秸秆生物炭输入对冻融期黑土表层无机氮磷垂直迁移的影响

为研究秸秆生物炭输入对冻融期黑土表层无机氮磷垂直迁移的影响,采用室内模拟冻融循环试验,设置冻融与不冻融、冻融循环次数和生物炭施加量3个影响因素,分析冻融作用下不同秸秆生物炭输入量土壤表层无机氮磷垂直迁移特征。结果表明:(1)冻融与不冻融、冻融循环次数及生物炭施加量对黑土表层NO3-—N、NH4+—N和PO43-—P垂直迁移液总体积、迁移液总浓度及迁移总量均有极显著影响。(2)淋溶时间随冻融作用增强而缩短,随生物炭施加量增加而延长。所有处理迁移液总体积均随生物炭输入量的增加呈降低趋势。未冻融组迁移液总体积随培养期增加呈现缓慢下降趋势,冻融组处理迁移液总体积在第5次冻融循环试验出现急剧增加,而后趋于平稳。(3)分析冻融作用下秸秆生物炭施入对无机氮磷垂直迁移累积影响,同一控制时间内生物炭对冻融组无机氮磷垂直迁移量的抑制作用大于不冻融组,且随生物炭施入量增加对无机氮磷垂直迁移的抑制作用增强。由于土壤物理性质的改变,冻融组NO3-—N、NH4+—N和PO43-—P累积迁移量均在第5次冻融循环左右发生急剧变化。综上可知,生物炭在冻融期可以有效的固持养分,研究结果可为寒冷地区解冻期面源污染防治提供一定的理论支持。     

大豆秸秆生物炭对铅锌尾矿污染土壤的修复作用

采用盆栽空心菜的方法,研究了大豆桔杆生物炭对铅锌尾矿污染土壤的修复作用。污染土壤中Cu、Zn、Pb和Cd含量分别为50,400,1 119,3.4mg/kg。结果表明:土壤无论是否受到铅锌尾矿污染,添加3%生物炭(w/w)均能显著提高土壤pH;3%生物炭能够抑制铅锌尾矿污染导致的土壤pH降低。大豆桔杆生物炭对尾矿污染土壤和未污染土壤中重金属有效态的影响不同,与未污染土壤相比,3%生物炭的钝化作用不能抵消铅锌尾矿污染导致的重金属有效态含量的增加。铅锌尾矿污染抑制空心菜生长;施加3%生物炭可以消除铅锌尾矿污染对空心菜生长的抑制作用。生物炭显著降低污染土壤空心菜根部重金属含量,而对地上部分的影响,不同元素表现出不同的特点;3%生物炭能够阻控铅锌尾矿污染土壤中Cu、Zn、Pb和Cd向空心菜地上部迁移富集。大豆桔杆生物炭对空心菜吸收重金属的影响,在铅锌尾矿污染土壤和未污染土壤上表现不同,存在元素之间的拮抗作用以及由于生物炭提高空心菜生物量所产生的稀释作用。在研究设置条件下,与未污染土壤相比,从空心菜生物量和可食部分吸收重金属含量来评价,施加3%大豆桔杆生物炭可以修复铅锌尾矿导致的土壤污染。     

生物炭对红壤茶园溶磷细菌数量数量及和土壤磷形态转化有效磷含量的影响

为检测施用生物炭对酸性红壤土壤磷转化和土壤溶磷细菌数量的影响,用茶园土进了8周的接种溶磷细菌的微缩土壤培养实验,设置了0%、1%、3%（重量比）3种添加生物炭处理。结果表明：接种后土壤溶磷细菌数量迅速下降,而施用生物炭显著增加了茶园溶磷细菌的数量,为不施用生物炭的对照处理的10.5~15.25倍。此外,添加生物炭显著提高了土壤pH值、土壤有效磷(Bray-P)含量与土壤碱性磷酸酶活性。相关性分析结果表明：红壤茶园土壤溶磷细菌数量与土壤有机碳、总氮、总磷、有效磷、pH值、碱性磷酸酶活性之间均呈显著正相关关系,与土壤酸性磷酸酶活性呈负相关关系。总之,与对照处理相比较,添加生物炭可以增加红壤茶园土壤溶磷细菌的数量,并对土壤磷素起到活化作用。 关键词：生物炭;溶磷细菌;土壤有效磷;土壤碱性磷酸酶;红壤茶园     

