生物炭添加对潮棕壤土壤性状及玉米生长的影响

采用田间微区试验方法,研究不同生物炭添加量[0(CK)、22.5 t/hm2(C1)、67.5 t/hm2(C2)和112.5 t/hm2(C3)]对玉米不同生长期土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、玉米生长和产量的影响。结果表明,生物炭添加提高了土壤MBC和SOC含量,处理组C1、C2和C3的SOC含量较对照组CK增加20.9%、57.25%和93.23%,并且MBC占SOC比例的变化表明生物炭的添加促进了土壤MBC对土壤有机质(SOM)的贡献。另外,在生物炭添加处理下,土壤含水量和土壤MBC呈显著的正相关。生物炭的添加增加了开花期玉米的株高、茎粗、叶面积指数以及成熟期玉米的百粒重和产量。相比于对照组CK,处理组C2和C3株高增加15.99%、21.55%,茎粗增加13.77%、9.64%,产量增加23.23%、23.12%;处理组C1、C2和C3叶面积指数高于CK 13.89%、44.52%和47.26%。     

施用不同配比生物炭对橡胶树根系生长的短期响应

本研究探讨施用4种用量的生物炭对橡胶根系短期的影响。结果表明:随着生物炭用量的增加,土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量和pH呈增加趋势,而容重呈下降趋势;施用不同用量生物炭处理对橡胶树根重、根长、根面积和根体积的影响各异,与对照相比,生物炭低配比(1%)和高配比(10%和15%)的施用量短期内对橡胶树根鲜重、根长、根表面积和根体积均无显著影响,而施用配比含量为5%的生物炭处理短期内显著提高了橡胶树根鲜重、根长、根表面积和根体积;同时,不同施用量生物炭处理的橡胶树吸收根占总根重的比例介于64.8%~76.1%之间。综上所述,施用配比含量为5%的生物炭可在短期内显著促进橡胶根系的生长。     

不同生物炭种类与施用量对胡椒园土壤培肥效果研究

将生物炭用于胡椒园土壤,探讨生物炭对胡椒园土壤培肥的作用,为生物炭培肥胡椒园土壤提供依据。试验设计C1和C2两种,两种生物炭施用量均为炭土比10 %、20 %、30 %,空白土壤为对照(CK),测试土壤有机质、水解性氮、有效磷、速效钾元素含量。研究结果表明：添加生物炭C1和C2都能显著提高胡椒园土壤有机质和速效钾含量,炭土比为30 %的生物炭C2施用量对土壤有机质和速效钾含量的影响最大;生物炭C1和C2的添加对土壤水解性氮和有效磷含量的影响不明显。     

棉秆炭对灰漠土玉米生长及氮素利用的影响

通过盆栽试验,氮素设置3个水平,棉秆炭用量占土壤质量分数设置4个不同水平,研究棉秆炭对玉米生长及氮素利用的作用效果。结果表明,不施氮肥(N0)处理,添加棉秆炭抑制玉米器官的生长和生物量积累,生物量降低幅度为4.98%~17.36%;氮肥与棉秆炭配施提高玉米器官的生长和生物量积累,提高幅度为1.68%~11.30%,不同棉秆炭处理间差异不明显。添加棉秆炭促进玉米根系生长,提高根冠比,增加氮素对玉米根冠比的影响不明显;同时,添加棉秆炭抑制玉米根、茎、叶、棒以及植株吸氮量,增加施氮量抑制作用逐步降低。施入棉秆炭降低氮肥吸收效率,提高氮肥表观利用率,相比不添加棉秆炭(BC0)处理,添加2.0%棉秆炭(BC2.0)处理氮肥吸收效率降低2.50%和4.96%,氮肥表观利用率提高8.48%和7.49%,过量的棉秆炭添加可能降低氮肥表观利用率。     

