不同水分条件下生物质炭对湿地土壤氮素矿化的影响

为了探明不同土壤水分条件下添加不同裂解温度和洗涤处理的生物质炭对湿地土壤氮素矿化的影响,通过720 d的室内培养法,研究了3种水分条件下(干湿交替、75%田间持水量、淹水),添加4种生物质炭(350WX:裂解温度为350℃的未洗涤生物质炭;600WX:裂解温度为600℃的未洗涤生物质炭;350X:裂解温度为350℃的洗涤生物质炭;600X:裂解温度为600℃的洗涤生物质炭)的湿地土壤矿质态氮差异特征。结果表明:与对照土壤相比,干湿交替和75%田间持水量条件下培养360 d后,添加生物质炭的土壤矿质态氮含量分别平均下降了64.62%和27.64%,氮素净矿化速率分别平均下降了82.9%和36.1%,且生物质炭对土壤氮素矿化作用的抑制率为正值;而淹水条件下,培养120 d和240 d,添加生物质炭的土壤矿质态氮含量和净矿化速率低于对照土壤,分别下降了14.93%和21.30%,且生物质炭对土壤氮素矿化作用的抑制率也为正值,但培养360 d时,高于对照土壤且平均分别增加了49.16%和176.22%,矿化作用的抑制率为负值。3种水分条件下,总体上土壤矿质态氮含量和净矿化速率均表现为添加裂解温度为350℃生物质炭的土壤大于添加裂解温度为600℃生物质炭的土壤,其中75%田间持水量条件下添加洗涤处理的生物质炭土壤大于未洗涤处理的生物质炭土壤。本研究结果表明,生物质炭施用对土壤氮素矿化抑制或促进作用受土壤水分影响,同时又深受施用时间长短、生物质炭裂解温度以及生物质炭洗涤处理的影响。     

丛枝菌根真菌和生物炭联合施用对土壤有机碳组分及团聚体的影响

为明确AM真菌与生物炭联合施用对农田土壤有机碳组分及团聚体的影响，设计室内盆栽试验，以灭菌的农田土壤为基质，种植玉米幼苗，接种AM真菌并配施不同裂解温度(300、400、500℃)制备的玉米秸秆生物炭，分析不同生物炭和AM真菌处理对玉米植株生长、土壤有机碳组分和团聚体结构的影响。结果表明，与未接菌未加生物炭的对照组相比，接种AM真菌并配施300、400、500℃生物炭均能够显著增加玉米的株高，而且接种AM真菌配施300℃生物炭能显著增加玉米的地径，达8.86 mm。单施生物炭能够显著提高土壤总有机碳含量，施用300、400、500℃生物炭可分别提高土壤总有机碳含量76.3%、97.0%、86.0%,而且接种AM真菌配施300℃生物炭能够显著增加土壤可溶性有机碳含量(283.02 mg/kg),但AM真菌和500℃生物炭配施会降低土壤易氧化有机碳含量(0.723 g/kg)。AM真菌和生物炭联合施用对中等粒径土壤团聚体的影响作用并不显著，但单独接种AM真菌能够促进土壤大团聚体>4 000μm和>2 000～4 000μm的形成。     

木醋液对盐碱土土壤水分运移参数的影响研究

采用单因素实验,分析不同浓度木醋液对土壤水分运动参数影响。由土壤水分特征曲线进行拟合分析,发现土壤水分特征曲线由高到低依次为800倍、600倍、400倍、1 000倍、ck对照组、1 200倍;且800倍实验组持水能力最强,1 200倍实验组持水能力最弱。由土壤饱和导水率得出,木醋液可以有效的改良盐碱土壤物理性质,且木醋液稀释1 000倍的时候对盐碱土壤的饱和导水率改良效果最优。对土壤非饱和导水率进行拟合分析,由拟合曲线可知,木醋液对盐碱土壤改良具有一定效果,在土壤容积含水率高35%时改良效果最明显。对土壤水分扩散率进行拟合分析,发现木醋液稀释倍数在400倍、600倍、800倍时提高了盐碱土壤水分扩散率,而木醋液稀释倍数在1 000倍、1 200倍时降低了盐碱土壤水分扩散率。     