生物炭对酸化土壤锰毒害的缓解效应研究

生长在酸性土壤上的植物受一系列障碍因素的影响,其中锰毒是继铝毒之后限制植物生长的第二重要因素。本研究旨在利用生物炭改良酸化土壤的同时进一步缓解土壤锰的毒害效应。通过1个月的室内培养试验,研究在酸化土壤中和在酸化土壤施加外源锰(2、4 mmol/kg)两种情况下,分别添加3%的两种不同生物炭──稻壳炭和苹果枝条炭,对空心菜生长和锰毒害的影响。结果表明：（1）在酸化土壤中,添加两种不同生物炭均可显著增加空心菜的株高和生物量;在酸化土壤施加外源锰条件下,空心菜的株高和生物量显著受到抑制,添加稻壳炭能够显著缓解锰对空心菜生长的抑制作用,但苹果枝条炭不能有效缓解锰对空心菜的生长抑制;在高锰(4 mmol/kg)抑制条件下,空心菜植株出现生理缺水,两种生物炭的添加均能显著缓解空心菜植株的缺水现象。（2）生物炭的添加显著提高了土壤pH值,土壤pH值的变化与空心菜株高和生物量变化呈显著或极显著性相关。（3）添加稻壳炭和苹果枝条炭使空心菜对锰的累积浓度分别减少了48.5%和26.6%;外源锰施加情况下,空心菜对锰元素的富集浓度达到1502.1~2185.9 mg/kg,稻壳炭的添加使空心菜对锰的累积显著降低到516.4~975.5 mg/kg,但苹果枝条炭无法有效缓解外源锰对空心菜的毒害。（4）两种生物炭尤其稻壳炭可有效或显著降低土壤交换性锰含量,增加土壤易还原性锰含量,但未对土壤活性锰总量产生显著性影响。稻壳炭和苹果枝条炭能够显著促进空心菜生长、改善外源锰毒对植株造成的缺水现象;两种生物炭均能显著降低空心菜对锰的累积,提升土壤pH值、减少土壤交换性锰含量,不同程度缓解锰的毒害并促进植物生长。     

生物炭施用对农业生产与环境效应影响研究进展分析

生物炭(Biochar)因其特殊性质而被广泛应用在土壤改良和固碳减排等方面,因潜力很大,备受国内外学者的关注。然而,生物炭性质不仅因生物质制备材料来源不同而有所差异,还受到热解温度和工艺的影响。同时,生物炭性质和土壤条件差异也在较大程度上影响其改良土壤效果和固碳减排成效。综述近年来国内外有关生物炭在农田水土环境及固碳减排影响的研究进展,总结了生物炭在农业领域、固碳减排及盐碱地改良等方面的研究成果,分析了现存问题,并对生物炭在农业相关领域的研究应用进行了探讨,旨在为广泛应用生物炭技术提供借鉴和参考。     

生物炭对混施沼肥秸秆还田腐解特性的影响

为提高秸秆与沼肥同步翻埋还田的腐解效果,在室温条件下,秸秆中混施沼肥,采用网袋法模拟翻埋还田,在105 d的试验周期内,探讨在土壤中配施生物炭对秸秆与沼肥同步翻埋还田腐解的影响规律。结果表明,在土壤中配施生物炭能显著提高秸秆各指标的降解速度,且不同土壤之间玉米秸秆的降解率表现为砂土组大于壤土组,添加生物炭组大于未添加生物炭组,试验结束时,壤土组、壤土+生物炭组、砂土组、砂土+生物炭组的降解率分别为69.96%、74.63%、78.19%和79.14%;腐解前49 d为秸秆各组分的快速腐解期,后期腐解速率逐渐变慢;秸秆的降解率与纤维素降解率具有显著的相关性,添加生物炭对木质素的降解具有显著的促进作用,且木质素的降解与有机碳的降解呈正相关性。     