添加生物质炭对酸性茶园土壤 pH 和氮素转化的影响

采用短期（46 d）室内好气培养方法,研究不同茶枝生物质炭添加量对茶园红壤、黄壤 pH 和氮素净转化速率的影响。生物质炭用量设5个水平：H0（0 t·hm－2）、H1（8 t·hm－2）、H2（16 t·hm－2）、H3（32 t·hm－2）、H4（64 t·hm－2）,生物质炭来源为茶树枝条。结果表明：培养结束时,与不添加生物质炭处理相比（H0）,添加生物质炭处理均可提高2种茶园土壤 pH 值,红壤增加0．24～1．20个单位,黄壤增加0．26～1．34个单位,pH 提高幅度与生物质炭用量呈正相关。添加生物质炭后显著降低了茶园土壤氮矿化量、净氮矿化速率和净硝化速率（P ＜0．05）,特别是 NO－3-N 含量,抑制茶园土壤硝化作用,抑制程度随生物质炭添加量增加而增强。红壤茶园土壤矿质态氮含量、净氮矿化速率及净硝化速率要高于黄壤,黄壤茶园土壤矿质态氮表现为净固持;相同添加量的生物质炭对红壤氮素转化的影响大于黄壤。综上所述,短期培养条件下,生物质炭能显著降低茶园土壤矿质态含量,抑制土壤硝化作用,其抑制效果因生物质炭用量和土壤类型而异。     

不同有机物料还田对黑土活性有机碳组分含量的影响

采用小区试验,研究大豆-玉米轮作模式下不同有机物料还田处理对黑土土壤活性有机碳及其组分变化特征的影响。结果表明:不同有机物料还田处理显著提高土壤总有机碳含量,与单施化肥(NPK)相比,配施有机肥(MNPK)、化肥配施生物炭(BNPK)、秸秆全量还田(SNPK)分别增加3.04%、2.44%、1.66%;不同有机物料还田措施下土壤水溶性有机碳含量分别增加46.28%、7.57%、14.18%;配施有机肥(MNPK)对土壤易氧化有机碳含量起显著的促进作用,秸秆还田(SNPK)和配施生物炭(BNPK)分别增加土壤微生物量碳17.20%和14.23%。配施有机肥能提高水溶性有机碳比例和土壤微生物量碳比例。土壤活性有机碳各组分之间存在显著相关性。有机肥与化肥的配施(MNPK)对于增加土壤活性有机碳含量和有效调控其关键组分具有重要作用。     

秸秆及生物炭添加对燥红壤N_2O排放的影响

通过室内培养研究生物炭和秸秆施用之初对N_2O排放的影响。试验设生物炭(BC,用量为烘干土的1%)、秸秆(S,与生物炭等氮量)和空白(CK)3个处理。培养在75%田间持水量,30℃恒温箱中进行。结果表明,添加秸秆和生物炭均可改善土壤性状,显著提高土壤pH值、有机碳含量和阳离子交换量(CEC),其中秸秆对土壤pH值和速效钾的改善作用更突出。秸秆可以显著减少硝态氮和铵态氮的含量,促进氮的生物固持,由此显著减少N_2O的排放。生物炭能显著促进硝化作用的进程,提高硝化程度,使得土壤N_2O集中于短时间内排放,但与CK相比,没有显著差异,造成这一原因可能源于生物炭的用量少,影响了其对N_2O的吸附。生物炭施用利于土壤硝态氮的累积,热带的气候和土壤条件下,显著增加了硝态氮淋失的风险。     

甘蔗渣基生物质炭对热带砖红壤理化性质的影响

为明确生物质炭添加对热带地区砖红壤理化性质的影响,采用室内模拟实验,于5种不同温度(350、450、550、650、750℃)下热解制备甘蔗渣基生物质炭(GZ350、GZ450、GZ550、GZ650、GZ750),研究4种不同添加比例(0.1%、0.5%、1.0%、5.0%)下各生物质炭对砖红壤理化性质的影响。结果显示:生物质炭可以提高土壤p H、CEC、有机质和有效养分(N、P、K)含量,其效果随生物质炭添加比例的增加而增强;不同温度制备的生物质炭对土壤不同理化性质的影响不一,与低温制备的生物质炭相比,高温制备生成的生物质炭提高土壤p H、CEC、有机质和有效养分的效果更好,其中GZ750提高土壤p H、CEC和有效P的效果最好,GZ650增加有机质和碱解N含量的效果最佳,GZ550对有效K的提高作用最为明显。综合考虑,650℃和750℃制备的甘蔗渣基生物质炭对砖红壤具有较好的改良效果。     

