生物炭一次性施入对灌耕风沙土土壤性质及玉米产量的影响

以新疆主要低产土壤灌耕风沙土为研究对象,通过2015—2018年的田间定位试验,研究了生物炭不同添加量(0、22.5、67.5、112.5、225.0 t·hm~(-2))对土壤性质及玉米产量的影响。结果表明:生物炭于2011年一次性施入后,可明显降低土壤的容重,与初始土壤容重1.48 g·cm~(-3)相比,8 a后土壤容重降低至1.18～1.24 g·cm~(-3);施用生物炭后可以明显增加土壤中全氮、有机质及速效钾的含量,对土壤碱解氮的含量影响不明显,与对照相比,8 a后全氮、有机质及速效钾含量分别增加了14.42%～49.43%、22.02%～74.25%、1.27%～18.64%;随着定位试验的延续,一次性施用生物炭6 a后,土壤增碳、钾效应达到最大,随后逐年减弱,67.5 t·hm~(-2)的生物炭施用量最适宜;施用生物炭可以明显提高玉米产量,提高了9.4%～35.5%。     

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。     

生物炭配施沼液对渗出液电导率、全氮含量及土壤理化性质的影响

为增加沼液中养分在土壤中的滞留量,提高沼液利用效率,采用室内土柱试验,设置不同沼液配比(沼液∶水(体积比)分别为1∶4、1∶6、1∶8)、生物炭混掺量(0.0%、0.5%、1.0%、2.0%(土壤质量分数))和生物炭混掺厚度(5、10、15、20 cm),探讨生物炭配施沼液对土柱渗出液电导率、土壤全氮、土壤容重、土壤水稳定性团聚体、土壤总孔隙度、pH值和土壤有机质的影响。结果表明:沼液配比为1∶8时,生物炭配施沼液对全氮淋失无明显作用,沼液配比为1∶6时,渗出液全氮淋失幅度为34.49%～66.79%,沼液配比为1∶4时,渗出液全氮淋失幅度为4.17%～71.67%,即生物炭配施沼液能有效地提高土壤中的全氮含量。随生物炭混掺量的增加,土壤>0.25 mm水稳定性团聚体含量、土壤总孔隙度和土壤有机质含量均有所增加,而随沼液配比的减小均逐渐降低,土壤>0.25 mm水稳定性团聚体较CK增加幅度为8.47%～31.99%,土壤总孔隙度增加幅度为0.76%～3.72%,土壤有机质增加幅度为4.83%～37.17%;土壤容重随土壤中生物炭混掺量和沼液配比的增大而逐渐减小,降低幅度为2...     

生物炭与腐殖酸配施对盐碱土理化性质的影响

为探索新型盐碱化土壤改良剂,选取玉米秸秆、葵花秸秆制成生物炭与腐殖酸配合,研究玉米秸秆生物炭(A)、混合秸秆生物炭(A₁)、腐殖酸(B)、玉米秸秆生物炭+腐殖酸(AB)、混合秸秆生物炭+腐殖酸(A₁B)5种改良剂与土壤混合后较对照组原土(CK)中盐碱指标、肥力指标的改善情况。结果表明:生物炭和腐殖酸都具有改良土壤盐碱性、提高土壤肥力的作用,二者联合配施对降低土壤pH、电导率(EC)、碱化度(ESP)及提高土壤养分的效果更明显,其中混合生物炭与腐殖酸配施(A₁B)效果最好,A₁B组处理的土壤pH较CK组显著降低10.8%,EC下降55%,ESP降低9.8%;速效钾、有效磷、速效氮及有机质的平均增幅较其他4个处理分别提升59.77%、210%、178%、180%。综上所述,混合施用生物炭及腐殖酸对于改良盐碱土效果明显。     