生物有机材料对滨海盐碱土的改良效果

针对河北省滨海盐碱土盐碱化程度高、盐分毒害突出的问题,选取生物炭和园林废弃物堆肥对该地区的滨海盐碱土进行改良研究。设计2因素4水平试验(园林废弃物堆肥设置4个施用水平:0、20、40、80 g·kg^-1,分别用G0,G1、G2、G3表示;生物炭设置4个施用水平:0、10、20、40 g·kg^-1,分别用B0、B1、B2、B3表示),开展室内土壤培养,测定土壤pH、电导率(EC)、钠吸附比(SAR)、土壤饱和导水率,以及Cl^-、$SO^{2-}_{4}$、有机质含量等土壤理化指标的变化,探索生物炭和园林废弃物堆肥等生物有机材料对滨海地区盐碱土改良的效果。结果表明:当生物炭施用量一定时,除B1水平下土壤pH无显著变化外,G2、G3处理的土壤pH显著(P<0.05)低于G0处理。当园林废弃物堆肥施用量一定时,B3处理显著(P<0.05)升高土壤的pH。在不施用生物炭的情况下,单独施入园林废弃物堆肥显著(P<0.05)降低土壤EC。在G0和G1条件下,施用少量的生物炭(B1)亦可显著(P<0.05)降低土壤EC。适量施用生物炭或园林废弃物堆肥均可显著(P<0.05)降低土壤的SAR。G3条件下,添加生物炭会显著(P<0.05)降低土壤$SO^{2-}_{4}$含量。当生物炭施用量一定时,G3处理的土壤$SO^{2-}_{4}$含量较G0处理显著(P<0.05)增加。相较于不施用生物炭和园林废弃物堆肥的处理,施用B3水平的生物炭或G3水平的园林废弃物堆肥可显著(P<0.05)降低土壤Cl^-含量。在相同的园林废弃物堆肥或生物炭用量条件下,增加生物炭或园林废弃物堆肥可显著(P<0.05)提高土壤有机质含量,适当增加生物炭或园林废弃物堆肥也可显著(P<0.05)提高土壤饱和导水率。总体来看,采用适量的生物炭和园林废弃物堆肥配施,既能提升土壤肥力,又能降低盐碱土壤的pH和盐分含量。     

不同秸秆生物炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土pH、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳（MBC）的影响,及其对磷脂脂肪酸（PLFA）表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理：对照（CK）、添加水稻秸秆炭300℃（RB300）、400℃（RB400）、500℃（RB500）和添加玉米秸秆炭300℃（CB300）、400℃（CB400）、500℃（CB500）。【结果】物料类型和制备温度因素显著影响裂解得到生物炭材料的养分含量和化学性质。培育试验表明,两种秸秆生物炭的添加,平均提高土壤pH值0.16个单位;土壤有机碳、速效磷和速效钾水平,分别比对照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸秆炭对土壤速效钾水平促进作用较大,而玉米秸秆炭则主要增加速效磷含量。低温裂解秸秆炭（300℃）的添加,并没有显著影响土壤碱解氮和无机氮含量;而添加RB500和CB500处理的碱解氮分别比对照低10.4%和8.1%,硝态氮含量分别比对照高63.6%和100.7%（P＜0.05）。添加生物炭处理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸总量平均比对照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸秆炭处理与对照差异不显著;两种秸秆炭的输入均可以增加革兰氏阴性细菌（G-）、革兰氏阳性细菌（G+）、放线菌和真菌的含量,且不同制备温度处理间的差异表现为300℃＜400℃＜500℃。主成分分析表明,水稻秸秆炭对土壤微生物群落结构的影响较玉米秸秆炭更为显著;不同温度水稻秸秆炭间,群落结构差异明显,而不同温度玉米秸秆炭间没有区分开来。典范对应分析结果表明,生物炭添加可以通过改变土壤性质,间接影响微生物群落结构;其中,土壤速效磷、有机碳和速效钾含量与土壤微生物群落分布显著相关。【结论】水稻和玉米秸秆炭均可以改良红壤性水稻土的酸度,提高土壤养分含量和微生物量水平;两种秸秆炭的添加均改变了土壤微生物群落结构,其中以水稻秸秆炭的影响更为明显。     