施用生物质炭对酸性茶园土壤氨挥发的影响

氨挥发是土壤氮素损失的主要因素之一。通过田间试验,研究了施用生物质炭对酸性茶园土壤理化性质及氨挥发的影响,以期为评价生物质炭在茶园土壤中的应用提供科学数据。试验设不施氮肥(对照CK)、单施氮肥(B0N1,225 kg·hm-2)、施8 t·hm-2生物质炭基础上增施氮肥(B1N1)、施16 t·hm-2生物质炭基础上增施氮肥(B2N1)4个处理,施氮量春季追肥、秋季追肥和冬季基肥比例为3︰3︰4,进行了为期1年的观测。结果表明,与B0N1处理相比,B1N1和B2N1处理显著提高了土壤p H值和有机碳含量(P0.05),显著降低了土壤容重(P0.05),全氮量变化不显著(P0.05);与B0N1处理相比,B1N1和B2N1处理土壤铵态氮平均含量降低了5.34%~12.59%,硝态氮平均含量增加了11.02%~36.54%,促进硝化作用。酸性茶园土壤氨挥发量为13.01~40.95 kg·hm-2,氨挥发损失率为7.29%~12.42%,冬季基肥期氨挥发损失量最大;施氮显著增加土壤氨挥发量(P0.05),增施生物质炭则显著降低了氨挥发量(P0.05),降幅为26.25%~28.21%。土壤铵态氮浓度是影响氨挥发的最主要因素,施用生物质炭降低了土壤铵态氮浓度,从而抑制了氨挥发。     

干旱条件下生物炭施用量对马铃薯块茎形成期土壤速效养分含量的影响

以玉米炭为材料,研究干旱条件下生物炭对种植马铃薯的土壤中速效养分的影响。结果表明,与足量水分相比,干旱条件下生物炭对土壤速效养分的影响与施用量有关,添加1%生物炭对土壤速效养分含量无显著性影响,添加10%生物炭的土壤速效氮、速效磷显著降低,速效钾含量升高,说明生物炭对干旱条件下土壤速效养分产生影响,其机制有待于进一步研究。     

生物炭对酸化茶园土壤性状和真菌群落结构的影响

为探讨生物炭长期施用对酸化茶园土壤改良和真菌群落结构的影响,分析了按生物炭用量0、2.5、5、10、20、40 t·hm^-2施用5年后的茶园土壤性状和真菌群落结构变化。结果表明,施用生物炭5年后的茶园土壤pH提高了0.16~1.11,可溶性有机碳含量提高了52.6%~92.3%,而铵态氮和硝态氮含量以10 t·hm^-2处理最高。施用生物炭5年后的土壤性质变化,进一步影响了真菌群落结构,表现为Chao指数、ACE指数和Shannon指数随生物炭用量增加呈先增加后降低的趋势;提高生物炭施用量对茶园土壤次要作用的真菌（LDA值<3.50）丰度的增加效果高于优势真菌（LDA值>3.50）的效果,其中被孢霉属、木霉属、毛壳菌属的相对丰度增加,黑盘孢属的相对丰度降低。     

Effects of Nitrogen Application Levels on Ammonia Volatilization and Nitrogen Utilization during Rice Growing Season

