生物炭与微生物菌剂配施对土壤生物和化学特性的影响

[目的]研究生物炭和微生物菌剂配施对土壤生物特性以及土壤有机碳组分的影响。[方法]研究添加生物炭、生物炭和微生物菌剂配施后土壤总有机碳含量、活性有机碳含量、土壤酶活性、微生物数量以及微生物功能多样性的变化。[结果]单施生物炭能够显著增加土壤总有机碳含量,较单施化肥增加了32.9%。生物炭和微生物菌剂配施对土壤活性有机碳含量、酶活性、微生物数量以及微生物功能多样性的提高效果最好,可溶性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳分别较单施化肥增加了43.0%、74.3%和99.8%;脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性分别较单施化肥增加了56.2%、20.8%、14.6%和13.1%;细菌、真菌和放线菌数量分别较单施化肥提高了190%、21.1%和72.7%。[结论]该研究为提高植烟土壤有机养分含量和微生物活性提供理论依据。     

玉米秸秆与秸秆生物炭对2种黑土有机碳含量及碳库指数的影响

采用室内培养的方法,研究玉米秸秆、玉米秸秆炭和两者混合配施添加到有机碳含量不同的2种黑土之后对土壤矿化、土壤有机碳组分及土壤碳库的影响,为不同退化程度黑土的修复提供依据。结果发现,秸秆施入低有机碳土壤的CO_2释放量高于高有机碳土壤,秸秆炭施入对2种黑土CO_2释放无显著影响;秸秆对高有机碳土壤有机碳含量提高更显著,秸秆炭能提高2种黑土的有机碳含量;秸秆提升黑土活性有机碳含量,秸秆炭施入降低了黑土活性有机碳含量,2种土壤之间无明显差异;秸秆与秸秆炭配施提高黑土的微生物量碳含量效果最佳,且对高有机碳土壤提升更大;秸秆施入对高有机碳黑土的可矿化碳含量增加影响更大,秸秆炭降低了2种黑土可矿化碳含量。另外,秸秆与秸秆炭的施入对低有机碳土壤的碳库管理指数影响更大。结果表明,秸秆与秸秆炭混合配施,在保障养分供应的同时能提高土壤有机碳的储量。对于低有机碳黑土,适当增加秸秆炭的施入,更利于有机碳的固持;对于高有机碳土壤,宜适当提高秸秆的施入,可减少CO_2释放,提高土壤养分含量。     

生物炭与不同肥料配施对汞胁迫下烤烟生长和生理指标的影响

以秦烟96为供试材料,在盆栽条件下,研究秸秆生物炭与不同肥料配施对烟草生物学性状、重金属含量、土壤有机碳含量、根系活力、叶片保护酶活性和叶绿素含量的影响。结果表明:土壤汞胁迫下,生物炭与30%有机肥配施时烟草生物学性状较好,较单施无机肥烟叶叶面积增加33.28%。烟草不同部位汞含量由高到低依次为根、茎、叶。生物炭与30%有机肥配施烟草根、叶和土壤有效汞含量较单施无机肥分别下降55.41%、55.74%和64.15%。土壤汞胁迫下,生物炭与30%有机肥配施能提高根区土壤有机质含量和烟叶酶活性。其中土壤有机碳、活性有机碳含量分别提高25.53%和112.59%,保护酶活性处于较高水平,叶绿素含量提高14.00%。这一研究提示生物炭与有机肥配施能显著降低汞含量,以生物炭与30%有机肥配施处理烟株生长综合表现最好。     

秸秆和生物炭还田对稻田土壤有机碳矿化和水稻产质量的影响

本研究采用大田试验结合室内培养,以无还田为对照(CK),对比研究了秸秆(S1、S2和S3)和生物炭(B1、B2和B3)等碳量还田(施碳量依次为2.67、5.34和8.01 t/hm~2)对黄壤稻田土壤有机碳矿化和水稻产量及品质的影响。结果表明:与对照CK处理相比,秸秆和生物炭还田的土壤有机碳(SOC)分别显著提高39.3%～48.0%和33.4%～57.9%;除B1处理外,等碳量施用秸秆生物炭(B2和B3)处理较施用秸秆(S2和S3)处理的土壤有机碳累积矿化率分别显著降低了1.21和1.02个百分点,说明等碳量条件下生物炭还田对土壤的固碳效果优于秸秆。SOC矿化速率随时间的动态变化规律均符合对数函数关系(P0.01);各处理SOC的累积矿化量随培养时间呈增加趋势,但其累积释放强度逐渐减慢至趋于稳定。秸秆和生物炭还田处理的水稻籽粒产量分别增加了11.6%～16.1%和5.0%～16.8%,以S1处理和B2处理增产效果较好;秸秆和生物炭还田处理对稻谷糙米率、垩白度、垩白粒率等加工品质和碱消值、直链淀粉、蛋白质含量等营养品质有明显影响。综上,适量生物炭(8 t/hm~2)还田在提高水稻产质和土壤有机碳的同时降低其累积矿化率,增强土壤固碳能力,可作为贵州黄壤稻田土壤固碳培肥的较好选择。     

