生物炭对新疆沙土微生物区系及土壤酶活性的影响

为评估生物炭在新疆改良沙土的潜力,在新疆和田设生物炭施用量为0(CK)、22 500、67 500、112 500kg·hm~(-2)和225 000 kg·hm~(-2)5个处理的微区试验,轮作方式为绿豆-冬小麦。通过对试验结束后小区土壤可培养微生物和生理菌群计数、土壤酶活性测定,研究不同用量生物炭对沙土土壤微生物区系及土壤酶活性影响。结果表明:施用生物炭对沙土土壤养分含量、微生物区系和土壤酶产生显著影响。22 500~67 500 kg·hm~(-2)生物炭施用量能显著提高沙土土壤有机碳、速效磷和速效钾含量。生物炭影响沙土中可培养细菌、真菌及放线菌数量,在生物炭施用量为67 500 kg·hm~(-2)下细菌数量最高,比CK增加了63.83%;施用量为22 500 kg·hm~(-2)放线菌数量最高,增加了250.00%;施用量为67 500 kg·hm~(-2)真菌数量最少,降低了71.43%。生物炭影响沙土中纤维素分解菌和自生固氮菌数量,随着施用量增加,其数量呈先增加后降低趋势,其中施用量为112 500 kg·hm~(-2)纤维素分解菌和自生固氮菌数量最多,分别比CK增加了211.11%和1 057.89%。土壤中添加67 500~112 500 kg·hm~(-2)的生物炭土壤中蔗糖酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性最高。相关分析表明,不同生物炭施用量条件下,土壤养分与细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、土壤酶(磷酸酶除外)关系密切。因此,适量施用生物炭能提高沙土土壤养分、增加微生物菌群数量和土壤酶活性,在本试验点最适生物炭用量为67 500 kg·hm~(-2)。     

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。     

喷施化学调控剂缩节胺、乙烯利对棉花植株氨挥发的影响

【目的】研究喷施化学调控剂缩节胺、乙烯利对新疆棉花植株氨挥发影响,揭示其影响机理,丰富棉花氮素营养理论。【方法】喷施化学调控剂缩节胺和乙烯利后,应用密闭生长室抽气法定期监测棉花植株氨挥发变化,同时监测可溶性蛋白质、与氮代谢相关酶活性及气孔特性等指标。【结果】棉花花铃期,喷施1g·L-1和1.5g·L-1的缩节胺棉花植株氨挥发平均降低28.80%和35.15%,氨挥发量与叶片可溶性蛋白质、气孔面积显著正相关(P0.05),与硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性呈显著负相关(P0.05);喷施1.5mL·L-1和2.5mL·L-1的乙烯利叶片氨挥发平均增加47.30%和37.40%,氨挥发量与叶片可溶性蛋白质、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性之间呈显著负相关(P0.05),与气孔面积呈显著正相关(P0.05)。【结论】喷施缩节胺促进了叶片同化物向生殖器官转移,降低叶片可溶性蛋白质含量,增强了叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,缩小了叶片气孔面积,抑制了棉花植株氨挥发;喷施乙烯利加速了植株的衰老和蛋白质的降解,抑制了叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,增大了叶片气孔面积,促进棉花植株氨挥发。     

盐渍化土壤上不同类型氮肥氨挥发损失特征研究

在室内采用"磷酸甘油-海绵通气法",对不同类型氮肥在典型非盐渍化土壤、盐化土壤,碱化土壤上的氨挥发损失特征进行研究.结果表明:(1)在相同的施氮量情况下,占施入量1.34;～27.74;的氮以NH3的形式挥发损失;(2)除硝酸钙外,随着土壤盐渍化程度的增加,不同类型氮肥氨挥发损失均随之增加,挥发速率与盐渍化类型有关;(3)不同盐渍化类型土壤上的氨挥发量均为碳酸氢氨＞尿素＞硝酸铵,硝酸钙几乎不发生氨挥发;因此盐渍土上选择硝态氮肥不失为降低氨挥发损失的一种选择;(4)过量盐分的存在对于氮肥硝化作用的抑制是导致盐渍化土壤上氮肥氨挥发损失增加的主要原因.     

罗布麻胚性细胞悬浮系的建立

本实验以罗布麻（Apocynum venetttln Linn．）成熟种子为外植体。探寻获得罗布麻胚性愈伤组织的最佳培养基和条件。研究两种主要的生长素（2,4-D和NAA）和两种主要的细胞分裂素（6-BA和KT）对诱导罗布麻愈伤组织及2,4-D对诱导罗布麻胚性愈伤组织和胚性细胞悬浮系建立的影响。结果表明2,4-D对诱导形成胚性愈伤组织非常重要;不同激素配比对实验的结果影响较大,其中激素组合为2,4-D0．5mg／L＋6-BA0．05mg／L可产生大量的胚性愈伤组织;MB＋2,4-D2．0mg／L是建立罗布麻胚性细胞悬浮系的最适培养基。     

生物质炭对沙质土壤理化性质及作物产量的影响

[目的]研究生物质炭对沙质土壤理化性质及作物产量的影响.[方法]以绿豆-冬小麦种植体系为供试作物,以不施肥、农家肥和腐植酸肥料为对照,通过施用不同量的生物质炭,研究不同用量生物质炭对沙质土壤理化性质及作物产量的影响.[结果]土壤有机碳、阳离子交换量随生物质炭施用量的增加而明显增加;在短期内(0～14个月),高施入量生物质炭处理(＞10;)对土壤各粒径形成具有显著影响(P＜0.05),低施入量影响不明显(P＞0.05);生物质炭处理对作物产量的影响表现为前季绿豆产量、生物量增幅明显(P＜0.05),后季冬小麦产量、生物量与CK无明显差异(P＞0.05).[结论]生物质炭作为培肥土壤的重要措施,能改善土壤理化性质,提高作物对土壤养分的利用率.     

