不同炭基肥料对小白菜硝酸盐含量、产量及品质的影响

利用生物质炭与化肥混合制成的生物质炭基肥料进行田间试验,比较炭基肥料对蔬菜硝酸盐积累的影响以及不同原料生物质炭基的肥效差异。选择小麦秸秆炭、花生壳炭、棉花秸秆炭3种炭基肥料,炭基肥养分含量为37%,N:P2O5:K2O=18:9:10。以普通复合肥为对照,总养分为45%,N:P2O5:K2O=15:15:15。结果表明,与普通复合肥相比,麦秸秸秆炭基肥处理使小白菜硝酸盐含量显著降低了35.38%,可溶性糖含量提高31.12%,维生素C含量提高31.55%。同时施用的小麦秸秆炭基肥在总养分含量比普通复合肥减少18%的条件下,小白菜的产量显著提高了45.03%。而花生壳炭基肥和棉花秸秆炭基肥处理效果不明显。因此,小麦秸秆炭基肥有望成为有效的降低小白菜的硝酸盐含量、提高品质和产量的新型环保肥料。     

碱蓬和三角叶滨藜幼苗生长、光合特性对不同盐度的响应

为了探讨碱蓬和三角叶滨藜对不同盐度的响应机制,采用砂培试验,用含不同浓度NaCl的Hoagland营养液处理其幼苗30 d,分析其生物量、株高、含水量(WC)、叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量、Chl/Car、Chl a/Chl b、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)的变化。结果表明,1)和对照(不加NaCl)相比,低盐(100 mmol/L NaCl)显著提高碱蓬幼苗的干重(DW)、株高和地上部WC,三角叶滨藜的株高不受明显影响,而其地上部DW和WC显著下降;中盐(400 mmol/L NaCl)胁迫下,碱蓬株高、地上部DW和WC无显著变化,而三角叶滨藜地上部DW和WC显著下降;高盐(800 mmol/L NaCl)下,两植物DW和含水量均明显降低,且碱蓬干重和含水量的降幅要显著低于三角叶滨藜。2)低盐对两植物的Chl含量没有明显影响,随着盐度的增加,其Chl含量均显著下降,碱蓬Chl含量的降幅显著大于三角叶滨藜。低盐明显提高碱蓬叶片的Car含量,但是不影响三角叶滨藜叶片的Car含量,随着盐度的增加,两植物的Car含量均显著下降,碱蓬Car含量的降幅显著大于三角叶滨藜的。随着NaCl浓度增加,两植物的Chl a/Chl b均逐渐上升,而对三角叶滨藜的Chl/Car影响也不显著,但是随着盐度的增加,碱蓬叶片Chl/Car呈先降低后升高的趋势。3)100 mmol/L NaCl处理显著提高碱蓬的Pn、Gs和Tr,但显著降低三角叶滨藜的Pn、Gs和Tr, 随着盐度的进一步增加,二者的Pn、Tr、Gs均显著下降,其中碱蓬Pn、Tr的降幅要显著低于三角叶滨藜的。随着盐度的增加,碱蓬Ci逐渐显著下降;而随着盐度增加,三角叶滨藜的Ci呈先降低、再升高的趋势,800 mmol/L NaCl处理的Ci显著高于对照。4)碱蓬生物量与Tr、Pn、地上部WC、Car含量、根WC、Gs、根冠比、株高、Chl含量、Ci有极显著的正相关,而与Chl/Car、Ls呈极显著负相关,与WUE显著负相关;三角叶滨藜生物量与地上部WC、Chl含量、Pn、Car含量、Tr、Gs、根WC、株高呈极显著正相关,与Chl a/Chl b呈极显著负相关。综上所述,碱蓬和三角叶滨藜幼苗具有高度的耐盐性,且前者的耐盐性高于后者,主要是因为高盐下前者维持更高的光合效率和水分利用效率;Tr、Pn和地上部WC可优先作为评价碱蓬耐盐性的指标,而可作为优先评价三角叶滨藜耐盐性的指标为地上部WC、Chl含量和Pn;高盐下碱蓬Pn的下降主要是气孔限制的结果,而三角叶滨藜Pn下降则主要是由于非气孔限制导致的。     