原料和温度对热带农林秸秆生物炭多环芳烃的影响

【目的】多环芳烃(PAHs)对人体健康存在危害,而生物质裂解过程中可产生PAHs,了解温度和原料对生物炭性质及PAHs影响具有重要实践意义。【方法】选取热区海南5种典型农林秸秆(椰壳、香蕉秆、橡胶杆、水稻秆和荔枝杆)在不同温度下(300、500和700℃)缺氧裂解制备生物炭,探讨原料和温度对生物炭基本属性以及PAHs的影响。【结果】(1) 5种生物炭产率都随温度升高而下降,700℃平均产率为33%; pH和碳氢比随温度升高而增大,700℃时生物炭pH均值为9.8;木质原料生物炭碳氢比高于草本原料; 500℃下各秸秆生物炭含碳量最高,均值为61.6%。(2)原料和温度主要影响生物炭中多环芳烃浓度而非种类,各生物炭中都以萘浓度最高,其次为菲、芴和蒽等。700℃下制备的生物炭中PAHs浓度相对较低,对应的原料为橡胶杆和椰壳;(3)各生物炭中多环芳烃浓度都未超标准,可以合理生产施用。【结论】研究结果可为热区生物炭制备和推广应用提供数据支持。     

玉米秸秆生物炭对土壤无机氮素淋失风险的影响研究

采用室内土柱模拟淋溶方法,研究生物炭对不同土层土壤淋溶液体积以及铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)淋失量的影响。实验所用的生物炭以玉米秸秆(炭化温度500℃)为原料制成,分别按照炭土质量比0(T1)、1%(T2)、2%(T3)和4%(T4)施用于褐潮土中。结果表明:淋溶实验过程中,淋溶初期生物炭对土壤NH+4-N和NO-3-N的固持作用比较明显,且对NH+4-N的固持主要发生在0~10 cm土层,而对NO-3-N的固持主要发生在10~40 cm;生物炭能够有效增加土壤的持水能力,与不添加生物炭处理(T1)相比,T2、T3、T4处理的土柱累积淋溶液体积分别减少了10%、20%、26%,无机氮素淋失量显著降低,分别减少27%、48%、61%;无机氮素淋失量的减少主要来自NO-3-N,相对于不添加生物炭处理,T2、T3、T4处理NO-3-N累积淋失量分别为62.4、44.4、34.5 mg,分别减少了28%、49%、58%。总的来说,土壤中添加玉米秸秆生物炭能够有效降低土壤无机氮素的淋失风险。     

不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排及微生物群落结构的影响

通过田间水稻培养试验,采用静态箱-气相色谱法和高通量测序技术,研究了不同温度条件下制备的生物炭施用对稻田作物产量及土壤中CO_2、CH_4、N_2O排放通量以及累积排放量的影响,以及对土壤微生物群落结构的影响。试验设置4个处理:对照(CK)、施用300℃制备的生物炭(DY-300)、施用500℃制备的生物炭(DY-500)、施用700℃制备的生物炭(DY-700)。结果表明,与对照相比,各生物炭处理CH_4、N_2O累积排放量削减,生物炭的施入优化了土壤微生物群落结构。DY-300、DY-500、DY-700处理中,CH_4累积排放量抑制率分别为39.2%、49.1%和24.0%,N_2O累积排放量抑制率分别为30.0%、39.8%和13.1%,Chao1指数增幅为2.5%～29.8%。而生物炭施用对CO_2排放的抑制作用不明显。总之,500℃制备的生物炭抑制温室气体排放的效果最佳,700℃制备的生物炭具有对微生物群落结构的优化作用以及稻田作物的增产作用。     