We conducted field trials of rice grown in sandy soil and clay soil to determine the effects of nitrogen application levels on the concentration of NH4+-N in surface water,loss of ammonia through volatilization from paddy fields,rice production,nitrogen-use efficiency,and nitrogen content in the soil profile.The concentration of NH4+-N in surface water and the amount of ammonia lost through volatilization increased with increasing nitrogen application level,and peaked at 1-3 d after nitrogen application.Less ammonia was lost via volatilization from clay soil than from sandy soil.The amounts of ammonia lost via volatilization after nitrogen application differed depending on the stage when it was applied,from the highest loss to the lowest:N application to promote tillering > the first N topdressing to promote panicle initiation(applied at the last 4-leaf stage) > basal fertilizer > the second N topdressing to promote panicle initiation(applied at the last 2-leaf stage).The total loss of ammonia via volatilization from clay soil was 10.49-87.06 kg/hm2,equivalent to 10.92%-21.76% of the nitrogen applied.The total loss of ammonia via volatilization from sandy soil was 11.32?102.43 kg/hm2,equivalent to 11.32%-25.61% of the nitrogen applied.The amount of ammonia lost via volatilization and the concentration of NH4+-N in surface water peaked simultaneously after nitrogen application;both showed maxima at the tillering stage with the ratio between them ranging from 23.76% to 33.65%.With the increase in nitrogen application level,rice production and nitrogen accumulation in plants increased,but nitrogen-use efficiency decreased.Rice production and nitrogen accumulation in plants were slightly higher in clay soil than in sandy soil.In the soil,the nitrogen content was the lowest at a depth of 40-50 cm.In any specific soil layer,the soil nitrogen content increased with increasing nitrogen application level,and the soil nitrogen content was higher in clay soil than in sandy soil.In terms of ammonia volatilization,the amount of ammonia lost via volatilization increased markedly when the nitrogen application level exceeded 250 kg/hm2 in the rice growing season.However,for rice production,a suitable nitrogen application level is approximately 300 kg/hm2.Therefore,taking the needs for high crop yields and environmental protection into account,the appropriate nitrogen application level was 250-300 kg/hm2 in these conditions.     

氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

水稻盆栽速效氮淋洗法及短期亏氮效果分析

【目的】 探索一种简易、有效的盆栽土壤速效氮淋洗方法,并分析水稻花前不同时期土壤氮亏缺对不同类型水稻主功能叶及植株花后氮积累的影响,以期为阐明水稻花后氮素积累、转运特征和大田生产减氮技术应用奠定研究基础。【方法】 比较了3种水稻盆栽土壤速效氮淋洗方法的减氮效果,同时探讨了水稻花前14 d和花前3 d短期亏氮对籼粳杂交稻甬优12号、籼型杂交稻中浙优1号上3叶SPAD值、氮浓度和花后植株含氮量的影响。【结果】 通过淋洗结构+沙土混合基质方法进行3次淋洗,即可将土壤中85.6%的硝态氮和67.1%的铵态氮洗脱;水稻花前处理后,土壤硝态氮和铵态氮含量分别降低42.1%~59.3%和35.0%~43.9%,可实现预期的土壤减氮效果,短期内对土壤速效氮供应能力形成有效抑制。花前土壤氮亏缺导致甬优12上3叶SPAD值和氮浓度以及齐穗后10 d植株茎鞘、叶、穗和单株含氮量显著降低,且茎鞘、穗和单株含氮量在两淋洗处理间差异显著。花前14 d淋洗减氮导致中浙优1号上3叶SPAD值和氮浓度以及齐穗后10 d单株和穗部含氮量显著下降,花前3 d淋洗处理则对中浙优1号上3叶氮浓度和植株氮积累量几乎无影响。【结论】 水稻对花前14 d氮亏缺的敏感性显著高于花前3 d,植株不同叶位叶片的叶色和氮浓度对土壤氮亏缺敏感度由下而上增强,两时期土壤氮亏缺对籼粳杂交稻甬优12的影响均远大于籼型杂交稻中浙优1号,意味着籼型杂交稻中浙优1号花后对土壤速效氮需求明显降低,而籼粳杂交稻甬优12减数分裂期后对土壤速效氮存在更高需求。     

生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响

在包头和通辽试验点,设0、8、16、24 t/hm^2生物炭水平及0、150、300 kg/hm^2施氮水平,研究生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响。结果表明,在0~20 cm土层,生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,且与氮肥存在交互作用。0~20 cm和21~40 cm土层,生物炭和氮肥均可显著提高土壤含水量和蓄水量,土壤持水性随生物炭量增加呈先增后减的趋势。生物炭和氮肥均可有效降低土壤三相比偏离值。炭氮配施可显著提高春玉米产量和氮效率,包头和通辽均以8 t/hm^2生物炭配施150 kg/hm^2氮为最大值,较单施氮肥增产20.07%和15.59%。     