生物炭与秸秆还田对水稻土碳氮转化及相关酶活性的影响

通过秸秆炭化还田和秸秆直接还田对比试验研究生物炭与秸秆还田对土壤碳氮转化相关酶、微生物量碳及矿质态氮的影响,为秸秆炭化还田生产实践提供科学依据。采用田间微区试验,基于等氮磷钾养分设计,设置6个施肥处理:不施肥(CK)、单施生物炭(C)、单施秸秆(S)、氮磷钾化肥配施(NPK)、生物炭配施氮磷钾(CNPK)和秸秆配施氮磷钾(SNPK)。分别在水稻插秧前(BF)、分蘖盛期(TS)、抽穗期(HS)和成熟期(MS)研究土壤中β-葡萄糖苷酶活性、蔗糖酶、脲酶活性和蛋白酶活性及微生物量碳、矿质态氮含量的动态变化。结果表明:在等氮磷钾养分条件下,秸秆炭化还田和秸秆直接还田均能提高土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性、并能增加微生物量碳和矿质态氮含量;且生物炭配施氮磷钾化肥和秸秆配施氮磷钾化肥分别优于单施生物炭和单施秸秆;土壤中的微生物量碳、β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶三者之间呈两两显著及极显著相关关系,相关系数分别为:0.894*,0.872*和0.956**;矿质态氮分别与蛋白酶活性、脲酶间呈极显著相关(0.966**)和显著相关(0.834*)。在等氮磷钾养分条件下,秸秆直接还田对土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、蛋白酶和矿质态的促进作用优于秸秆炭化还田。秸秆炭化还田对土壤脲酶、微生物量碳提升作用优于秸秆直接还田。水稻秸秆炭化还田对土壤碳氮转化有促进作用。     

秸秆、木质素及其生物炭对潮土CO2释放及有机碳含量的影响

研究添加秸秆、木质素及其生物炭后潮土CO2释放特征及土壤有机碳含量变化,为合理利用有机物料提供科学依据。采用室内模拟试验,等碳量(1%秸秆/土壤质量比)施入4种物料(秸秆、木质素及其裂解的两种生物炭),分析不同处理土壤CO2释放速率、累积释放量和有机碳、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)及微生物量碳(MBC)含量的变化与相关性。结果发现,土壤中添加不同物料对土壤CO2释放和有机碳含量有显著影响,秸秆和木质素能提高土壤CO2释放速率、累积释放量及有机碳矿化强度,均达到极显著差异,但两种生物炭处理与对照相比没有显著差异。在培养前期(30 d),不同物料均显著提高了土壤有机碳含量;但培养一年后,仅两种生物炭处理土壤有机碳含量较高,秸秆及木质素与对照相比没有显著差异。秸秆和木质素能显著增加DOC、ROC和MBC等土壤活性有机碳含量,而两种生物炭与对照相比没有明显差异;土壤DOC、ROC(167 mmol·L-1KMn O4)、ROC(33mmol·L-1KMn O4)和MBC直接影响CO2累积释放量,ROC(333 mmol·L-1KMn O4)对CO2累积释放量具有较强的间接作用。相对于秸秆和木质素而言,生物炭增加土壤有机碳含量,而没有增加CO2释放量,因此生物炭农用在固碳减排方面更具有积极意义。     