麦秸与木屑热解制备磁性生物炭基材料理化性质研究

分别以小麦秸秆和杨树木屑为原料,经浸渍-化学沉淀-高温热解制备磁性生物炭基复合材料,考察负载铁处理在不同原料类型、热解温度下对材料理化特性的影响。结果表明:复合材料中铁主要以Fe3O4的形式存在,材料外层含量较内层高。负载铁处理加速了生物质热解脱氢和脱氧进程,对生物炭理化特性的影响效应随温度升高而加剧。在300~600℃的热解温度下,负载铁处理小麦秸秆和木屑热解炭的灰分质量分数均增加,增加范围分别为28.8~34.4个百分点,39.1~47.6个百分点,而固定碳含量、热值均降低;比表面积、总孔容均增大,增大范围分别为:10.67~72.24 m2/g、0.039 8~0.093 1 cm3/g,15.43~105.14 m2/g、0.010 4~0.078 9 cm3/g,而平均孔径减小。负载铁处理对两种生物质挥发分含量和pH值的影响不同,表现为:负载铁秸秆生物炭的挥发分质量分数增加5.2~13.2个百分点,pH值降低0.04~1.49,而负载铁木屑生物炭的挥发分质量分数在300℃降低17.4个百分点,在400~600℃增加8.5~22.2个百分点,pH值则升高0.33~1.93。     

生物炭对东北草甸黑土水分运动参数的影响

为探明添加生物炭对东北草甸黑土水力学特性的影响,研究了以5种生物炭体积比(0、2%、4%、6%、8%)施入土壤后的土壤水分运动参数。采用土壤的VAN GENUCHTEN模型和MUALEM理论,推导出添加生物炭土壤的水分特征曲线、相对导水率和水分扩散率方程,并用试验校验理论推导结果。理论和试验结果表明,添加生物炭土壤的饱和度随基质吸力的变化接近无添加的土壤;当基质吸力低于2 000 cm时,添加生物炭能够大大提高土壤的含水率,当基质吸力高于8 000 cm时,土壤的含水率不一定增加;水平土柱吸渗试验表明,生物炭能够抑制土壤水分的水平扩散;数值模拟降雨后的土壤含水率与田间实测数值相比误差小于13.3%。研究可为东北黑土区农业水土保护和利用提供理论依据。     

Application of biochar in mitigation of negative effects of salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.)

Salinity is a major abiotic stress that affects crop production throughout the world. Biochar is an activated carbon soil conditioner that can alleviate the negative impacts of salinity. The research was conducted to evaluate the ameliorative effect of 1% and 2% of biochar application on wheat seed germination and growth attributes under salinity. Both levels of biochar improved the germination and growth conditions under salinity; however, 2% biochar level was more effective compared to 1% level. Root and shoot length increased up to 23% and11% with 2% biochar, respectively. The maximum increase of 16% and 10% in leaf water potential and osmotic potential was noted with 2% biochar at 150 mM salt. The decrease in proline content and soluble sugar at 2% biochar was 51% and 27%, respectively. Decrease in superoxide dismutase activity was 15.3% at 2% level of biochar under stress biochar mitigates the negative effects of salinity and improved wheat productivity.     

生物质炭对磺胺类抗生素在坡耕地紫色土中吸附-解吸及淋溶过程的影响

吸附-解吸是影响抗生素类污染物在土壤中迁移转化及生物有效性的重要过程,本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,通过批量平衡实验和柱实验研究生物炭施用（投加量0(B0)、39.75 (B1)t/hm2和198.75 (B2) t/hm2）及田间老化作用（夏季干湿交替）对三种典型磺胺类抗生素（磺胺嘧啶（SD）、磺胺二甲基嘧啶（SM2）及磺胺甲恶唑（SMZ））在紫色土中的吸附-解吸和淋溶行为的影响。结果表明：在几种处理中,三种磺胺类抗生素吸附强弱的顺序都表现为SD>SMZ>SM2;与B0处理相比,添加生物炭能增加土壤对三种抗生素的吸附能力,其中SM2的吸附显著增加（P<0.05）,但这种促进作用在经过老化过程后有所减弱。在解吸过程中,三种抗生素的Freundlich常数Kf大小顺序为SD>SMZ>SM2,表明SD在土壤中吸附容量最大且不易解吸,其次是SMZ和SM2;相应的迟滞系数H大小顺序为SD相似文献