不同形态秸秆还田下乌栅土耕层土壤有机质含量与组成变化

【目的】基于田间试验，探讨不同形态秸秆还于稻田后耕层土壤有机质含量及其分子组成的动态变化，为秸秆资源化利用和稻田土壤固碳提供依据。【方法】选择江苏省常熟市某村的乌栅土稻田，选用新鲜未处理（CS）、过腹处理（CM）和炭化处理（CB）的玉米秸秆，于2015年6月以等碳量（10 t C·hm-2）一次性还田，并以未还田处理作为对照（CK），分别于2015、2017和2019年水稻收获时采集耕层（0—15 cm）土样测定有机碳含量，并采用13C同位素丰度和生物标志物提取-GC/MS鉴定探析有机质组成变化。【结果】与CK相比，还田当年和2年后所有还田处理都显著提高了耕层土壤有机碳含量（8%—36%），但还田4年后，仅CB处理有机碳含量显著增加（24%），且增加的碳来源于施入的生物质炭。还田2年后，CS和CM处理土壤有机质中木质素酚丰度达到峰值，分别比CK增加了115%和66%；还田4年后，所有还田处理的植物源脂类的丰度均显著提高，相应地，植物源与微生物源脂类的丰度比（PL/ML）和生物标志物组分的多样性指数（H’）也显著提升。【结论】分子组成的变化可以用来判明不同形式秸秆还田下土壤有机质质量的变...     

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。     

生物质炭钝化农田土壤镉的若干研究进展

利用生物质炭治理农田镉污染是农业和环境界关注的热点。本文综述了近年来生物质炭对污染土壤中镉的生物有效性以及对作物镉吸收的影响等方面的研究进展,阐述了生物质炭钝化土壤中镉的多作用机制,分析探讨了影响镉钝化效应的生物质炭性质、土壤和管理因素,提出了提升钝化材料性能并改善管理以提高生物质炭钝化的高效性和持效性机制,建议未来该领域应加强生物质炭大田长期定位试验研究,以进一步为生物质炭污染治理提供科学依据。     

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。     

猪粪生物质炭对土壤肥效及小白菜生长的影响

针对我国畜禽养殖业飞速发展,畜禽粪便产生量迅速增加造成的环境问题及其再利用问题,以猪粪生物质炭为研究对象,探究猪粪厩肥炭化前后对土壤肥力和小白菜生长的影响,以期为畜禽粪便的农业资源化利用提供新思路新途径。采用盆栽试验,设置3个猪粪生物质炭施用量梯度0.5%、1%和2%,并按49.8%的炭化产率折算,设置风干猪粪厩肥施用量梯度1%、2%和4%,比较炭化前后的施用效应。试验结果表明,猪粪厩肥热裂解炭化后灰分、有机碳、全磷、全钾和速效钾的含量较猪粪厩肥有所提高,而全氮、碱解氮和速效磷含量有所降低。猪粪生物质炭处理显著增加了土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的含量,但增加幅度低于对应量的猪粪厩肥处理。施用猪粪生物质炭较相应量猪粪厩肥处理的小白菜产量提高26.50%~49.98%,氮素偏生产力提高119.32%~162.81%,叶面积提高20.84%~21.58%;与猪粪厩肥相比,猪粪生物质炭可显著提高小白菜可溶性蛋白质和维C含量,增幅33.11%~42.93%和15.16%~46.06%,硝酸盐含量显著降低17.80%~22.08%。畜禽粪便热裂解炭化是养殖业废弃物处理和资源化利用的一种有效途径。     

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...     

中国芦苇湿地生态系统固碳潜力探讨

文章介绍了芦苇湿地生态系统在固碳减排和构建高碳汇生态系统中的作用和意义,探讨滩涂芦苇作为能源作物的潜力和相关问题。芦苇作为适合河湖湿地和滩涂湿地生长的湿生植物,具有极高的生物量和土壤碳库储存,可视为高碳汇生态系统。且芦苇为非粮作物,含有丰富的纤维素,具有开发生物质能、生产燃料乙醇的潜力。建议保护、恢复和发展芦苇湿地,并把芦苇的生产列入到国家应对气候变化战略中。     

喀斯特生态系统中乔木和灌木林根际土壤微生物生物量及其多样性的比较

我国喀斯特区域面积分布较广,而喀斯特生态系统的退化已成为当前西南地区面临的严重的生态问题。本研究选取贵州中部两种不同植被类型的生态系统—乔木林和灌木林,以乔木林中的白栎、园果化香和灌木林中的火棘、竹叶椒等主要优势树种为对象,研究不同的植物树种对根际土壤微生物生物量及其细菌群落结构的影响。结果显示:乔木林系统中根际土壤微生物生物量碳、氮显著性高于灌木林,植物的根际效应在乔木林中表现更为显著;同时乔木林中的优势树种通过根系分泌物的作用显著提高根际土壤细菌多样性指数,而灌木林中优势树种的根际土壤微生物量及多样性均未表现出明显的根际效应。因此,植被的演替通过改变土壤微生物的特性影响植物-微生物-土壤之间的物质和能量循环,进一步影响喀斯特生态系统的稳定和健康功能。     

胶冻样芽孢杆菌与生物质炭复配及对番茄产量和品质的影响

以提高胶冻样芽孢杆菌在土壤中的存活率、减缓其衰亡速率,延长存活时间,提高其对土壤难溶性钾的解钾效率为目的,利用不同种类的秸秆生物质炭与胶冻样芽孢杆菌进行复配筛选。通过室内培养试验发现,中性小麦秸秆炭可作为胶冻样芽孢杆菌较理想的载体。当土壤培养35天后,土壤速效钾含量在施用炭基解钾菌肥条件下较空白提高了28.53%,较小麦秸秆炭和纯菌液处理分别提高了20.75%、13.41%。纯菌液处理土壤中胶冻样芽孢杆菌的菌落数从1.1×10~9个/g土降为9.0×10~5个/g土,而炭基解钾菌肥处理则为1.4×10~7个/g土。田间施用炭基解钾菌肥能够提高番茄植株和果实中的全钾含量;提高番茄产量和品质,显著提高番茄Vc含量,降低硝酸盐含量。因此,中性小麦秸秆炭与胶冻样芽孢杆菌的复配能够提高菌剂的存活率,有效促进土壤中矿物态钾的释放。     

麦秆还田方式对旱地土壤综合温室效应的影响

采用静态箱–气相色谱法,研究了秸秆还田方式对华北平原旱地玉米生长季土壤温室气体(CO2、CH4和N2O)排放的影响。结果表明:小麦秸秆不同还田方式下,土壤CO2、CH4和N2O的排放动态无显著差异,但排放量因温室气体种类而异。秸秆直接还田处理的CO2、N2O排放量分别显著高于无秸秆还田、秸秆原位焚烧、生物质炭还田处理的29.7%、17.5%、31.7%和78.1%、76.3%、114.0%;而CH4排放量在各试验处理间无显著差异。从各处理的综合温室效应(GWP)来看,生物质炭还田处理的GWP比秸秆直接还田处理显著降低28.7%,而与无秸秆还田和秸秆原位焚烧处理无显著差异。考虑到作物产量变化,进一步分析表明,生物质炭还田处理温室气体强度(GHGI)比无秸秆还田和秸秆原位焚烧处理分别降低4.9%和14.9%,差异不显著,比秸秆直接还田处理显著降低36.0%。因此,在华北平原秸秆炭化生物质炭还田具有显著的综合减排作用,是一种土壤农田低碳生产的秸秆利用途径。