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。     

施用生物炭对喀斯特石灰土特性及刺槐幼苗生长的影响

生物炭作为一种新型土壤改良剂近年来备受关注,通过施用生物炭以期改善喀斯特山地土壤团聚体结构、增加土壤保水保肥性,从而提高造林成活率和幼苗生长。采用盆栽试验方法研究生物炭及其添加量对喀斯特石灰土土壤特性及刺槐幼苗生长的影响。3种供试生物炭为稻壳炭、棉花秸秆炭和木炭,添加比例均为1.0%、2.5%、5.0%、10.0%(炭土质量比)。结果表明:3种生物炭处理后,石灰土容重均随施用量增加而呈降低趋势,其中木炭降低土壤容重效应最明显;施用生物炭对土壤水稳性团聚体粒径分布影响显著,木炭在2.5%施用量下对土壤0.25 mm水稳性团聚体比例增加效应最明显;土壤团聚体平均质量直径(mean weight diameter,MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)均在生物炭中等施用量(2.5%、5.0%)下达到最大值。木炭和稻壳炭对MWD值增加作用较强,木炭对GMD值增加效应最强;3种生物炭均在5.0%施用量下对土壤水分特性改善作用最明显,其中木炭对土壤持水性改善作用较好,秸秆炭对土壤入渗性的改善作用较好;3种生物炭施用后均能提高盆栽刺槐幼苗的生长量。说明生物炭能够改良喀斯特石灰土土壤、促进植物幼苗生长,其中木炭在中等施用量(2.5%、5.0%)下作用更好。     

生物质炭与土质互作对土壤硝态氮含量的动态影响

为探讨生物质炭改良植烟土壤的技术途径,在玻璃温室内,用蒸渗仪种植烟草,研究不同炭化温度(360℃、500℃)的生物质炭与土质(壤土和砂土)互作对植烟土壤0～30 cm土层硝态氮含量动态变化及土壤-烟株体系氮素表观损失量的影响。结果表明:①施用生物质炭能增加土壤硝态氮含量,施用低温炭(360℃)和高温炭(500℃)土壤硝态氮含量较对照分别增加20.58%和8.97%,低温炭比高温炭对硝态氮的持留效果更好;②低温炭对土壤硝态氮的持留作用主要发生在0～10 cm土层,而高温炭主要发生在10～20 cm土层,分别比对照高38.39%和7.37%,均达到显著水平;③施加低温炭后壤土和砂土硝态氮含量分别比对照高16.09%和29.18%,可见施加低温炭对砂土保肥效果的提升高于壤土;而施加高温炭后壤土和砂土硝态氮含量分别比对照高11.03%和4.97%,可见施加高温炭对壤土保肥效果的提升高于砂土;④施用生物质炭能减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更好。各处理(壤土施化肥+低温炭、壤土施化肥+高温炭、砂土施化肥+低温炭、砂土施化肥+高温炭)分别较各自常规施肥对照的氮素表观损失量减少40.27%、34.10%、68.72%和54.05%,均与对照差异显著。因此,施用生物质炭能增强土壤对硝态氮持留效果,减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更显著,为生物质炭在植烟土壤中的合理施用提供理论指导。     

不同裂解温度生物炭对镉胁迫下烤烟生长特性和镉积累的影响

为探究镉(Cd)胁迫下添加不同裂解温度生物炭对烤烟生长、生理及镉积累的影响,以烤烟为试验材料,通过向镉污染的土壤中添加不同裂解温度的生物炭,研究不同裂解温度生物炭对镉污染烤烟的缓解效果。结果表明,镉胁迫抑制了烤烟的生长,而添加不同裂解温度的生物炭不同程度缓解了镉对烤烟的毒害作用,添加生物炭显著增加了烤烟叶片的干、鲜质量和最大叶面积,其中裂解温度为700℃生物炭处理增加最为显著,分别增加了15.6%、12.2%和67.3%。与CK相比,添加生物炭降低了烤烟超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,增强了烤烟的抗性。添加不同裂解温度生物炭降低了烤烟中镉元素的含量,降低了烤烟各组织的镉富集系数,一定程度上缓解了镉元素对于烤烟的胁迫,其中裂解温度为500℃的生物炭效果最好。综上所述,添加不同裂解温度的生物炭可以缓解镉元素对烤烟胁迫,一定程度上改善烤烟的生长环境,提高烤烟的产量和品质,其中,添加裂解温度为500℃的生物炭对于缓解烤烟的镉胁迫效果较好。     

