模拟酸雨条件下生物炭对污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响

通过土柱淋溶装置,研究模拟酸雨条件下生物炭不同施用量(0,1%,2%和5%)对复合污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响。结果表明,淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量均随生物炭施用量的增加而增加。生物炭施用不同程度地增加淋滤液中Cd、Cu和Zn的含量,相较于不施生物炭,1%,2%和5%生物炭施用量下Cd、Cu和Zn的累计淋失量分别提高28.3%~298.3%,25.3%~187.0%和27.5%~217.6%。不同处理间Pb的淋失总量无显著差异。生物炭的施用能使淋溶后土壤pH值提高0.03~0.09个单位,有效态Cd、Cu、Zn和Pb含量分别下降0.9%~6.5%,23.3%~30.6%,15.2%~24.2%和24.8%~31.8%。综合而言,酸雨作用下尽管生物炭能增加林地土壤中重金属的淋失量,但考虑到其淋失量远小于土壤中有效态重金属的减少量,生物炭仍可作为修复污染林地土壤的一种备选材料。     

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。     

生物炭对棕壤大豆根际微生物的影响

为了探讨生物炭对棕壤大豆根际微生物群体的影响,试验设置CK(0kg·hm-2),C1 (750kg· hm-2),C2( 1500kg· hm-2),C3(3000kg·hm-2),C4(6000kg· hm-2)5个生物炭梯度,分别在大豆苗期、开花期、结荚期、鼓粒期和成熟期测定土壤微生物数量、pH值和田间持水量的动态变化,并观察微生物在炭粒与土粒中的分布情况.结果表明:多数生育期生物炭处理提高大豆根际土壤中细菌数量,最高增加94.9％;前4个生育期,与CK相比真菌和放线菌数量减少,分别减少13.6倍和47.2％,但成熟期C4真菌增加0.51倍,而放线菌则提高2.09％.细菌真菌比例提高,成熟期C4比CK高70.7％.土壤pH提高,成熟期C4比CK高5.6％.炭粒中微生物数量少于土粒.通过增加土壤细菌与真菌数量比例,以及提高pH,生物炭可能成为缓解大豆连作障碍的土壤改良剂.     

生物质炭和氮肥配施对菠菜产量和硝酸盐含量的影响

施用生物质炭是提高作物产量和氮肥利用效率的潜在有效措施。以菠菜为供试作物开展盆栽试验,研究了生物质炭与氮肥配施对菠菜产量、组织中硝酸盐含量及养分(氮磷钾)含量的影响。生物质炭设3个水平:C0(0g·kg-1)、C5(5g·kg-1)和C10(10g·kg-1),氮素3个水平分别为N0(0mg·kg-1)、N1(90mg·kg-1)和N2(120mg·kg-1)。试验结果表明,在N0和N1水平下,施用生物质炭显著提高了菠菜产量,增幅为16.6%～57.3%,而在N2水平下,生物质炭对菠菜产量无显著影响(P>0.05)。同时,在N1水平下,与C0处理相比,C5和C10处理菠菜组织中硝酸盐含量分别增加了198.7%和233.4%;而在N2水平下,C5和C10处理的硝酸盐增幅分别为8.8%和46.3%。在不同氮素水平下,生物质炭的施用增加了菠菜对氮和钾的吸收,而对磷素吸收的影响不明显。总之,生物质炭与氮肥配施可以提高菠菜产量,明显增加氮肥当季利用效率。     

生物炭-凹凸棒土复合材料对水稻土锌镉的钝化及土壤养分和酶活性的影响研究

为了比较生物炭、凹凸棒土以及生物炭-凹凸棒土复合材料3种钝化剂对锌镉复合污染水稻土的钝化修复效果,本研究利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、比表面积表征(BET)和扫描电镜(SEM)等技术手段对稻壳生物炭和凹凸棒土样品进行表征,并采用土培试验研究稻壳生物炭、凹凸棒土及生物炭-凹凸棒土复合材料对实际重金属锌(Zn)、镉(Cd)污染水稻土钝化效果及理化性质的影响。结果表明,凹凸棒土比稻壳生物炭具有更大的比表面积,且表面更不规则、更粗糙。土培试验表明,3种钝化剂均降低了水稻土中Cd和Zn的生物有效性,并在不同程度上改善了土壤理化性质。单独添加2.0%凹凸棒土和2.0%稻壳生物炭处理,分别使土壤Zn有效态含量降低了86%和51%,Cd有效态含量降低了25%和8%。2.0%生物炭-凹凸棒土复合材料施加后,土壤中Zn和Cd有效态含量分别降低了83%和23%,且土壤pH值提高至5.8,有机碳含量提高了39%。说明稻壳生物炭-凹凸棒土复合材料比单独使用凹凸棒土和生物炭更能有效地固定Cd和Zn,同时能改善复合污染水稻土的理化特性。因此,生物炭-凹凸棒土复合材料具有作为一种新型钝化材料用于土壤修复的潜力,为土壤重金属原位钝化修复提供了一种新思路。     

