生物炭对东北大豆不同生育期根际黑土环境的影响

为探讨施用生物炭对东北大豆不同生育期内黑土理化性质和土壤微生物数量的影响,研究不同用量生物炭T0(0 kg/hm2)、T1(350 kg/hm2)、T2(750 kg/hm2)、T3(1500 kg/hm2)对东北黑土土壤有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾、土壤酶(脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶)、土壤团聚体、有机碳(总有机碳、水溶性有机碳、微生物量碳和易氧化碳)和微生物量的影响.结果表明,土壤施加生物炭可提高大豆不同生育期土壤有机质的含量,其中T3处理提高土壤有机质含量29.32％;生物炭对大豆成熟期土壤pH有一定改良作用;碱解氮在大豆生育期内逐渐下降,且含量均大于对照;生物炭对大豆开花期和成熟期土壤有效磷的提高有显著作用;生物炭对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖转化酶和磷酸酶活性影响较大,整体上提高了这4种土壤酶的活性;生物炭可提高黑土土壤聚团体的稳定性及积累黑土土壤中总有机碳、水溶性有机碳、微生物量碳和易氧化碳,且土壤中细菌和真菌总数显著增加.综上所述,生物炭施用后对东北黑土土壤的理化性质有显著影响,这些环境因子的改变驱动了土壤中微生物数量的变化.     

生物炭在农业上的研究进展

近年来,随着亚马逊黑土增产作用的出现,对于生物炭的研究不断深入,发现其良好的理化性质可作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂,开始成为农业领域的研究热点。生物炭农用是碳减排的过程,将废弃生物质生产成生物炭,不仅解决了废弃生物质问题,而且给农业生产带来显著效果。通过国内外有关研究成果的综合分析,重点阐述了生物炭对土壤性质和作物生长的影响。     

2016—2020年环境土壤学研究进展与热点分析

为了形象客观地了解国内外2016—2020年环境土壤学相关研究的发展特点,本文收集了发表在Web of Science和中国知网上土壤环境领域的相关文章,利用Web of Science自带分析工具和文献计量学软件CiteSpace,分析了该领域的研究现状、发展方向和热点。结果显示,2016—2020年间土壤环境领域研究成果丰硕,发展平稳,中美两国发文占比超过国际领域发文的50%。国际环境科学类刊物Science of the Total Environment、Environmental Science and Pollution Research和Chemosphere发文量最高,土壤科学类期刊Geoderma、Catena、Plant and Soil和Soil Biology Biochemistry也在发文前十行列。从国际上看,土壤环境领域共有微生物群落、有机碳、生物炭改良、N2O排放、重金属、土壤侵蚀、机器学习、保护性农业8个重要研究方向及相关热点;国内研究紧跟国际发展,侧重于土壤有机质、养分和微生物等研究热点,也围绕土壤水分、生物炭、土壤侵蚀和作物产量等热点开展了大量研究。     

基于CNKI的土壤微生物措施改良土壤研究

为深入了解我国运用土壤微生物措施改良土壤的研究领域发展概况,同时为该领域的科研提供数据参考,利用CNKI数据库,采用文献计量学的方法,通过分析比对年度发文量趋势、主要发文机构、高被引文章和主要关键词,了解研究状况.结果表明:我国运用土壤微生物改良土壤的研究呈逐年增加趋势;主要研究机构集中在农业类大学中,以河南农业大学研究质量较高;土壤改良剂、生物炭等微生物措施是该方面研究的热点.     