氮肥后移对春玉米产量、氮素吸收利用及土壤氮素供应的影响

采用田间试验,研究氮肥后移对春玉米产量、氮素吸收利用、土壤无机氮含量动态变化和氮素平衡的影响。结果表明,氮肥后移各处理两年玉米产量均显著高于100%基肥处理,提高幅度分别为27.0%～51.8%和37.9%～69.4%,其中30%基肥+50%拔节肥+20%开花肥处理玉米产量最高。与100%基肥处理相比,氮肥后移各处理氮素吸收利用率、农学利用率、偏生产力和生理利用率两年依次提高35.8%～49.6%、46.1%～92.2%、9.8%～19.5%、9.4%～24.8%和42.8%～64.2%、51.1%～83.0%、14.3%～22.9%、6.8%～11.7%,差异均达显著水平,且均以30%基肥+50%拔节肥+20%开花肥处理效果最佳。与100%基肥处理相比,氮肥后移各处理在提高玉米开花期至成熟期0～40 cm土壤无机氮含量的同时,降低玉米收获后41～100 cm土壤无机氮含量。     

不同施氮方式对玉米田土壤无机氮动态变化的影响

研究不同施氮方式对玉米田土壤水分动态变化和土壤无机氮变化特征的影响。结果表明,玉米生育期不同施氮方式下,0~100 cm土壤水分变化趋势相似,非雨季0~20 cm土壤含水量施肥处理比不施肥(CK)低2~4个百分点,雨季由于降雨的补给各处理各层土壤水分无明显变化。施氮显著增加了0~100 cm土层无机氮含量。习惯施肥处理土壤硝态氮含量受降雨影响较大,表现出向土壤深层迁移的趋势;缓控释肥、优化施肥和优化施肥+秸秆还田处理可降低土壤硝态氮的残留。0~40 cm土壤铵态氮含量受基肥和追肥影响较大,41~100 cm土壤铵态氮含量为3~5 mg/kg,变化幅度较小,趋于稳定。合理的氮肥用量及施氮方式,可有效减少土壤硝态氮的残留,减轻浅层地下水硝态氮污染的风险。     

生物质炭配施氮肥对茶树生长及氮素利用率的影响

通过水泥池小区试验,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了生物质炭配施氮肥对茶树生长及氮素利用率（茶树吸收、土壤氨挥发、N₂O和土壤残留量）的影响。结果表明,与不施生物质炭且不施氮肥（B₀N₀）处理相比,施氮能促进茶树的生长发育,茶树株高、树幅和基部径粗均显著增加,茶叶增产68.06%~112.63%。生物质炭对茶叶产量的影响因施氮量而异,在不施氮（N₀）和减量化施氮（N₁）条件下,配施生物质炭处理茶叶产量增加8.82%和8.75%,而常规施氮（N₂）条件下配施生物质炭处理茶叶产量略有降低,但差异均不显著。与B₀N₀处理相比,施氮处理土壤氨挥发和N₂O排放量显著增加;在N₁条件下,配施生物质炭（B₁N₁）处理氨挥发和N₂O累积排放量分别降低了5.87%和4.99%;在N₂条件下,配施生物质炭（B₁N₂）处理氨挥发和N₂O累积排放量分别降低了9.97%和11.41%,B₁N₂处理氮素减排效果更好。与单施氮肥处理相比,配施生物质炭均能增加茶树各器官氮含量、¹⁵N丰度和Ndff值,有利于茶树对氮素的吸收利用。与单施氮肥处理相比,配施生物质炭处理茶树¹⁵N利用率和¹⁵N残留率分别增加了0.46~3.93百分点和4.09~14.37百分点,¹⁵N损失率下降4.54~18.30百分点,其中B₁N₁处理效果优于B₁N₂处理。总体而言,生物质炭配施氮肥促进了茶树对氮的吸收,增加土壤氮素持留,并降低氮素气态损失,从而提高了氮素利用率,以减量化施氮配施生物质炭（B₁N₁）处理茶树能起到“减氮增产”效果,具有良好的应用前景。