活性指数的提升和对土壤中镉的钝化效果最好,土壤有机质和有效磷质量分数分别显著（P < 0.05）提高了2.0倍和3.4倍,土壤酶指数显著提升了24.8%;但施用施加40 g·kg-1的烟秆炭已能使铜、铅的钝化效果达到最佳,与对照相比分别显著（P < 0.05）下降了33.7%和29.5%。另一方面,施用烟秆炭能显著（P < 0.05）增加烟草有效叶数和叶片的宽度,烟叶鲜质量在炭施加量为40 g·kg-1时达到最高,比对照显著（P < 0.05）提高了近50.0%,同时烟叶中铜、镉质量分数降至最低。综合分析当烟秆炭施加量为土壤总质量的4%时,其对重金属污染土壤的修复效果最好。因此,利用烟秆制成的生物质炭修复重金属污染土壤种植烟草是可行的。     

麦秸和烟秆生物炭对氮肥硝化作用及N2O和NH3排放的影响

【目的】研究生物炭对氮肥硝化过程中硝态氮、铵态氮含量及N₂O、NH₃排放的影响,为提高肥料氮的利用率、减少氮损失提供参考。【方法】在陕西关中地区,采集小麦 玉米轮作大田耕层0~20 cm土壤,采用室内培养试验,在供试土娄土中分别添加麦秸和烟秆生物炭,同时施用氮肥尿素,施氮量90 kg/hm²,每种生物炭添加量设3个水平（0（对照）和15,30 Mg/hm²）,试验共计6个处理,测定尿素硝化过程中不同处理土壤硝态氮、铵态氮含量以及N₂O、NH₃排放通量的动态变化。【结果】与对照相比,添加两种生物炭均可以降低土壤铵态氮和硝态氮含量,显著抑制尿素的硝化作用,其中高量麦秸生物炭的抑制作用更明显,烟秆生物炭较麦秸生物炭的抑制作用更强。添加烟秆生物炭和麦秸生物炭均可以增加尿素硝化过程中N2O排放通量以及总排放量,而且高量烟秆生物炭处理的N₂O总排放量显著高于低量烟秆生物炭处理。与对照相比,两种生物炭之间NH₃总排放量无显著变化,表明土娄土中添加生物炭对尿素硝化过程中氨的挥发无显著影响。【结论】在土娄土中施用生物炭有增加温室气体N₂O排放的风险,建议采用改性生物炭或采取相应的其他措施减少N₂O的排放。     

不同原料来源生物质炭对蔬菜种植土壤氮磷流失的影响

选择由竹子、水稻秸秆和烟草杆制成的生物质炭,研究不同原料来源生物质炭在不同添加量条件下对蔬菜生长和土壤氮磷流失的影响。结果表明,生物质炭种类和添加量对蔬菜生长和下渗水量产生了影响,且各处理均降低了氮磷流失,但各处理间规律不明显。对总氮和总磷流失,竹炭分别降低2.6%~19.4%和9.1%~30.3%,秸秆炭分别降低5.5%~20.4%和13.9%~19.0%,烟草杆炭分别降低4.1%~17.9%和17.6%~28.7%,生物质炭添加对降低总磷流失效果优于总氮。当竹炭和烟草杆炭添加量为5%时,对总氮总磷流失降低效果较佳,可作为实际应用参考添加量。     

施用南荻生物炭对水稻养分利用特征的影响

为实现南荻秸秆炭化利用,缓解洞庭湖区因秸秆处置不当造成的环境压力,评估南荻生物炭农用增效潜力,本研究选用南方第四纪红土母质发育的红黄泥和花岗岩母质发育的麻砂泥水稻土,设置6个不同用量的南荻秸秆生物炭处理（质量比0、1%、2%、4%、6%和8%,0~20 cm土层）,采用水稻盆栽试验,探究南荻秸秆生物炭不同施用量对两种类型土壤水稻养分利用特征的影响。结果表明,南荻秸秆生物炭不同施用量和土壤类型对水稻各器官及地上部干物质累积、养分吸收均有影响。与不添加生物炭相比,添加生物炭处理下的麻砂泥和红黄泥水稻地上部干质量分别提高了0.6%~18.6%和15.5%~42.4%;添加4%生物炭的麻砂泥水稻地上部氮、磷和钾养分累积量分别提高了 8.6%、10.5%和 82.5%,红黄泥水稻分别提高了 33.8%、100.0%和 125.3%;二次回归方程与肥炭耦合模型拟合表明,麻砂泥和红黄泥水稻氮素利用的生物炭适宜添加量分别为2.51%和4.80%,磷素利用的生物炭适宜添加量分别为 4.33%和 7.03%,钾素利用的生物炭适宜添加量分别为 4.67%和 4.81%。因此,施用南荻生物炭有利于促进水稻氮磷钾养分累积和生长,生物炭添加量与土壤条件是影响肥炭耦合效应的重要影响因素。     