生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展

因农业活动产生的温室气体,已成为加速全球气候变暖的重要环境因子。利用生物炭作为肥料载体制备生物碳基肥料,是同步实现农作物增产增收和土壤理化性质改良的新型工艺。该文在国内外前沿研究成果和文献综述的基础上,阐述了生物炭基肥在加工、制备和改性工艺方面的最新研究进展以及在生产物炭基肥农田应用研究进展,包括生物炭基肥对土壤微生物群落结构、对肥料养分、对作物生长和产量的影响和农田应用的发展趋势。并针对存在的问题和技术需求,就施用生物炭的生态影响研究,系统评估生物碳基肥料施用带来的生物多样性减少和生态系统失衡等潜在生态风险方面进行了展望。     

宁夏盐碱土改良工作50年回顾与展望

宁夏盐碱土改良在基础方面的研究成果主要有：盐碱化的形成机理，作物耐盐极限与盐碱土分类，地下水位临界值、白僵土的性质，灌溉回归水利用对次生盐化的作用等；在改良技术方面涉及到水利工程技术、农业技术，化学与生物改良技术等的开发与应用；在盐碱土改良的方法论方面有：银北种稻布局研究，电排设施的管理与技术方案组合等，在对宁夏盐碱土改良现状区情分配的基础上，讨论了今后宁夏盐碱土改良研究工作应该重点开展的领域。     

生物炭对土壤微生物量及其群落结构的影响

大量研究表明,生物炭对不同类型土壤中微生物量及群落结构特征影响不同,为探讨这种影响差异是来自生物炭类型还是土壤本身特征,选择红壤和黑土两类典型土壤同时开展了生物炭对不同类型土壤微生物量及其群落结构的影响作用研究,为生物炭在不同类型农田土壤中的应用提供一定借鉴和参考。采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃)作为供试材料,分别按照炭土质量比0、1%、2%和4%施用于红壤和黑土中,通过41d的好气培养试验,研究生物炭对土壤pH、有机碳(SOC)、全氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)的影响,以及磷脂脂肪酸(PLFA)表征的微生物群落结构的影响。结果表明:从时间尺度变化规律来看,两类土壤中SOC和TN含量随着培养时间的延长而逐渐降低,土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、MBC以及MBN呈现波动性变化规律,这与土壤中可利用态碳氮养分消耗有关。从生物炭添加效果来看,生物炭对两类土壤生化性质和微生物群落结构的影响差异显著:生物炭能够显著提高红壤pH,达1.9%~17.0%,而对黑土pH影响不明显;生物炭能显著提高红壤和黑土中SOC含量,对红壤SOC的提升潜力更大,达18.6%~85.7%,而对NH_4~+-N和NO_3~--N含量影响不显著。生物炭会降低红壤中MBC、MBN和PLFA含量及其微生物群落结构多样性,降低幅度分别为17.4%~50.2%、19.8%~23.9%、24.9%~43.1%,对细菌/真菌没有显著影响;然而,生物炭的添加能够提高黑土MBC、MBN和PLFA含量及其微生物群落结构多样性,PLFA总量是对照的1.2~1.6倍,并增加微生物群落结构中细菌的比例。施用生物炭能够改善红壤和黑土的养分状况,且对有机质含量较低的酸性红壤的提升潜力更强;生物炭对土壤微生物量及群落结构的短期影响受特定土壤生化性质影响很大,其长期作用影响还需进一步研究。     

基于文献计量分析近11年土壤有机碳的研究进展

为了解土壤有机碳的研究现状和热点动态,基于文献计量分析,在Web of Science核心数据库中以土壤有机碳为主题词进行检索,通过筛选将得到的891篇相关高被引论文作为研究数据,利用VOSviewer和Citespace软件对以土壤有机碳为主题词的文献进行定量分析。结果表明：1)高被引文献在2012—2022年间总体呈上下波动状态。2)环境科学、生态学和多学科科学等学科是土壤有机碳研究涉及的主要学科领域,多学科科学逐渐成为研究的主要趋势,在该领域占有重要地位。3)Yakov Kuzyakov和中国科学院是土壤有机碳研究相关领域的主要贡献作者和机构;中国科学院和Yong Sik Ok分别为该研究领域内与其他科研机构和作者之间合作最为密切的机构和作者。4)通过对关键词和突现词的分析得出,该领域的主要研究热点和发展趋势主要集中在土壤中CO₂含量的变化对大气中温室气体含量与气候变化之间的关系、农业土地利用中土壤有机碳封存与固定和热解温度对生物炭影响的相关研究。总体而言,在全球气候变暖的背景下,土壤有机碳的研究仍然是目前研究的热点主题,今后应更加注重不同环境、不同区域间的...     