酸化生物炭改良苏打盐碱土的效应

生物炭是一种潜在的改良剂,被誉为"黑色黄金"。为明确生物炭改良苏打盐碱化土壤的效应,设置了田间定位试验,研究生物炭酸化改性后对苏打盐碱化土壤的容重、pH值、含水量、有机质、矿质氮和全氮及玉米产量的影响,探寻生物炭在改良苏打盐碱化土壤的应用价值和潜力。结果表明:苏打盐碱化土壤施用酸化生物炭后,改良效果明显,与没有经过改性生物炭相比,施用酸化处理的生物炭,容重降低0.3%~3.7%,pH值降低0.2~0.7个单位,有机质提高1.1%~2.5%,平均含水量提高0.8%,增加了土壤中全氮和矿物质氮的含量,使玉米产量提高5.1%~7.2%。苏打盐渍土施用2%(20g·kg-1)酸化生物炭时,苏打盐渍土改良效果最佳。     

长期秸秆还田对农田土壤水分运动与热力学函数关系初探

利用长期定位试验的土壤,研究了温度、水分、热力学函数之间的关系。结果表明,不同玉米秸秆还田土壤比较,土壤水势温度效应为高量玉米秸秆还田>低量玉米秸秆还田>单施化肥;在同一温度条件下,提高土壤水势可增加土壤非饱和导水率,呈现高量玉米秸秆还田>低量玉米秸秆还田、单施化肥;在相同的土壤含水量条件下,增加温度可提高土壤非饱和导水率,其导水率温度效应值(dk/dt)高量玉米秸秆还田<低量玉米秸秆还田和单施化肥。土壤含水量一定时,随着相对偏摩尔自由能变和相对偏摩尔焓变增大,土壤非饱和导水率也增大,并且高量玉米秸秆还田大于低量玉米秸秆还田和单化施肥,拟合得出的相对偏摩尔自由能变和相对偏摩尔焓变与土壤非饱和导水率方程,具有较好的适应性。     

生物炭对沙壤土水分特征的影响

为探明生物炭对沙壤土水分特征的影响,明确生物炭在改良沙壤土持水性能方面的应用潜力和价值。采用室内试验土柱法研究在沙壤土中掺加4种不同比例的生物炭(10、20、40、60 g/kg)对土壤结构、土壤含水率、垂直入渗和扩散程度的影响。结果表明:沙壤土中掺加生物炭能够降低土壤容重、增加孔隙度。土壤水分特征曲线表明,随着生物炭含量的增加,土壤持水能力增加,干土加60 g/kg生物炭的处理最高,比对照提高0.67倍。随着入渗时间的延长,生物炭可有效抑制沙壤土的垂直入渗率和扩散度。120 min后,入渗率分别比对照减少24%、49%、50%、59%;土壤含水率为24.9%时,土壤扩散率分别比对照减小45.00%、79.11%、80.56%、83.33%。生物炭能够提高沙壤土的持水、保水性能,对改善沙壤土水土环境具有一定的促进作用。     

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。     

生物炭对盐渍化土壤改良及甜瓜生长的影响

研究了生物炭在盐渍化土壤中的改良作用以及对甜瓜生长的影响。结果表明:与施用有机肥(对照)相比,生物炭处理的土壤电导率显著降低,在果实成熟期,栽培‘冰雪脆'土壤电导率由1 232.8μS/cm降为940.0μS/cm;生物炭处理土壤呼吸作用小于对照,在果实膨大期,栽培‘玉露'土壤呼吸作用比对照降低了48.28%,差异显著;在开花期,‘冰雪脆'净光合速率和气孔导度分别比对照提高了14.25%和69.99%。与施用有机肥相比,生物炭处理降低了土壤中可溶性盐分的含量以及土壤的呼吸作用,减少了温室气体CO_2的排放,同时提高了植株的净光合速率,但对甜瓜生物量及果实品质没有显著改善效果。     