施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和 痕量温室气体排放的变化

【目的】研究生物质炭对连续两年稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的影响,为合理施用生物质炭而促进水稻生产可持续的低碳发展提供科学依据。【方法】选择成都平原稻田,2010年布设了施氮与否（0与240 kg N•hm-2）下生物质炭土壤施用（0、20、40 t•hm-2）试验,连续两年观测土壤性质、水稻产量、土壤CH4和N2O排放的变化。【结果】施氮肥条件下,生物质炭连续两年对主要土壤肥力性质表现出改善效应,提高了土壤有机碳、全氮含量和pH,同时降低土壤容重,但对水稻产量影响不显著。生物质炭对CH4排放的影响依氮肥施用而异。不施氮肥下,施用生物质炭提高当季土壤CH4排放（20 t•hm-2用量时）,但次年无影响。施用氮肥下,不同用量生物质炭对土壤CH4排放无显著影响,仅40 t•hm-2用量时次年CH4排放有所增加;生物质炭对不施氮肥土壤当季N2O排放无显著影响,并降低次年的排放。然而,施氮肥下,生物质炭连续两年显著降低了土壤N2O的排放,其降幅高达66%。施氮肥条件下,连续两年生物质炭处理降低稻田痕量温室气体的综合温室效应及其水稻生产的碳强度,特别是40 t•hm-2的高用量下。【结论】在连续两年内,稻田采用生物质炭配施氮肥的管理措施对改善土壤性质和稳定水稻产量具有持续效应,高用量生物质炭(40 t•hm-2)显著降低稻田CH4和N2O痕量温室气体排放的综合温室效应和水稻生产的碳强度,且在连续两年内具有稳定的持续性。因此,在当前稻田管理措施下,生物质炭施用量为40 t•hm-2可实现稻田稳产和固碳减排的目标。     

施用生物黑炭对新疆灰漠土肥力与玉米生长的影响

通过田间小区对比试验,研究生物黑炭作为改良剂与堆肥等其他生物质改良剂相比对新疆低产土壤———灰漠土的改良和玉米增产的效果。结果表明,施入20t·hm-2和40t·hm-2的生物黑炭,能显著提高土壤有机质含量,与基础土壤相比,提高了22.77%和49.80%,明显高于秸秆还田、羊粪和腐植酸有机肥等对土壤有机质的提升效果。施用生物黑炭提高了玉米单穗重、千粒重、产量以及生物量,降低了玉米的根冠比,促进玉米根系生长,而追施氮肥对玉米产量的影响差异不显著。因此,施用生物黑炭能够大幅度提高土壤有机质含量,对灰漠土土壤质量和作物产量以及农艺性状的提高具有重要作用。     

不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构的影响

为了研究土壤真菌群落结构在不同程度重金属污染中的变化,本文用Illumina Hi Seq高通量测序技术分析了苏南地区某金属冶炼厂和加工产业区的重金属污染水稻土的真菌群落结构,发现不同程度重金属污染对水稻季土壤真菌丰度和群落结构均有显著影响。经过真菌主成分分析发现,PC1影响因素对样品处理差异的贡献率是35.96%,PC2影响因素对样品处理差异的贡献率是21.48%;通过真菌冗余度分析发现,重金属Pb和Cu污染对土壤真菌群落结构的影响显著;通过对真菌属水平的相对丰度分析表明,重金属污染会显著降低敏感真菌的丰度,如被孢霉属相对丰度最高降低了87.50%、木霉属最高降低了99.46%、离壳菌属和菇属最高降低了100.00%,同时耐性真菌的相对丰度会提高,如类球囊霉属的相对丰度最高增加了98倍、四枝孢霉属最高增加了56倍、根囊壶菌属最高增加了2.62倍。综上所述,不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构有显著影响,且随着污染程度的增加,抗逆真菌相对数量和种类显著增加,敏感真菌的相对数量急剧减少,真菌群落结构随着重金属污染程度增加进一步分化。     

生物质炭对植物表型及其相关基因表达影响的研究进展

【目的】生物质炭研究是近十年农业可持续发展研究的重要前沿领域。作为一种良好的土壤改良剂,生物质炭不仅能改善土壤肥力,而且能够通过改变土壤与植物的相互作用关系影响植物生长发育,最终影响作物的生产力。因此,以植物表型及其相关基因表达为视角的生物质炭研究有助于深入了解生物质炭对土壤和植物效应的作用机理,进一步充实生物质炭的农业应用的理论基础。 主要进展本文回顾了近年来国内外关于生物质炭对植物生长影响的研究,从作物生产力、作物根系生长、作物病虫害和作物基因表达四个方面论述了生物质炭对植物表型和相关基因表达的影响;分析了生物质炭对植物表型及其相关基因表达的可能机理,探讨了生物质炭对植物表型及其相关基因表达研究的不足,提出了未来研究的发展方向。 问题与展望未来生物质炭对植物表型和相关基因表达的研究应注重其系统性和全面性,例如建立规范化的生物质炭试验技术,特别是生物质炭相关标准和数据库的建立,同时应加强生物质炭对转基因作物的影响等方面的研究。     