新型生物除草剂应用前景广阔

由中国水稻研究所有关专家主持完成的“稻田主要恶性杂草的微生物除草剂研究”日前通过专家鉴定。有关专家认为,该成果筛选并选育了有良好应用前景的稗草病原菌,建立了以稗草为主要原料的廉价高效的HGE孢子批量生产技术。研究成果在稗草生物除草剂研究领域达国际水平。该研究利     

生物炭改良土壤机理及其在我国热区应用前景综述

近年来,生物炭在农业废弃物的有效利用、土壤改良、环境修复等方面发挥着重要作用,日益受到国内外研究者的关注。众多研究结果表明:生物炭可以通过改善土壤结构,提高土壤p H和有机质含量,增加土壤养分有效性,提高土壤酶活性,调控土壤微生物环境,进而改良土壤,促进作物生长。本文从生物炭对土壤物理、化学性质、土壤养分、酶活性和土壤微生物的影响等方面,综述生物炭改良土壤的机理。同时结合我国热带亚热带农业生产现状,从原材料供应和土壤环境条件等方面,分析生物炭在我国热带亚热带地区的应用前景,为生物炭的广泛利用及热带亚热带地区土壤改良提供理论参考和借鉴。     

有机物料添加对黑土团聚体稳定性及有机碳影响

东北黑土区土壤质量退化主要表现为有机质质量分数逐年下降,潜在威胁区域生态环境和国家粮食安全.因此,亟需找到改善耕层黑土结构、增加有机质质量分数进而提升土地生产力的有效途径.以典型黑土区耕层土壤为研究对象,通过室内恒温恒湿培养的方法,对比分析了3种常见外源有机物料(秸秆、生物炭、猪粪肥)对土壤团聚体分布、团聚体稳定性、团聚体有机碳质量分数的影响.结果 表明:①添加秸秆、猪粪肥分别通过增加粒径(D) 2.000 mm和D＞0.250 mm团聚体质量分数,进而显著提高水稳性团聚体的平均重量直径(MWD).②3种有机物料均能不同程度提高土壤总有机碳质量分数,其中生物炭和猪粪肥效果优于秸秆,猪粪肥提高D＞0.053 mm团聚体有机碳质量分数的效果最为显著.③各处理土壤团聚体有机碳对总有机碳的贡献主要集中在0.250 mm＜D≤2.000 mm团聚体,且添加秸秆和猪粪肥效果优于生物炭.④MWD与0.053 mm＜D≤0.250 mm团聚体有机碳显著正相关,但与土壤总有机碳无相关关系.整体而言,猪粪肥对黑土结构以及土壤有机碳的改良效果最优,在评价外源有机物料添加对黑土的改良效果时,除总有机碳外,还需考虑团聚体的稳定性及敏感粒径团聚体有机碳的影响.     

生物碳对土壤改良的研究进展

生物碳是生物质原料在限氧或绝氧的条件下,通过热化学转化得到的一种固态富碳物质。近年来,生物碳在土壤改良方面的应用受到越来越多的关注。作为土壤改良剂,生物碳有望提高土壤养分,改善土壤结构和微生物生态,提高农作物产量。基于此,重点从生物碳的制备、性质及其对土壤理化性质和土壤微生物的影响方面结合国内外研究展开讨论。     

