生物炭对红壤茶园溶磷细菌数量数量及和土壤磷形态转化有效磷含量的影响

为检测施用生物炭对酸性红壤土壤磷转化和土壤溶磷细菌数量的影响，用茶园土进了8周的接种溶磷细菌的微缩土壤培养实验，设置了0%、1%、3%（重量比）3种添加生物炭处理。结果表明：接种后土壤溶磷细菌数量迅速下降，而施用生物炭显著增加了茶园溶磷细菌的数量，为不施用生物炭的对照处理的10.5~15.25倍。此外，添加生物炭显著提高了土壤pH值、土壤有效磷(Bray-P)含量与土壤碱性磷酸酶活性。相关性分析结果表明：红壤茶园土壤溶磷细菌数量与土壤有机碳、总氮、总磷、有效磷、pH值、碱性磷酸酶活性之间均呈显著正相关关系，与土壤酸性磷酸酶活性呈负相关关系。总之，与对照处理相比较，添加生物炭可以增加红壤茶园土壤溶磷细菌的数量，并对土壤磷素起到活化作用。 关键词：生物炭；溶磷细菌；土壤有效磷；土壤碱性磷酸酶；红壤茶园     

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.     

秸秆生物炭对黄土区农田土壤养分和作物生长的影响

旨在探索生物炭对黄土区农田的具体应用效果。采用大田试验，在不施氮肥和施氮肥(187.5 kg/hm2)处理下，分别设计了不同生物炭用量(0、6、12、24、48 t/hm2)试验，来观察对黄土高原农田土壤养分和玉米生长的影响。结果发现：当施入187.5 kg/hm2氮肥时，24~48 t/hm2范围内的生物炭施用量对土壤养分促进作用效果最佳，其中48 t/hm2时全氮超出对照26.6%，碱解氮可超过对照约27.67%；6~12 t/hm2的范围时，玉米茎粗、叶绿素在生长中期均相对处于优势，且玉米养分含量和产量结果优于生物炭量大的处理。不施氮的情况下，生物炭也可促进土壤和玉米籽粒养分的积累。其中6~12 t/hm2时，土壤和玉米籽粒养分含量相对较高；24~48 t/hm2时玉米产量结果最佳，比对照高1468.2 kg/hm2，约13.39%。结果表明，生物炭的添加对土壤的养分影响较大，且一定程度上依赖于氮肥的投入情况。     

生物炭对玉米茎秆性状及产量的影响

通过田间试验研究了生物炭不同施用量(0、10、20、40、80 t/hm2)对玉米茎秆中的钾含量、茎秆形态特征、茎秆质量性状及产量的影响。结果表明：土壤中施加生物炭能够促进玉米茎秆各节的钾含量，并且生物炭的施入矮化了蜡熟期玉米茎基部3~5节的节间长，增大了玉米茎粗，增强了茎秆弹力和茎秆外皮穿刺力，增加了茎秆干物质积累，使茎秆粗壮、坚韧。随着生物炭施用量增加对玉米茎秆钾含量、茎秆性状及产量的影响均表现出先增大后降低的趋势。施炭量40 t/hm2为最优施用量，产量达13261 kg/hm2，较对照提高了25.99％。当施炭量为80 t/hm2时茎秆中的钾含量、茎秆形态特征、茎秆质量性状及产量的提高幅度略有下降。     

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。     

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。     

棉秆生物炭对大丽轮枝菌生长及毒素作用的影响

棉花黄萎病难以防治的根源在于大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb在土壤中形成的微菌核能抵抗不良环境,并在土壤中长期存活,将棉秆加工成生物炭施入棉田,可克服棉秆直接还田的缺点,从源头上防止黄萎病菌进入土壤。为探索棉秆生物炭还田对棉花黄萎病原菌的影响机理,采用液态摇床培养及平皿固态培养法研究生物炭对大丽轮枝菌菌丝生长及微菌核萌发的影响;通过平皿内棉花和甜瓜种子发芽试验研究生物炭对大丽轮枝菌毒素的减毒作用。结果表明:液态培养条件下,棉秆生物炭对大丽轮枝菌菌丝生长抑制作用不明显,在固态培养下对菌丝体生长有一定促进作用;生物炭能减慢微菌核的萌发速率,但对最终萌发率无影响;液态培养中加入棉秆生物碳对大丽轮枝菌毒素有较强的减毒作用。在摇床培养中期,加入2.0 g·L-1生物炭处理与对照棉种在培养12天时的发芽率分别为53.3%与33.3%(P0.05);前期、中期及后期加入0.5 g·L-1生物炭处理的棉花幼苗总长度分别为对照的4.9、2.1倍及3.2倍;加入棉秆生物碳处理甜瓜种子发芽率、胚根长度、胚轴长度及总苗长较对照均有不同程度增加。表明棉杆生物炭对棉花黄萎病菌大丽轮枝菌菌丝生长、微菌核萌发的抑制作用较弱,对大丽轮枝菌毒素危害有较强的减毒作用。     

