花生壳生物炭用量对猪粪堆肥温室气体和NH3排放的影响

为研究不同花生壳生物炭添加比例对猪粪堆肥过程中温室气体和NH3排放的影响。利用强制通风静态堆肥技术,研究0(对照)、3%、6%和9%花生壳生物炭添加比例(质量比)对猪粪堆肥过程CO_2、CH_4、N_2O和NH_3排放和堆肥性质的影响。结果表明:添加生物炭能够延长堆肥高温期持续天数,使pH提高0.09～0.13个单位,EC提高11.7%～50.6%;各堆肥处理CO_2、CH_4和N_2O排放速率均随发酵时间的延长呈先升高后降低的趋势,且CO_2、CH_4和N_2O排放速率均与pH具有显著的相关性;随生物炭用量的增加,猪粪堆肥过程中CO_2排放速率表现为先升高后降低的变化趋势,其中以3%生物炭添加比例处理最高,其平均CO_2排放速率比对照增加12.9%;N_2O排放和NH_3挥发均以9%生物炭添加比例处理最低,分别比对照降低12.5%和29.9%。综上,在整个堆肥过程中,花生壳生物炭的添加降低了N_2O和CH_4的累积排放量,且随花生壳生物炭添加比例的增加,温室气体减排效应增大。     

不同满江红C、N、P生态化学计量学的季节变化

为了评价不同满江红的生态化学计量特征的差异,以8种不同满江红为对象,在网室土壤水培养条件下,研究季节变化对满江红产量,碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比的影响。结果表明:随温度的增加,满江红的生物量产量呈先升高后降低趋势,在夏季达到最高。四季平均产量最高为闽育1号小叶萍4087,达244.25g·盆-1,第二为回交萍MH3-1,达240.43g·盆-1,第三为卡州萍3001,达232.14g·盆-1。满江红的C含量呈先降低再逐渐升高,C含量在春季达到最高,达44.40%;N、P含量表现为先升高再降低的趋势,在夏季达到最高,分别达4.50%和0.86%,综合C、N、P含量,卡州萍3001、细绿萍1001、墨西哥萍2002的C、N、P含量明显优于其他的满江红。满江红C∶N、C∶P和N∶P随温度变化呈先降低再升高趋势,夏季达最低。不同满江红在不同季节C∶N、C∶P和N∶P变化范围分别为7.93~18.20、41.05~225.18、5.16~23.90。本试验条件下,综合生物量产量、C、N、P含量,卡州萍3001的特性优于其他的满江红。     

安溪县茶园小流域泥沙来源分析——以双岐溪为例

福建省茶园地处山丘地区加之缺乏水土保持措施,水土流失严重。指纹分析法利用泥沙特有的物理和生物化学性质作为示踪因子,用于区别不同泥沙来源地。本研究在安溪县山地茶园采集不同高程土壤样品及小流域中侵蚀泥沙样品,测定样品的8种土壤理化性质作为指纹识别因子,利用Kruskal-Wall检验筛选适合的指纹识别因子,运用组合指纹法与Isosource多元混合模型分析流域中侵蚀泥沙的来源及各潜在泥沙源地对侵蚀泥沙的贡献率。结果表明:茶园土壤中筛选出4种适用于山地茶园指纹因子:Ca、K、Zn、Mg,其中,K、Ca可作为判别泥沙来源的指纹因子组合。侵蚀泥沙超过70%来源于未治理茶园,且74%来源于未治理茶园山脚。组合指纹法在山地茶园的应用不仅能定量分析福建山地茶园水土流失、侵蚀泥沙的输移规律,进一步丰富了小流域侵蚀理论,也为茶园水土流失治理措施合理布设提供科学基础。     

生物炭对不同镉污染土壤钝化效果和小白菜镉吸收的影响

目前生物炭用量对不同镉污染水平土壤的钝化效果缺乏进一步认识,利用外源添加试验研究了不同土壤镉污染水平、不同生物炭添加量对小白菜镉吸收和土壤镉有效性的影响。结果表明,添加生物炭能降低土壤有效态镉含量和小白菜地上部镉吸收量,且随着生物炭量的增加钝化效果更明显,其中以4%的生物炭添加量的效果最佳,小白菜地上部镉含量降低了55.9%～76.0%。生物炭添加提高土壤pH值,降低了土壤有效态镉含量2.4%～62.3%,其中较低镉水平土壤有效态镉含量降幅高于较高镉水平的土壤。     

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。     

大薸生物炭对水中铜离子的吸附特征

以大薸(Pistia Stratiotes L.)为原料,在不同温度下烧制成大薸生物炭(BC),采用磁改性方法制得改性生物炭(MBC),研究两者对铜离子(Cu2+)的吸附性能,并采用准一级动力学、准二级动力学模型及Langmuir与Freundlich等温吸附模型对试验数据拟合.结果表明:未改性与改性大薸生物炭对Cu2+的平衡吸附浓度分别从55.49mg/g增加到74.01mg/g,58.87mg/g增加到75.20mg/g;随着烧制温度升高,生物炭比表面积增大,孔径变小,孔隙结构增加;生物炭吸附Cu2+过程更符合Langmuir模型与二级动力学模型,拟合系数R2均大于0.9;热解温度为500℃时,生物炭对Cu2+的吸附效果最佳,改性生物炭对Cu2+的吸附速率大于未改性生物炭.     