不同生物质炭对烤烟青枯病发病情况及烟叶生长的影响

2014年通过田间小区试验,比较了不同生物质炭对烤烟青枯病、烟叶产量和质量的影响。结果表明,在烟叶生长前期雨水偏多的湖北宣恩地区,在"三先"时施入15 000 kg/hm~2烟秆生物质炭或稻壳生物质炭都可以促进烟叶前期的生长,对青枯病都有一定的防治效果,移栽后63 d的防治效果分别为49.93%和60.03%;进入成熟期稻壳生物质炭的防治效果为31.92%,而烟秆生物质炭的发病率比对照提高了18.18%。施用烟秆生物质炭的烤烟产量下降了4.48%,产值下降了8.83%,中上等烟比例增加了20.66个百分点;施用稻壳生物质炭的烤烟产量下降了29.21%,产值下降了26.78%,中上等烟比例增加了8.16个百分点。因此,每公顷施用15 000 kg稻壳生物质炭对烤烟青枯病有明显的防治效果,但降低了烟叶产量;而施用烟秆生物质炭会加重青枯病发病情况,对烟叶的经济性状影响较小。     

紫云英翻压条件下生物炭施用量对水稻Cd迁移积累的影响

[目的]稻田重金属污染已成为威胁我国粮食安全的主要问题之一.紫云英是我国南方种植水稻的主要绿肥作物,为研究翻压紫云英条件下,化肥配施生物炭对水稻产量及水稻镉(Cd)吸收、迁移和积累的影响.[方法]采用盆栽试验,在紫云英替代30％氮肥条件下,设置4个生物炭添加水平[CK(0 g/kg),C25(2.5 g/kg),C50(5 g/kg),C100(10 g/kg)],分析不同生物炭施用量对水稻生长及镉迁移积累的影响.[结果]生物炭表面具有多个不规则球状凸起,球状凸起表面有少量残屑附着且生物炭自身含有羟基、羰基和羧基等较多的含氧官能团;生物炭的施加可明显提高水稻各器官干物质量,C50处理水稻根干物质量显著(P<0.05)高于C25和C100处理,分别提高了30.9％和44.4％;其水稻秸秆和籽粒干物质量显著(P<0.05)高于CK和C100两个处理,秸秆干质量分别提高了14.3％和14.1％,籽粒干质量分别提高了52.5％和26.3％;与不添加生物炭相比,施用生物炭能明显提高水稻籽粒产量,在25 g/kg和50 g/kg的生物炭添加量时显著提高,分别提高了52.5％和33.7％;生物炭的施加可降低水稻籽粒中的Cd含量,C25、C50、C1003个处理较对照分别降低了13.2％、14.1％和11.0％;生物炭能抑制Cd在水稻各器官中的转运,所有转运过程的转运系数(TF)均有降低,与对照相比,TF地上部位/根的降低幅度为5％～11.6％,TF秸秆/根的降低幅度为1.5％～10.4％,TF籽粒/秸秆的降低幅度为6.1％～12.1％.[结论]生物炭具有较大的比表面积和多种含氧官能团,能有效钝化土壤重金属;翻压紫云英条件下添加生物炭不仅能提高水稻产量,还能降低水稻籽粒中的Cd含量,抑制Cd向水稻籽粒的转运,该施肥方案对Cd污染土壤的水稻安全生产具有一定参考价值.     

不同材料生物炭和施用量对小麦和黄瓜种子萌发和根茎生长的影响

为明确不同生物炭材料和添加量对小麦和黄瓜种子萌发和根茎生长的影响,通过分析4种不同材料制备生物炭[花生壳生物炭(PBC)、玉米秸秆生物炭(MBC)、杨木屑生物炭(ABC)和竹屑生物炭(BBC)]组分特征,及设计发芽培养试验,测定4种生物炭的不同添加量(0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1))对小麦种子(须根系)和黄瓜种子(直根系)发芽率和根、茎生长的影响。结果表明:4种生物炭均呈碱性,孔隙结构明显,表面有-O-、-OH、-C=O等含氧官能团。各生物炭除含有对植物生长有利的营养元素外,其浸提液和施用土壤也测出多种PAHs有机化合物,且不同材料生物炭PAHs含量存在显著差异。与CK相比,生物炭对小麦和黄瓜种子的发芽率无显著影响,但对其根、茎生长影响显著。随着生物炭添加量的增加,两种作物根长和茎长均表现出低添加量促进、高添加量抑制的趋势,达到160.0 g·kg~(-1)生物炭对两种作物的根长和茎长均表现出明显抑制作用。PBC添加量在80.0 g·kg~(-1)时,小麦根长、茎长提高101.67%和173.82%,对黄瓜根长、茎长分别提高了31.58%和85.14%,效果最优;而MBC、ABC和BBC则在添加量为40.0 g·kg~(-1)时达到最优效果,小麦根长、茎长生长率提高了45.26%～83.49%和79.30%～133.17%,对黄瓜根长、茎长生长率提高了18.55%～39.77%和63.14%～84.00%。总体上,各生物炭处理对须根系小麦种子根长和茎长的促进效果优于直根系黄瓜种子。研究表明,不同原料生物炭组分和性质差异显著,其材料种类和投入量均极显著影响小麦和黄瓜根、茎早期生长,且交互作用显著,因此,根据生物炭制备材料,探讨其理化特性,并筛选其最适用量,对生物炭的安全应用具有重要意义。     