秸秆和生物炭添加量及比例对华北下沉式设施菜田土壤CO2排放的影响

通过2组室内培养试验,研究玉米秸秆和生物炭添加量及其添加比例对设施菜田土壤有机碳矿化的影响.试验1为2因素4水平试验设计,主因素为有机碳源种类,即玉米秸秆、生物炭;副因素为碳添加量,分别为0、1.31、2.62、5.24 g/kg土壤(按碳量).试验2为单因素试验设计,除对照外,有机碳添加量均为5.24 g/kg土壤,将玉米秸秆(S)和生物炭(B)按不同比例与土壤混合,添加比例分别为100％S、75％S+25％B、50％S+50％B、25％S+75％B、100％B、0S0B(对照).培养期间,维持土壤含水量为田间最大持水量的65％,测定和计算培养期间土壤CO2日均排放通量、累积排放量和排放率、土壤微生物量碳含量.结果表明,与施用生物炭相比,施用等碳量秸秆显著增加了CO2累积排放量,其增幅为50％～337％;与不施用有机物料的对照相比,随着秸秆施用量增加,CO2累积排放量显著增加了92％～463％,而随着生物炭施用量增加,其增幅仅为28％～39％.培养前30 d内,CO2日均排放通量和累积排放量最高,其后逐渐降低,趋于平缓.随着秸秆添加比例降低和生物炭添加比例增加,CO2日均和累积排放量、排放率和土壤微生物量碳含量显著减少;随着培养时间延长,CO2日均排放通量逐渐降低,而累积排放量则逐渐增加.总之,将秸秆与生物炭按比例混合施用,一方面秸秆矿化过程产生的CO2能够满足秋冬茬设施蔬菜对CO2的高需求;另一方面,生物炭可以快速提升土壤碳储量,并且可以避免蔬菜残茬直接还田可能造成土传病害的扩散,有利于设施菜田土壤-植物碳循环和生产体系的可持续性.然而,上述研究结果仍需在大田条件下进一步验证,并根据种植茬口和土壤环境条件调整秸秆和生物炭添加量及其比例.     

设施耕作促进农田土壤有机碳矿化

为研究土地利用方式变化与温度对土壤有机碳矿化的交互作用,利用室内培养实验,研究了寿光市农田转变为设施菜地及设施菜地荒废与增温对土壤有机碳矿化的交互作用。结果表明:增温显著促进土壤有机碳矿化(P0.01),农田、设施菜地及荒废设施菜地土壤有机碳累积矿化量分别增加56.08%、42.32%和42.36%。农田转变为设施菜地显著促进土壤有机碳矿化(P0.05),设施菜地有机碳累积矿化量分别增加185.81%(25℃)、160.61%(35℃)。相同增温条件对设施菜地土壤有机碳累积矿化量的促进作用明显高于农田,这主要是因为设施菜地土壤有机碳易分解组分的温度敏感性系数(Q10=1.79)明显高于农田(Q10=1.37),且设施菜地土壤颗粒有机碳含量明显高于农田造成的。设施菜地荒废后,交互作用变为加和效应,因其土壤有机碳易分解组分的温度敏感性系数(Q10=1.41)与农田无差异。综上所述,设施耕作显著促进土壤有机碳矿化,其中增温与农田转变为设施菜地对土壤有机碳矿化的交互作用为正效应。因此,利用单因素之和评估多因素对土壤有机碳矿化的综合影响可能会低估其影响水平。     

生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成和有机碳分布的影响

【目的】研究生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成、稳定性以及不同粒级团聚体有机碳分布的影响,为砂姜黑土黏板障碍因子改良和合理培肥制度建立提供科学依据。【方法】在光照培养室内用砂姜黑土进行的培养试验,试验设置4个处理：对照（不施有机物料,CK）、单施生物炭（5%生物炭,B）、单施秸秆（1.5%玉米秸秆,S）和生物炭与秸秆配施（5%生物炭+1.5%的玉米秸秆,BS）。培养6个月后采集土壤样品,利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体,测定各粒级土壤团聚体有机碳含量。【结果】不同有机物料处理对＞2 mm团聚体含量影响较大,其中施用秸秆显著提高了该粒级团聚体含量。单施生物炭有利于0.053-0.25 mm粒级团聚体含量的增加;施用秸秆有利于0.5-2 mm团聚体含量的增加,较对照显著增加14%-68%。单施生物炭对平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和大于0.25 mm团聚体含量（R_0.25）无显著影响,单施秸秆和生物炭与秸秆配施则显著提高了MWD、GMD和R_0.25。同时,各有机物料施用都显著降低了团聚体分形维数（D）。与对照相比,各有机物料处理土壤有机碳含量都显著提高,其中生物炭与秸秆配施处理含量最高,较对照提高了160%。各有机物料处理不同粒级团聚体中有机碳含量也显著提高,与对照相比,各粒级有机碳含量提高了54%-353%。随土壤粒径的增大,添加生物炭处理不同粒级团聚体有机碳含量分布呈现“V”型趋势,单施秸秆处理呈逐渐增加趋势。大团聚体有机碳的贡献率为S处理＞BS处理＞CK处理＞B处理,微团聚体则表现出相反的规律。0.5-1 mm粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率最大,为6%-33%。【结论】单施生物炭对土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性的影响不显著,而生物炭与秸秆配施不仅能提高土壤大团聚体含量,增加土壤团聚体的稳定性,而且提高土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量,改善了土壤性状。相比之下,生物炭与秸秆配施是改善砂姜黑土结构和提升碳水平的最佳培肥措施。     