外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响1）

以东北典型黑土区表层（0～10 cm）耕地土壤为研究对象,采用盆栽试验和Biolog－ECO微平板法,通过平均颜色变化（ AWCD）、丰富度指数、Shannon－Winner多样性指数、Simpson指数、McIntosh指数和碳源利用率等指标的测定与分析,研究了生物炭添加量对黑土土壤微生物功能多样性的影响。结果表明（：1）黑土耕地土壤微生物群落碳源平均颜色变化,随培养时间呈现对数变化规律,在“拐点”处（168 h）平均颜色变化的范围为0．56～0．98,且以SA2处理（质量分数为2％）最高;（2）土壤微生物McIntosh指数表现出随生物炭添加量的增加,呈先增大后减小的趋势,平均颜色变化范围为5．61～8．53,同样以SA2处理最大;（3）外源生物炭对黑土耕地土壤微生物功能多样性的促进作用,主要是通过提高微生物对碳水类和胺类碳源的利用率得以实现。     

生物炭在土壤中矿化的研究进展

虽然生物炭因自身特性决定了其矿化缓慢,但生物炭矿化仍能影响土壤生态系统内部及外部物质循环,该方面的研究对于区域碳格局、碳平衡和储碳改土都具有重要意义。人工合成的生物炭的原材料、制备条件以及所处土壤类型的不同,其矿化率不能以自然形成的土壤黑炭类推。研究方法从CO_2流量测定法、常规差减法发展到稳定同位素~(13)C技术的应用,使得生物炭矿化研究更加精确。生物炭特性受其源材料、制备温度、制备过程升温率、最终温度及其后续处理等影响,进一步影响其矿化阶段特点。生物炭矿化的根本是因土壤微生物的作用,而该作用是多种菌群作用的综合效应。自然条件下微生物活性受到诸多外界环境因素(包括土壤类型、土壤温度、水分、通气状况、土壤结构、植被类型和农田管理模式等)的影响,多种因素综合作用使得自然条件下的生物炭矿化速率明显小于培养试验。从生物炭矿化及其研究方法、生物炭矿化阶段、生物炭矿化受影响的诸多因素(包括生物炭来源、制备方法、制备温度、土壤类型、温度、水分和耕作制度等)几个方面分别展开综述,综合分析评述了生物炭输入土壤的矿化特征方面及其微生物学机制的主要研究进展。     

基于文献计量学分析2016年环境土壤学研究热点

本文基于文献计量学方法,结合CiteSpace软件,分析了2016年国内外土壤学及环境科学领域中与土壤有关论文的关键词,揭示了2016年环境土壤学的研究热点和方向,其结果在一定程度上也反映了农业环境科学领域关注的一些重点问题.我们以Soil为关键词,在Web of Science上检索到环境科学和土壤科学SCI论文1 1 747篇.关键词的聚类结果显示2016年的研究热点是“重金属污染与生物累积效应”、“土壤有机污染与生物降解”、“土壤管理与元素循环”、“土壤固碳与全球气候变化”.中国、美国发文量名列前两位,国内中国科学院和西北农林科技大学位列发文量前两位.在CNKI数据库中共检索到2936篇核心期刊论文,关键词共现图谱显示“土壤微生物与环境污染”、“土壤理化性质与水盐运移”、“土壤有机碳与环境效应”、“土壤区域环境与空间变异”为国内期刊论文的主要研究热点.     

不同培肥作用下黑土碳氮功能耦合效应的研究

研究在不同培肥作用下黑土土壤有机质,全氮,微生物量碳、氮,可溶性碳、氮含量的变化,初步对黑土土壤生态系统碳氮功能耦合进行研究.结果表明,与对照相比,农肥处理对土壤有机质和全氮含量有显著的促进作用,而化肥处理对土壤全氮含量提高不明显;土壤耕作层的有机质和全氮,土壤微生物量碳氮及土壤可溶性碳氮均表现出显著的正相关;农肥处理...     