生物炭的施入对玉米生物量和磷养分吸收的影响

【目的】研究生物炭的施入对玉米生长及植株不同部分磷吸收的的影响。【方法】采用盆栽试验,以玉米为供试作物,通过施用不同量的生物炭,研究不同施肥条件下,生物炭对玉米生长和磷吸收的影响。【结果】在不施氮肥的条件下,生物炭对玉米干物质积累量具有抑制作用,但提高植株磷吸收总量;在施氮条件下,生物炭能明显增加玉米的生物量(P<0.05),显著提高茎秆、叶片、籽粒磷吸收总量(P<0.05),明显降低根部磷吸收总量(P<0.05);随着炭施入量的增加,单株磷吸收量明显增加(P<0.05);生物炭处理能明显提高磷肥利用效率(P<0.05),利用效率变幅为20.73%~24.66%,相对于不施炭增幅达7.99%~30.76%。【结论】生物炭与氮肥、磷肥配施能够促进玉米生长,提升磷肥利用效率。     

不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物 多样性的影响

秸秆还田是有效利用秸秆资源的重要途径,能够提高土壤养分含量、调节土壤微生物的群落结构和多样性,但目前还缺乏不同秸秆还田方式对新疆沙化土壤肥力和微生物多样性影响的系统报道。为探索新疆沙化土壤肥力可持续提升模式,于2010—2012年在和田风沙土土壤上设置秸秆直接还田(NPKS)、过腹还田(NPKM,15.0 t×hm~(-2))和炭化还田(NPKB1,2.5 t×hm~(-2);NPKB2,15.0 t×hm~(-2))定位试验,研究不同秸秆还田处理对和田风沙土土壤养分、微生物数量、土壤酶活性和Biolog碳源利用的影响。结果表明:1)与单施化肥(NPK)相比,不同秸秆还田方式均能显著提高风沙土土壤养分含量,其中NPKM处理效果最好,其次是NPKB2处理,NPKS和NPKB1处理分别为第3和第4。2)不同秸秆还田方式对土壤微生物数量影响差异显著,均增加了土壤中细菌、放线菌和生理菌群的数量,与NPK处理相比,细菌数量NPKB2处理最高,放线菌数量NPKM处理最高,分别显著提高了413.16%和574.19%。但NPKB1和NPKB2处理对生理菌群数量的提升效果好于NPKS处理和NPKM处理。土壤酶活性,不同秸秆还田方式总体好于NPK处理,NPKM处理的提升效果最好。3)Biolog碳源利用分析表明不同秸秆还田方式均能提高风沙土土壤微生物活性和丰富度指数。主成分分析表明,不同秸秆还田方式土壤微生物群落明显不同,起分异作用的碳源主要为羧酸类和糖类。聚类分析显示NPKB2和NPKM处理之间、NPKB1和NPKS处理之间土壤微生物功能相似。由此可以看出,不同秸秆还田方式均能显著提高和田沙化土壤微生物活性和功能多样性,但不同方式的增效不同。从3年定位试验结果看,秸秆过腹还田和炭化还田的效果较好,秸秆直接粉碎还田有增加土传病害的风险。该结果将为南疆沙化土壤肥力可持续提升提供一定的理论指导。     

生物炭对灰漠土铬Cr(Ⅲ)污染的钝化及生物有效性的影响

灰漠土铬Cr(Ⅲ)污染严重影响土壤生物活性,为探索灰漠土铬污染修复的有效方法。采用盆栽试验,探究生物炭对土壤铬污染的钝化效果及其生物有效性的影响。结果表明：施用生物炭显著降低了铬污染土壤中水溶态铬、交换态Cr的含量(P<0.05),同时明显增加还原态铬的含量(P<0.05),生物活性系数随着产炭温度的下降也明显下降(P<0.05),降幅分别为26.70%、41.15%、59.45%。不同炭处理显著降低了玉米籽粒、根、茎、叶的铬含量(P<0.05),尤其是显著降低玉米植株对铬的富集系数(P<0.05),其中高温所产生的生物炭(BC600)能显著减缓Cr污染所造成的生长抑制,能明显增加玉米生物量(P<0.05),但生物量与CK比较无显著差异(P<0.05),且各部分Cr含量小于5 mg/kg,符合饲料原料Cr安全标准。该研究结果可为灰漠土铬污染的修复提供理论依据。     

生物炭对灌耕风沙土土壤性质及玉米产量的影响

针对灌耕风沙土养分贫瘠,保水保肥性能差等突出问题,采用田间微区定位试验,研究不同施用量生物炭对灌耕风沙土土壤性质及玉米产量的影响。试验设置5个处理:(1)不施炭(CK);(2) 22.5 t·hm-2生物炭(1%BC);(3) 67.5 t·hm-2生物炭(3%BC);(4) 112.5 t·hm-2生物炭(5%BC);(5) 225.0 t·hm-2生物炭(10%BC)。五年定位试验结果表明:与对照相比,施用生物炭能显著降低灌耕风沙土土壤容重降低了2.8%～12.6%;生物炭施用显著增加灌耕风沙土土壤全氮、有机质、速效钾及阳离子代换量含量,分别增加了7.9%～28.6%、47.2%～148.3%、8.9%～29.6%、6.7～19.8%;生物炭施用玉米产量提高了10.2%～42.1%。研究表明,施用生物炭能有效改善灌耕风沙土的土壤质地和养分状况,提高灌耕风沙土土壤肥力,增加作物产量。