不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响

以太湖地区长期受重金属污染的稻麦轮作条件下的水稻土为研究对象,分别采取水稻收获期和小麦收获期不同重金属污染水平的土壤和临近非污染土壤(对照土壤),利用低能量超声分散分离技术将原状土进行团聚体分级,并结合土壤碳库分析,研究不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响。结果表明:随着重金属污染程度的增加,小麦收获期土壤2~0.2 mm与0.2~0.02 mm粒级的团聚体含量呈显著降低趋势,0.02~0.002 mm与0.002 mm粒级团聚体含量显著增加,但这种趋势在水稻收获期表现不显著;重金属污染降低了水稻季团聚体平均重量直径(MWD),从而降低了土壤的团聚程度,但这在小麦季并未表现出显著的降低作用;而小麦季重金属污染对原土及团聚体中有机碳含量没有显著影响,水稻季重金属污染则显著增加了土壤有机碳的含量。这些结果表明不同重金属污染程度对土壤团聚体组成的影响在不同的作物收获期表现不同,这可能与土壤团聚体周转过程受农田水分管理等措施影响有关,尚需深入研究。     

施用生物质炭对大棚土壤特性、黄瓜品质和 根结线虫病的影响

选择长期种植黄瓜并发生根结线虫病的大棚,设计生物质炭施用量为0(C0)、24(C1)、48(C2)t/hm~2的田间试验,研究生物质炭对黄瓜生长、品质以及根结线虫病的影响。结果表明:生物质炭显著提高了土壤有机质、全氮、铵态氮、速效钾含量和pH,同时降低土壤体积质量11.0%以上,C2处理黄瓜根系生物量较C0显著增加了56.9%。与C0相比,C2处理显著增加黄瓜可溶性糖和有机酸含量25.0%和17.6%,C1处理显著降低黄瓜硝酸盐含量25.5%。C2处理黄瓜根系单株卵块数比C0增加了3.8倍。施用生物质炭对黄瓜产量没有显著影响。研究结果说明,蔬菜大棚土壤中施用生物质炭可改善土壤理化性状,提高黄瓜品质,但有增加根系卵块数的趋势。由于生物质炭与土壤、作物的相互作用会随时间的变化而改变,因此,生物质炭对大棚黄瓜品质和根结线虫病的影响效应需进一步长期观测。     

秸秆直接还田与炭化还田下土壤有机碳稳定性和温室气体排放潜力的对比研究

选取北方旱地和南方水田两种不同农业利用方式的土壤为研究对象,分别在旱地和水田设置了无秸秆还田(NR)、秸秆直接还田(SR)和秸秆转化为生物质炭还田(BR)三种处理,在作物收获后,采集对应处理的土壤通过室内培养对比研究了秸秆直接还田和生物质炭还田下土壤有机碳的稳定性及温室气体排放潜力的变化。研究结果表明:秸秆直接还田与生物质炭还田均可显著增加土壤有机碳和全氮含量,但不同处理下的土壤有机碳稳定性存在显著差异。从有机碳的矿化量和矿化率来看,生物质炭还田处理与秸秆直接还田处理相比,分别降低旱地、水田土壤矿化量的36.0%、21.5%和矿化率的47.0%、34.7%;水田与旱地相比,表观上水田矿化显著高于旱地土壤,但从土壤有机碳矿化率来看,水田土壤各处理均显著低于旱地土壤相同处理的19.0%、26.2%和9.2%。不同处理显著影响土壤N2O的释放,无论旱地还是水田土壤,与秸秆直接还田相比,施用生物质炭均显著降低土壤N2O的释放;进一步分析土壤产生的综合温室效应(GWP)表明,生物质炭还田下的GWP比秸秆直接还田显著降低39.6%和28.5%。因此,秸秆转化为生物质炭后还田可作为一项重要的农田土壤固碳减排措施进行秸秆利用。     

试论我国农业和农村有机废弃物生物质碳产业化

我国农田秸秆和生活垃圾等农业和农村有机废弃物面广量大,其资源化处理一直没有得到根本性解决.开发高效低耗有机废弃物生物质碳工程转化产业化技术,以新型碳质产品就近回田回村实现农业循环.而服务于农业生产和农村生活,可能是农业和农村有机废弃物循环利用并促进农业固碳减排的最佳解决方案.新近已经开发出不同规格和型号的中小型生物质转...