施用烟秆生物黑炭对红壤性稻田根际土壤微生物的影响

采用田间小区试验研究烟秆生物黑炭对红壤性稻田根际土壤微生物的影响,试验设置4个生物黑炭施用水平,在水稻抽穗扬花期采集根际土壤进行高通量测序。结果表明,施用生物黑炭后稻田根际土壤微生物群落的OUT与Chao1指数降低,而Shannon指数升高。对主要菌门的分析发现变形菌门、放线菌门与厚壁菌门的丰度增加,酸杆菌门、疣微菌门的丰度降低。在属的水平上,发现一些对植物生长有益的促生菌有增加的趋势。     

生物炭对茶园酸性红壤氮素养分淋溶的影响

福建省山地茶园水土流失严重，高坡度开垦茶园会造成土壤养分淋失，引起土壤酸化。为研究生物炭对茶园酸性土壤氮素养分淋溶的影响，采用室内土柱模拟试验，设置对照CK（C0N0）、单施常规量氮肥（C0N1）、单施两倍量氮肥（C0N2）、常规施氮肥增施2%生物炭（C1N1）、常规施氮肥增施5%生物炭（C2N1）5个处理，研究不同生物炭和氮肥添加处理下茶园酸性土壤氮素养分淋溶变化和规律。结果表明，常规施肥条件下，随着生物炭添加量增大，淋滤液体积显著降低，全氮、硝态氮、铵态氮的淋失量显著降低。添加生物炭处理土柱中NO-3-N和NH+4-N的淋溶开始时间均晚于未添加生物炭处理土柱，且NO-3-N的浓度峰值较NH+4-N的出现早。与C0N1相比，生物炭施用处理（C1N1和C2N1）显著提高了土壤pH，NO-3-N的淋溶量分别降低了60%和77%，NH+4-N的淋溶量分别降低了40%和39%。就不同氮素形态而言，C1N1和C2N1处理中均先检测到NO-3-N，说明生物炭对NH+4-N的固持能力大于NO-3-N。研究表明在茶园酸性红壤中添加生物炭可减缓氮素损失，提高土壤养分含量，结果为茶园酸性红壤的土壤改良提供理论依据和参考意义。     

不同材料生物质炭施用对果园土壤性状及活性有机碳的影响

为了解不同材料生物质炭施用对果园土壤质量的改良效果,采用田间试验,研究了不同生物质炭施用对果园土壤性状及活性有机碳的影响。结果表明:施用生物质炭提高了果园土壤含水量及pH值,降低了土壤容重,提高了土壤微生物生物量碳含量。相比对照,生物质炭处理的土壤含水量提高1.05%～55.77%,pH值提高0.03～1.68个单位,土壤容重降低5.00%～32.50%,土壤微生物生物量碳含量提高10.24%～90.94%。不同材料生物质炭对土壤含水量、容重、pH值及微生物生物量碳含量的影响幅度不同。     

基于能值分析的蜜柚园生草模式生态经济效益评价

蜜柚是福建省平和县优势特色产业,目前面临发展困境。生草栽培是推动蜜柚绿色发展的重要途径,为科学评价蜜柚园生草模式的生态经济效益,本文应用能值分析法测评平和县五寨镇前岭村蜜柚园生草模式和蜜柚园清耕模式的能值自给率、能值投资率、净能值产出率、环境负载率、有效能产出率和能值反馈率。结果表明：2017-2018年蜜柚园生草模式、蜜柚园清耕模式的能值自给率均为0.003,能值投资率分别为339.291、295.763,净能值产出率均为1.003,环境负载率分别为0.348、0.321,有效能产出率为4.57E-7 J·sej^-1、2.90E-7 J·sej^-1,能值反馈率为0.002、0.000。与清耕模式相比,生草模式能值总投入下降9.21%,不可更新环境资源下降76.71%,购买能值比重大,显示更高的能值投资率;同时商品果能值提高1.00E+17 sej·hm^-2,能量产出提高4.60E+10 J·hm^-2,表现出更强的经济活力。劳动力能值投入占能值总投入70.45%~72.90%,其中采摘、日常管理、水肥施用比重大。生草模式在除草环节增加劳动力投入1.31E+16 sej·hm^-2,但通过减少农药施用、水肥施用和有机肥搬运节约劳动力,同时优化日常管理,生草模式总劳动力投入降低了3.30E+16 sej·hm^-2,基于能值的劳动生产率提高17.50%。生草模式使有机肥、劳动力等可更新资源购买量减少,环境负载率增加0.027。蜜柚园生草模式实现了柚树增产、柚农增收、蜜柚园增绿,为蜜柚产业供给侧结构性改革提供赋能路径。