生物炭调节盐化水稻土磷素形态及释放风险研究

为探明生物炭施用对盐化水稻土磷素形态及释放风险的影响,以滨海草甸盐化水稻土为基础,结合室内分析,研究了不同用量生物炭还田方式(CK:0 t·hm~(-2);B1:20 t·hm~(-2);B2:40 t·hm~(-2))条件下土壤磷含量、组分特征及磷素释放风险。结果表明:生物炭能提高土壤全磷、有效磷、总有机磷和总无机磷含量,提高幅度分别为:11.40%～35.70%、28.96%～46.63%、11.30%～29.19%和10.54%～25.98%。生物炭提高了土壤NaHCO_3浸提态磷(Ca_2-P)、NH_4AC浸提态磷(Ca_8-P)和NH_4F浸提态磷(Al-P)含量,随着施炭量的增加而增大,且各处理间差异显著;当施炭量为20 t·hm~(-2)时,土壤NaOH-Na_2CO_3浸提态磷(Fe-P)和闭蓄态磷(O-P)含量显著高于其他处理;施用生物炭对H_2SO_4浸提态磷(Ca_(10)-P)无显著影响。生物炭显著提高了土壤活性有机磷(LOP)和中等活性有机磷(MLOP)含量,但显著降低了土壤中等稳定性有机磷(MROP)含量,当施炭量为40 t·hm~(-2)时,土壤高等稳定性有机磷(HROP)含量最小,且显著低于其他处理。本试验中土壤的活性Al[Al(ox)]和活性Fe[Fe(ox)]均处于较高水平;施用生物炭显著提高了土壤磷吸持指数(PSI),增加了土壤固磷能力;土壤磷吸持饱和度(DPSS)为6.81%～8.34%,土壤磷释放风险指数(ERI)为54.55%～61.67%。综上所述,在本文试验条件下,施用生物炭可以改善盐化水稻土磷素状况,且不会增大土壤磷素释放的风险。     

油茶饼粕生物炭和有机肥对红壤矿化的影响

以油茶饼粕为原料,分别在300℃和600℃条件下热解制备成生物炭,以及发酵成为有机肥,研究不同温度生物炭和有机肥元素含量和表面特征的差异。通过室内培养试验研究生物炭和有机肥对土壤呼吸以及有机碳组分的影响。结果表明:随着热解温度的升高,生物炭pH值和灰分含量升高,矿质元素含量增加,C、N、H含量和H/C比值降低,表面官能团减少。在添加有机肥条件下,施用生物炭处理的土壤CO2排放量普遍较高。300℃生物炭的土壤呼吸强于600℃生物炭,600℃生物炭的CO2累计排放量小于对照土壤。300℃生物炭对土壤中的SOC、MBC、DOC的贡献率要高于600℃生物炭。单独添加生物炭的土壤矿化强度比较低。通径分析结果表明:MBC和DOC对土壤CO2累计排放量的直接影响达到极显著水平。     

添加生物炭的水芹湿地对农村低污染水的净化研究

为研究生物炭对湿地处理污水的效果,以种植水芹的湿地系统为对象,通过盆栽试验研究了添加1%和5%煅烧温度为500℃和700℃的两种生物炭对低污染水的净化作用及其对水芹生长的影响。结果表明:加入1%煅烧温度为700℃和500℃生物炭的水芹盆中,系统表面水TN浓度均值在4.05~4.18 mg·L~(-1),低于不加生物炭对照组。煅烧温度为500℃,添加量为1%的生物炭处理组的氨挥发损失总量为96.07 kg·hm~(-2),显著提高;而煅烧温度为700℃,添加量为1%的处理组的氨挥发损失总量(43.02 kg·hm~(-2))与对照相当,其植株地上部分生物量和养分累积量较大,且该种生物炭对土壤养分有一定的固持作用,具有较好的正面效应。通过生物炭和水芹湿地系统的耦合,筛选出了较优的生物炭类型,其在净化污水的同时降低了对环境的负面影响,有效利用了污水中的氮、磷等养分资源,从而为设计农村低污染水的生态修复工程提供了基础数据和技术支撑。