不同土层加入生物质炭对盐分淋洗的影响

生物质炭作为土壤调理剂,能够显著地改良和培肥土壤,但对盐渍化土壤盐分淋洗的影响缺乏研究和了解。本研究采用土柱模拟试验,将蘑菇棒生物质炭以质量比10%,添加到内蒙古河套地区硫酸盐盐渍化土壤0~20 cm,0~35 cm和0~70 cm的土层中,并进行淋洗,测定淋出液和土壤盐分及主要盐分离子含量,以期了解生物质炭对土壤盐分和主要盐分离子洗脱的影响。结果表明:加入生物质炭的土柱,淋洗液出流的时间提前了34~37 d,电导率降低至5 m S·cm-1,需要的时间缩短了94~101 d;比起0~20 cm和0~70 cm土层加入生物质炭处理,0~35 cm土层加入生物质炭淋出液出流时间最早,盐分洗脱的效果最好。生物质炭对盐分离子淋洗也产生不同的影响,促进Na+、K+和Mg2+的洗脱,但抑制Ca2+洗脱;在淋洗初期生物质炭促进Cl-和SO42-洗脱,后期促进了HCO3-和CO32-的洗脱。可见,生物质炭可用作盐渍化土壤调理剂,不仅缩短盐分洗脱时间,而且还可以提高洗盐效率。     

基于FT-MIR的秸秆炭热值快速检测方法

采集棉花、小麦、玉米、油菜和水稻等5种农作物秸秆,经炭化处理制备秸秆生物炭实验样本,采用C2000型量热仪测定其热值,利用VERTEX 70型傅里叶红外光谱仪采集红外光谱。采用联合光谱影响值和化学值绝对误差法剔除异常样本,光谱理化值共生距离法(SPXY)划分样本集,利用TQ Analyst 8.3定量分析软件对光谱进行预处理,并结合偏最小二乘法(PLS)建立秸秆生物炭高、低位热值的定量分析模型。研究结果显示:经多元散射校正(MSC)和一阶导数(first derivative)对光谱进行预处理后,建立的高位热值定量分析模型效果最优,其验证集相关系数RP为0.909,验证均方根误差RMSEP为614J/g,相对标准差RSD为2.61%;经多元散射校正(MSC)和一阶导数(first derivative)结合S-G平滑法对光谱进行预处理后,建立的低位热值定量分析模型效果最优,验证集相关系数RP为0.873,验证均方根误差RMSEP为707J/g,相对标准差RSD为3.12%。结果表明,利用FT-MIR快速检测秸秆生物炭的热值是一种可行的方法。     

花生壳生物炭对潮土和红壤理化性质和温室气体排放的影响

为探讨花生壳生物炭用于农田土壤改良的效果,采用盆栽试验,结合静态箱-气相色谱法研究了施用不同剂量(0、0.5%、1%、2%、4%)花生壳生物炭对红壤和潮土的理化性质及温室气体排放变化特征的影响。结果表明,施用生物炭对潮土温室气体排放的影响较大,且两种土壤表现出不同的排放特征。总体上,潮土N_2O累积排放量显著高于红壤,与单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,潮土N_2O累积排放量显著降低,降幅达6.5%~26.6%;红壤N_2O累积排放量则随生物炭添加量的增加呈上升趋势,与单施氮肥处理相比,红壤N_2O累积排放量增幅为14.7%~54.3%。与对照相比,施用生物炭显著增加潮土CO_2排放,其累积排放量增幅最大为25.9%;而对红壤CO_2累积排放量则没有显著影响。此外,在施用不同剂量生物炭处理下,两种土壤CH_4排放无规律性变化,CH_4排放累积量总体在0左右。与空白对照和单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,两种土壤的固碳量显著增加,潮土增加了57.1%~78.7%,红壤增加了11.2%~59.9%;同时随生物炭的施用,潮土温室气体排放强度显著提高68.0%~76.8%,而生物炭添加量对红壤的温室气体排放强度无显著影响。分析认为,对潮土施用生物炭通过改变土壤容重、有机碳、无机氮等养分含量,显著提高温室气体排放强度,抑制供试作物生长,增强其净综合温室效应;而对红壤添加生物炭则可促进作物生长,其温室气体排放强度无显著增加,提升土壤固碳量,具有较好的生态效应。