黄土区封禁流域生物结皮对土壤微生物量的影响

【目的】研究陕北黄土区封禁小流域中不同类型生物结皮对土壤微生物量碳和氮含量的影响,为该地区植被恢复和生态重建提供参考。【方法】选取陕北黄土区吴起县合沟流域为研究区,以藻类地衣苔藓结皮、藻类地衣结皮、藻类苔藓结皮和物理结皮(对照)为研究对象,分析不同生物结皮类型对结皮层及其以下土层(2~5cm和5~10cm)土壤微生物量碳和氮含量的影响。【结果】与物理结皮相比,3种生物结皮均能显著提高结皮层的土壤微生物量碳和氮含量(P0.05),改善效果的大小顺序为藻类地衣苔藓结皮藻类苔藓结皮藻类地衣结皮物理结皮。生物结皮对结皮层以下土层土壤微生物量碳、氮含量的影响随土壤深度的加深而减小,其改良效果为藻类地衣苔藓结皮最好,藻类地衣结皮和藻类苔藓结皮次之。生物结皮的不同发育阶段与土壤微生物量碳和氮含量呈极显著正相关关系(P0.01)。【结论】生物结皮的形成与发育能显著改善结皮层及其以下土层土壤微生物量碳和氮含量,提高表层土壤的生物活性。     

生物炭对噻虫胺在土壤中吸附和降解的影响

为探究由不同热解温度和原材料制备的生物炭对噻虫胺在黑土中吸附和降解的影响,以玉米秸秆和猪粪为原材料,分别在300、500℃和700℃下限氧热解制备了六种生物炭,并将其添加到黑土中,研究生物炭对土壤理化性质与噻虫胺在土壤中吸附-降解的影响。结果表明:添加生物炭可显著提高土壤的pH、有效态磷和有机碳含量,降低土壤的H/C。噻虫胺在土壤及生物炭-土壤混合体系中的吸附过程符合Freundlich模型。添加生物炭显著提高了土壤对噻虫胺的吸附,且吸附量随生物炭热解温度的升高而增大。不同热解温度的生物炭对噻虫胺在土壤中降解的影响不同。高温生物炭-土壤混合体系的强吸附能力降低了噻虫胺被微生物降解的速率,但噻虫胺在低温生物炭-土壤混合体系中具有相对较高的微生物降解速率。因此,在利用生物炭修复农药污染土壤时应该充分考虑生物炭的类型和性质。     

基于Web of Science的土壤微生物研究现状与热点分析

为了解近5年土壤微生物研究现状和热点,以Web of Science核心集合为数据源,利用CiteSpace软件、VOSviewer软件,分析2015—2020年发表的与土壤微生物有关的研究性论文的数量、学科、刊物、国家/地区与机构、研究热点。结果表明:(1)土壤微生物相关研究越来越受重视,发文数量增加迅速;(2)环境科学与生态学、农学和环境科学等学科对土壤微生物的相关研究最多,土壤微生物相关研究在Soil BiologyBiochemistry、Applied Soil Ecology和Science of The Total Environment等期刊上具有较高的发文量和引用次数;(3)中国、美国、德国、澳大利亚、英格兰等国家在该领域发文最多且合作密切;中国科学院、中国科学院大学、俄克拉荷马大学、清华大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室等机构发文较多且合作密切;周集中和Kuzyakov Yakov是土壤微生物领域发文数量和被引用次数最多的作者;(4)该领域研究热点从前期土壤微生物量及组成与功能研究,到土壤微生物群落的结构和功能,再到土壤微生物多样性、土壤微生物结构与功能,以及在土壤元素生物地球化学循环,土壤微生物与环境之间关系等方面。     

土壤的石油污染研究进展

当今土壤的石油污染是一种较为普遍的现象。土壤石油污染的治理是学术界研究的热点领域，从石油污染的微生物降解。在土壤中的吸附，解吸与迁移。对作物的影响及生物修复方面介绍了国内外的有关研究现状及其发展趋势。