生物黑炭对茶园土壤理化性状及茶叶产量的影响

通过大田试验研究生物黑炭添加对茶园土壤理化性状和茶树生长的影响,设置生物黑炭施用量0(CK)、8、16、32、64 t·hm-2 5个水平.结果表明,生物黑炭施用降低茶园土壤容重,提高土壤总孔隙度和毛管孔度,提高土壤田间持水量、饱和含水量和土壤液相比,改善茶园土壤物理性状.与CK相比,施用生物黑炭处理土壤有机碳含量提高29.55%~98.15%,土壤全氮提高 8.33%~26.52%,有效磷提高 13.04%~69.25%,速效钾提高 17.96%~167.88%,提高幅度均随着生物黑炭施用量的增加而增大;而土壤碱解氮含量下降0.97%~11.54%,但处理间差异不显著.施用生物黑炭处理茶叶产量比CK提高3.24%~13.49%,以16 t·hm-2处理效果最好,但处理间差异不显著.施用生物黑炭处理三年茶叶产量平均比CK提高5.44%~17.05%,以16 t·hm-2处理效果最好,但差异不显著.     

菲在不同性质黑炭上的吸附动力学和等温线研究

在300、500和700℃3种条件下加热木屑制备得到3种黑炭,并对其结构和组成进行了表征。通过吸附动力学实验和平衡吸附实验,研究了菲在这些黑炭样品上的吸附动力学和平衡吸附,分别应用拟一阶、拟二阶和叶洛维奇3种动力学模型及Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合。结果表明,菲在黑炭样品上的吸附可以分为极快吸附、快吸附和慢吸附3个阶段,拟一阶动力学和叶洛维奇动力学方程仅能对菲在黑炭上吸附动力学的某个阶段拟合较好,而拟二阶动力学模型可较好地拟合菲的整体吸附动力学过程。说明菲在黑炭上的吸附由多个过程控制,水膜扩散、吸附剂颗粒表面扩散和吸附剂内部微孔扩散等多个过程导致了其吸附动力学的复杂性。在快吸附阶段,菲在各个黑炭上吸附动力学的差异,主要受黑炭疏水性影响。Freundlich模型对吸附等温数据的拟合结果进一步证实,多环芳烃菲在黑炭样品上的吸附受多种机制影响。     

生物黑炭还田对红壤旱地芝麻产量及土壤养分的影响

为探讨南方丘陵区芝麻种植过程中合理的有机培肥措施,通过不同用量的秸秆和生物黑炭还田试验,研究了其对芝麻产量以及土壤pH值、有机质和氮磷钾养分含量的影响。结果表明:与常规施肥相比,秸秆和生物黑炭处理的芝麻籽粒产量分别增加了42.7%~89.0%和75.6%~118.3%,秸秆产量分别增加了24.2%~39.3%和43.6%~61.9%;同时,施用秸秆或生物黑炭可以较好地改良土壤酸化情况,并提升土壤有机质和速效氮磷钾的含量,且生物黑炭的效果优于秸秆直接还田;在试验设置的用量范围内,生物黑炭施用量越大,作物增产幅度和土壤肥力提升幅度越高。     

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。     

添加生物黑炭对茶园土壤CO2、N2O排放的影响

采用室内培养试验,研究了不同生物黑炭施用量对两种茶园土壤(红壤和黄壤)CO₂、N₂O排放特征的影响。生物黑炭用量设5个水平:H0(0 g·kg^-1)、H1(3.56 g·kg^-1)、H2(7.11 g·kg^-1)、H3(14.22 g·kg^-1)、H4(28.44 g·kg^-1).结果表明:红壤茶园土壤CO₂排放量显着高于黄壤,N₂O排放总量则低于黄壤;与H0处理相比,施用低量的生物黑炭(H1)对两种茶园土壤CO₂排放无显着影响;高量的生物黑炭处理(H3、H4)则显着增加土壤CO₂排放量,增幅为20%~47%(P<0.05).生物黑炭施用后(H2、H3、H4)明显降低两种茶园土壤N₂O释放速率及反硝化损失率,土壤N₂O排放总量降幅为37%~63%(P<0.05),反硝化损失量降幅22%~54%(P<0.05),且均随着生物黑炭施用量增加而增大。此外,从土壤pH值、无机氮含量和硝化率角度,探讨了生物黑炭影响茶园土壤CO₂和N₂O排放的因素。     

施用有机肥对库尔勒香梨叶片营养元素及果实产量、品质的影响

以库尔勒香梨叶片为试材,通过田间试验,对22年树龄的库尔勒香梨设置不同有机肥(生物黑炭、羊粪)的施肥处理,研究不同有机肥施用对库尔勒香梨叶片营养元素与果实产量、品质变化的影响。结果表明:施用有机肥能提高香梨叶片矿质营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn)的含量,提高香梨单果重和产量,改善果品品质;随着有机肥施用量的增加,各项指标也随之改善,其中以施用黑炭27 000kg/hm2或羊粪27 000kg/hm2的效果为最佳,不同种类有机肥表现为羊粪较黑炭效果好。     

添加生物黑炭对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响

为了寻找一种既能使作物高产、优质又环境友好的施肥模式,在天然降雨条件下,通过田间小区试验,研究了5种不同施肥模式(不施肥、纯施化肥、生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭)对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响。结果表明:与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施和有机无机肥配施对玉米产量无明显影响,有机无机肥配施添加生物黑炭可使玉米产量显著提高21.14%;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可提高粗蛋白含量和氮、磷肥利用率,其中对粗蛋白含量提高幅度为12.14%~19.64%,并以有机无机肥配施添加生物黑炭对其提高幅度最大;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可显著减少氮、磷径流损失量,降幅分别为30.47%~59.69%和12.08%~31.22%,其中,有机无机肥配施添加生物黑炭的氮素径流损失降幅最大,生物黑炭与化肥共施的磷素径流损失降幅最大。因此,从提高玉米产量、品质,氮、磷肥利用率以及减少土壤氮、磷径流损失的角度综合考虑,在旱地作物种植施肥模式中推荐有机无机肥配施添加生物黑炭施肥模式。     

生物黑炭对设施土壤理化性质及蔬菜产量的影响

选取典型日光温室,通过一年两季田间小区试验,研究生物黑炭不同用量对设施土壤理化性质及蔬菜产量的影响,以期为生物黑炭在设施土壤中合理运用提供参考。结果表明,设施土壤施用生物黑炭与习惯处理相比,能显著降低土壤容重2.65%~15.73%,提高土壤CEC 1.03%~5.46%,提高土壤有机碳含量7.28%~24.95%,增加土壤速效钾含量19.06%~168.5%,施用量越大效果越明显;施用生物黑炭也增加了土壤水解氮和速效磷含量,但与习惯处理相比差异不显著。生物黑炭本身pH较高,但经过蔬菜整个生长季后,对土壤pH影响不大;生物黑炭矿物质含量较高,增加土壤养分的同时也提高了土壤全盐含量。低量生物黑炭对蔬菜产量影响不大或有提高作用,但高量生物黑炭会造成蔬菜减产,因此,设施土壤生物黑炭施用量不宜过高。     

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。