生物炭对水稻镉吸收的影响

为明确施用生物炭对水稻镉吸收的影响,研究了不同生物炭施用量(1.5%、3.0%、6.0%)对土壤pH、土壤有效态镉含量、水稻产量、水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明:施用生物炭能够显著提高土壤pH,比对照组分别增加0.05,0.11,0.16。施用生物炭能够降低土壤中有效态镉的含量,比对照组分别降低2.4%、3.8%、7.1%。施用生物炭能够增加水稻产量,施用生物炭的3个处理水稻产量均高于对照处理,但差异不显著。施用生物炭能够抑制镉向水稻植株中迁移,显著降低水稻籽粒中镉的含量,比对照组分别降低20.2%、21.5%、25.8%。在镉污染土壤中施用生物炭可显著降低镉的有效性,降低了水稻镉污染的风险,对保障粮食安全具有重要意义。     

生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响

[目的]探究生物炭对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响。[方法]通过向序批式厌氧消化系统中添加不同比例生物炭,研究其对餐厨垃圾厌氧消化效率及系统稳定性的影响。[结果]生物炭的添加可有效调节系统C/N,减少氨氮抑制,增强微生物活性,提高系统稳定性及厌氧消化产气效率。未添加生物炭处理(CK)的累计产气量为1 618 m L,甲烷含量为39%;而添加生物炭处理平均累计产气量达(2 939±473)m L,且平均甲烷含量均在50%以上;反应体系中添加生物炭处理的氨氮浓度均保持在2 000 mg/L左右,而对照处理的氨氮浓度均在2 500 mg/L以上,系统稳定性较差。生物炭添加量7%处理的累计产气量最高,达3 307 m L,平均甲烷含量55%,产甲烷菌群活性最高时,辅酶F420吸光值可达0.68,TS、VS和油脂去除率分别为60%、72%和61%。[结论]该研究可为餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用提供科学依据。     

盐碱胁迫下生物炭对甜菜生长的影响

【目的】研究盐碱胁迫下施用不同比例生物炭对甜菜生长、内源激素含量和产质量的影响,为盐碱地的修复、开发和利用以及盐碱地甜菜的优质高产栽培提供依据。【方法】采用桶栽试验,以不添加生物炭为对照,设3个生物炭处理,即生物炭用量为风干土质量的1%,3%,5%,于子叶完全展开时测定甜菜幼苗出苗率,并于不同时期随机取样测定光合指标、叶绿素、干鲜质量以及植物内源激素和含糖率,分析各生育期施加生物炭对盐碱胁迫下甜菜生长的影响。【结果】施加1%,3%,5%的生物炭均可提高甜菜的出苗率,且施用量越大出苗率越高;不同生物炭处理可分别提高甜菜地上和地下干物质量以及根冠比,其中3%和5%处理较对照提升效果显著。甜菜叶片的叶绿素含量、净光合速率和气孔导度随生物炭用量的增加整体呈上升趋势。施加不同生物炭处理均降低了甜菜叶片ABA含量,且ABA含量随生物炭用量增大呈先下降再上升的趋势,3%处理下ABA含量最低;施加不同生物炭处理均可显著提高叶片CTK和GA3含量。随生物炭用量增大,块根产量增加,含糖率下降,产糖量增加且显著高于对照,其中3%处理的产糖量最高。【结论】生物炭对盐碱胁迫下甜菜生长和产质量有明显促进作用,以生物炭用量3%的产糖量最高。     

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。     

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。     

不同生物炭混施对土壤养分和蚕豆生长的影响

生物炭在农业生产和环境保护方面具有广泛的应用前景,生物炭在高海拔区的应用研究具有重要的现实意义。结合生物炭单独施用和混施2种方式,研究竹炭和木炭不同添加比例对蚕豆株高、生物量和土壤有机质、全磷和全氮含量的影响。结果表明:不同生物炭对土壤养分和蚕豆生长具有一定的促进作用。其中,就生物炭施加方式来看,混施优于单施;在对土壤养分和蚕豆生长的影响方面,木炭大于竹炭;WBC2处理(2%木炭、2%竹炭按质量比1∶1混施)对土壤有机质和全氮含量的影响显著;BC2处理(添加2%木炭)对全磷含量的影响显著。总体上看,WC3处理(添加3%木炭)对株高、生物量、有机质及全氮含量等指标的综合影响比较好。在大棚盆栽条件下,添加3%木炭有利于提高土壤养分和促进蚕豆生长。     

水稻配方肥添加炭酶增效剂的肥效研究

通过田间试验,比较添加不同比例炭酶量的配方肥对水稻产量和农艺性状的影响。结果表明:施用添加炭酶的配方肥能促进水稻分蘖、增加有效穗数和提高结实率,改善农业性状,从而达到增产的目的。随着炭酶添加量的增加,水稻产量也逐渐增加,以3%～4%炭酶的添加量为宜。