添加生物炭对滨海盐渍型水稻土供氮能力的影响

采用室内淹水培养的方法,研究了添加等碳量的水稻秸秆生物炭、腐熟水稻秸秆和普通水稻秸秆及不同淹水培养时间(淹水培养30 d、60 d、90 d和180 d)对滨海盐渍型水稻土供氮能力的影响,为制定合理的秸秆还田措施提供科学参考。结果表明,各处理均可以提高土壤有机碳含量和碳氮比(C/N),添加生物炭的土壤有机碳和C/N显著高于其他处理(P<0.05)。各处理对土壤氮素矿化有显著影响,其中,添加生物炭处理明显提高了土壤氮素矿化量。各处理土壤供氮能力均随培养时间的延长呈现先增加后降低的趋势,培养90 d时土壤氮素矿化量最高。添加生物炭可以促进滨海盐渍型水稻土氮素的矿化,增强土壤供氮能力。     

新疆平原土壤发生分类与系统分类的参比

为给新疆土壤系统科学分类提供依据,分析了新疆平原土壤的分布特点,并根据成土条件,比较了新疆平原土壤在中国土壤发生分类和系统分类中的地位、分类依据和名称差异,对在系统分类中出现的干旱表层、钙积土与荒漠土的区分等问题进行了讨论.     

土壤团聚体对微生物及土传病原菌的影响

土壤团聚体结构对土壤微生物的分布和活性有较大的影响。本文对土壤团聚体形成的微生物学机制、土壤团聚体的物理和化学性状对微生物生长的影响等方面的研究进行了综述,以期为作物土传病害的防控提供理论依据。     

苄嘧磺隆对淹水稻田土壤呼吸和酶活性的影响

    研究除草剂苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境的安全性.以淹水稻田土壤为研究对象,在室内模拟田间试验条件下,通过呼吸作用和酶活测定,定期取样研究苄嘧磺隆施用浓度(0.000、0.067、0.355、1.780、3.553 μg·g-1干土)对淹水稻田土壤呼吸强度和土壤酶活性的影响.结果表明,苄嘧磺隆施用初期能刺激土壤呼吸强度,随后产生轻微的抑制作用,这种抑制作用在取样后期逐渐减轻并趋于对照水平.苄嘧磺隆能轻微刺激过氧化氢酶活性,而蔗糖酶活性基本不受苄嘧磺隆施用量的影响,脲酶活性则是先刺激后抑制,多酚氧化酶活性受苄嘧磺隆影响不大.说明施用一定量的苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境是安全的.     

农用酵素对沙土、酸性土和盐碱土的改良效果研究

为探究农用酵素对土壤的改良效果,通过盆栽试验利用农用酵素对沙土、酸性土及盐碱土进行为期30 d的短期改良,通过测定土壤理化性质和微生物组成,对农用酵素作为土壤改良剂的可行性进行评价。结果表明∶对于沙土,农用酵素可使其pH由9.63降至6.42,有机质含量提高8倍,土壤中氮磷钾的含量也均有所提升,农用酵素中的有益微生物（Lactobacillus和Acetobacter）成为土壤优势细菌菌群,同时显著降低了真菌的多样性;对于酸性土,农用酵素对其pH影响不大,但土壤有机质及氮磷钾含量增加,酵素中有益微生物可在酸性土中有效定殖;对于盐碱土,农用酵素可有效降低其pH（由10.37降至7.77）,增加土壤养分含量,施用农用酵素后土壤中Acetobacter、Kocuria、Planococcus和Alkalibacterium的相对丰度较高,从而抑制了土壤病原真菌的生长。未来农用酵素可针对不同土壤的突出问题进行改良以提高土壤品质。     

不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响

为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016—2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0～20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca2+含量提高了13.07%～33.33%,土壤Na+、Cl-和SO24-含量分别降低了29.83%～46.19%、12.06%～33.19%和19.90%～34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%～26.91%、33.02%～47.06%和2.21%～4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%～43.87%、54.55%～82.33%和64.04%～86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%～135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。     