生物质炭与氮肥配施对土壤养分和谷子生长的影响

为探寻生物质炭与氮肥配施对谷子生长及土壤的影响,本研究以晋谷21为试材,采用盆栽试验,完全随机设计,研究了生物质炭(C0,0 g·kg^-1;C1,20 g·kg^-1;C2,40 g·kg^-1)与氮肥(N0,0 g·kg^-1;N1,0.133 g·kg^-1;N2,0.266 g·kg^-1)配施对土壤养分、谷子根系形态、光合作用、干物质积累等的影响。结果表明,生物质炭与氮肥均明显提高了土壤养分含量,其中C2N2增幅最大,碱解氮含量较C0N0提升了61.03%。生物质炭对谷子光合作用、根系形态、干物质积累有明显的促进作用,同一生物质炭水平下,谷子光合作用、根系形态、干物质积累对氮肥的响应均表现为低促高抑;与C0N0相比,C2N1效果最佳,其地上部干重增幅最大,为129.24%。综上,生物质炭与适量氮肥配施可改良土壤养分状况,促进干物质在地上部积累。本试验条件下,C2N1效果最佳。该结果可为谷子减肥增效提供一定的理论基础。     

生物炭概念的内涵及语词辨析

多年来国内学术界对英文词汇biochar的中文应表述为"生物炭"还是"生物质炭"存在争议.本文根据逻辑学关于概念及语词、定义及划分的基本方法,试图剖析生物炭(生物质炭)概念的内涵与语词的混乱现象,澄清当前生物炭定义及划分等方面存在的逻辑问题,旨在深入理解生物炭的专业术语、促进科学知识的传播和科技成果的推广应用.     

Biochar amendment of fluvio‐glacial temperate sandy subsoil: Effects on maize water uptake,growth and physiology

Coarse sandy soils have poor water retention capacity, which may constrain crop growth during drought. We investigated the effect of biochar amendment to subsoil on crop physiological processes and maize yield, comparing irrigated and drought conditions. A two‐year greenhouse experiment was conducted with one‐time application of straw biochar at concentrations of 0%, 1%, 2% and 3% (B0, B1, B2 and B3). Maize was planted twice in the same large pots one week and again 12 months after biochar application. Plants were fully irrigated until flowering; thereafter, half of them were subjected to drought. Our results indicate B2 and B3 increased soil water content at field capacity. Leaf water potential, stomatal conductance, photosynthesis and transpiration were maintained in B2 and B3 during the drying cycle in year one and in all biochar levels in year two. In the first year, B3 induced negative root geotropism and significantly reduced vegetative biomass under both irrigation schemes. Cob biomass was significantly reduced by B1 under full irrigation. In year two, B3 significantly increased cob biomass under drought. Nitrogen uptake was significantly reduced by B2 in year one, but increased significantly in B3 in year two. In both years, P uptake was significantly increased by B2 and B3. Furthermore, K uptake was significantly increased in B2 in year one and in all biochar treatments in year two. Overall, biochar improved water content of coarse sandy soil due to decreased bulk density and increased porosity after biochar amendment, consequently, improving crop physiological processes including transpiration and photosynthesis. Significant effects on yields tended to be more negative in the first year, and neutral to positive in the second year suggesting the enhancement of biochar effects with ageing. The positive effect in the second year shows biochar's potential for improving agriculture productivity in drought‐prone regions.     

生物质炭源可溶性有机物消减土霉素生物毒性的效应比较

为探究生物质炭源溶解性有机物（DOM）对土霉素生物毒性的影响,采用水溶液和土壤模拟培养方式,研究不同温度（350 ℃、500 ℃、650 ℃）制备的木薯渣基生物质炭中溶解性有机物对土霉素胁迫小白菜（Brassica rapa var. glabra）种子发芽、根伸长和芽伸长的影响。结果表明,DOM350和DOM500分别对水培和土培种子的发芽率呈现促进作用,促进率分别为3.33%和10.00%;生物质炭源DOM对土霉素胁迫种子发芽存在缓解作用（P<0.05）;土霉素胁迫下DOM浓度与小白菜种子芽伸长呈显著相关（P<0.05）;土培条件下,DOM与低浓度土霉素（<34.78 mg/kg）共同促进种子根、芽伸长,对高浓度土霉素（>94.09 mg/kg）存在缓解作用;水培条件下,低浓度DOM对土霉素胁迫种子（B. rapa var. glabra）根伸长呈现缓解作用,DOM浓度与种子芽伸长呈极显著正相关（P<0.01）。     

牛粪生物质炭基肥对青稞生长、产量及氮素利用的影响

为探讨不同配比的生物质炭基肥料对青稞生长、产量和氮素利用的影响。以牛粪为研究对象,在限氧条件下经高温热解炭化制成生物炭,将生物质炭与一定比例的化学肥料混合,制成生物质炭基肥料。研究表明,随着碳化的进行,牛粪中的全氮和有机质（有机碳）含量降低,材料的碳氮比也随之降低,而全磷、全钾的含量升高;增施牛粪生物炭,青稞叶片中叶绿素含量升高,促进作物对肥料中养分的利用,进而利于青稞生长,草木灰与化肥配施的叶片叶绿素含量最高;不同处理籽粒产量之间的差异达到极显著;化肥施入量减少至70%,牛粪生物炭施入量30%时,籽粒产量最高,达到4830.75 kg/hm²,高于有机肥、草木灰与化肥配施和羊粪的处理（较对照增产13.88%）;22500 kg/hm²羊粪处理的秸秆产量最高;同等氮输入条件下,减少化肥施用量,增加生物炭,可以提高氮素利用效率。