剑麻与石灰对镉污染土壤修复研究

通过盆栽试验,研究了不同镉(Cd)污染水平和石灰处理下剑麻植株的长势及剑麻体内的Cd含量,结果表明:在Cd 25 mg/kg污染土壤中剑麻生长受影响不大,在Cd 50 mg/kg污染土壤中剑麻可以生长,当Cd污染水平达到100 mg/kg时剑麻受毒害严重;剑麻对Cd的吸收量地下部明显高于地上部;在Cd≤50 mg/kg污染土壤中加入石灰并没有增加剑麻对Cd的迁移量;而在Cd污染浓度相同的土壤条件下,施加石灰处理的剑麻对Cd的迁移量低于不加石灰处理;在Cd重度污染的土壤中增加石灰用量可促进剑麻的生长,表明石灰与剑麻相结合对Cd重度污染土壤具有一定的修复意义.     

人工桉林土壤孔隙状况及水分变化分析

【目的】探明人工桉林的土壤孔隙状况及水分含量变化影响因子,为华南红壤丘陵区桉树种植生产中土壤水分利用提供参考依据。【方法】在相同气候区内,按上中下不同坡位,采集表土层（A）、淀积层（B）和母质层（C）3个不同剖面发生层的土壤,测定人工桉林、天然林、松林的土壤孔隙度和水分,并在垂直和水平方向分析土壤水分含量的差异状况及影响因子。【结果】A、B、C三层的人工桉林、天然林与松林的土壤孔隙度平均值分别为45.9%和41.4%、55.3%,水分平均值分别为13.3%、13.4%和15.5%,这3种林分的土壤水分在剖面上和坡位上不存在显著差异（P＞0.05）,但不同林分间的表层土壤水分存在显著差异（P＜0.05）;在水平方向上,总盖度与土壤水分存在极显著正相关。【结论】冠层及草本、落叶层的总盖度是林分表层土壤水分变化的主控因素之一。     

土壤生态改良增效剂对土壤改良效果及对辣椒产质的影响

研究了土壤生态改良增效剂对土壤改良和辣椒产质的影响．田间试验结果表明：土壤生态改良增效剂能刺激辣椒挂果性能．促进早花早果，同时亦能提高辣椒果实品质和产量，Vc含量比对照平均提高3．0％，可溶性糖含量平均提高9．3％，产量提高9．8％-18．4％。室内培养试验结果表明，土壤生态改良增效剂能有效地提高土壤团聚体数量，改善土壤团粒结构的组成，0．25．2mm粒径范围的非水稳性团聚体平均提高25．1％-53．3％；同时能明显增加土壤中的细菌、放线菌数量而抑制土壤中真菌的生长，土壤中细菌数量增加27．9％-42．9％，放线菌数量增加18．7％-36．1％，真菌数量减少29．2％-35．1％；还能提高土壤的含水量20％左右。     

新型矿基土壤调理剂对滨海盐土理化性状和水稻产量的影响

以自主研发的矿基土壤调理剂为试验材料,采用盆栽方法研究了土壤调理剂不同施用量(0、5.0、7.5、10.0、12.5 g·kg^-1)对滨海盐土理化性状[pH值、土壤电导率(EC),及有机质、全氮、碱解氮、速效钾、有效磷含量]、水稻养分吸收和产量的影响。结果表明,施用土壤调理剂后,土壤pH值、EC值和速效钾含量与不施土壤调理剂的对照相比显著(P<0.05)降低,而土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量,水稻秸秆、籽粒中的全氮、全磷和全钾含量,以及水稻株高、生物量和产量显著(P<0.05)增加。水稻的有效穗数、每穗粒数、株高、千粒重、生物量和产量与土壤pH值和EC值呈极显著(P<0.01)负相关,与土壤的有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量呈显著(P<0.05)正相关,与速效钾含量无显著相关性。各施用量下,以10 g·kg^-1处理的效果最优。研究结果可为合理应用土壤调理剂改良滨海盐土、提高水稻产量提供理论依据。     

植被和坡向对土壤温度与土壤热通量变化的影响

土壤温度是森林气候的重要因素,与植物的生长关系密切.不同坡度和坡向的林分,光照条件的差异使林内的土壤温度和土壤热通量发生相应的变化.为研究试验区不同林分水热平衡规律,本试验监测了林木生长季土壤和大气温度.结果表明:整个生长季的平均地温林外＞阳坡＞阴坡,6-10月不同土层温度的变化规律是先下降后上升;土壤不同土层间温度极...