生物炭和膨润土改良风沙土理化性质及对玉米农艺性状的影响

以辽宁省西北地区风沙土为研究对象,选取3种生物炭(水稻稻壳、玉米秸秆和竹子)和膨润土为改良剂,玉米为种植作物进行野外大田试验,研究生物炭和膨润土单施及混施对风沙土土壤理化性质及玉米农艺性状的影响。结果表明：生物炭和膨润土单施和混施均显著改善了土壤理化性质。生物炭和膨润土的施入降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度和含水率;WR_>0.25mm(粒径大于0.25mm的水稳性团聚体含量)、MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径)的变化均表现为拔节期到吐丝期无显著性变化,吐丝期到成熟期变化显著,最大分别增加至1.8、2.0和1.3倍,且膨润土与玉米秸秆生物炭的混施处理效果最佳;生物炭和膨润土显著提高了土壤有机质含量、pH、阳离子交换量(CEC)和速效态氮、磷、钾的含量,其中CEC含量最大增加至2.9倍,膨润土与竹子生物炭的混施处理pH提高至1.2倍,土壤速效磷和速效钾分别增加至5.7和2.4倍,碱解氮增加至6.3倍;玉米产量、株高和叶面积指数也有显著增加。生物炭和膨润土混施优于单施处理,其中施12t·hm^-2膨润土和1.9t·hm^-2...     

不同改良措施对卤阳湖盐碱地土壤 性质及玉米产量的影响

利用农艺、生物、化学措施在陕西渭南市卤阳湖进行盐碱地改良田间试验,研究其对盐碱地的改良效果,选出适宜的当地盐碱土改良措施,为采取合理措施治理盐碱地提供依据。试验设9个处理,分别为对照、垄沟覆膜、平地覆膜、覆秸秆、生物有机肥、羊粪、腐殖酸、石膏、过磷酸钙处理。结果表明：所有处理均能提高玉米产量,与对照相比,羊粪、腐殖酸、过磷酸钙处理显著提升玉米产量,增产幅度分别为15.2%、16.3%、14.6%。除了平地覆膜处理,其它处理的百粒重均显著高于对照,增幅在12.7%~19.1%之间。不同改良措施条件下,0~20 cm土层土壤养分均有不同程度增加,其中有机质增幅为0.6%~20.9%、速效氮增幅为30.6%~109.3%,速效磷增幅为4.5%~247.4%、速效钾增幅为23.4%~69.2%;土壤pH、全盐含量、钠离子均有不同程度的降低,其中垄沟覆膜与羊粪处理降低土壤pH、全盐含量、土壤Na⁺效果显著,pH分别降低2.18%、2.45%,脱盐率分别达到20.4%、20.2%。垄沟覆膜、覆秸秆、过磷酸钙处理的经济效益与对照相比分别提高了9.44%、12.88%、4.87%。针对该区域盐碱地现状,从降盐效果考虑,推荐垄沟覆膜、羊粪为最佳的改良措施;综合改良效果与经济效益,垄沟覆膜为最优改良措施。     

长期施用秸秆生物炭对土壤养分及作物生长的影响

于2011—2020年在山西榆次区开展田间定位试验,设不施肥(CK)、不施肥施生物炭(CK+B)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施生物炭(NPK+B)共4个处理,种植模式为玉米-高粱轮作,研究有机碳施用5 a和10 a对0～20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性的影响,及各处理累积秸秆干物质量、养分积累量和籽粒产量的变化。结果表明：(1)生物炭施用5 a和10 a后,与CK比较,CK+B处理土壤有机质含量分别提高了46.3%和61.2%;与NPK比较,NPK+B处理土壤有机质含量分别提高了67.8%和77.7%。施用10 a后CK+B处理全氮含量显著高于CK处理,但NPK+B和NPK处理土壤全氮含量间没有显著差异。生物炭对土壤速效钾含量提升效果显著,施用10 a后CK+B和NPK+B处理土壤速效钾含量较CK和NPK处理提升86.4%～46.6%。(2)生物炭施用10 a显著提升了土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性,增幅分别为11.4%～11.9%和7.9%～16.2%,但对脲酶、过氧化氢酶和有效磷没有影响。(3)生物炭施用10 a明...     

玉米芯基和污泥基生物质炭对盐碱土壤理化性质及重金属有效性的影响

为了解玉米芯基和污泥基生物质炭应用于盐碱土壤改良的可行性,以玉米芯和剩余活性污泥为原料,在300℃~500℃条件下热解制备生物质炭,通过扫描电镜对其微观结构进行分析,并通过培养试验研究不同温度制备的生物质炭对盐碱土壤基本理化性质及重金属有效性的影响。结果表明：玉米芯、污泥碳化后微观结构更发达,比表面积更大;添加混合生物质炭能够显著增加盐碱土壤中有机碳含量,是对照土壤的3.66~10.13倍,而土壤中总氮、总磷、有效磷、速效钾含量变化幅度较小,水溶性盐含量降低明显,最大降低5.06 g·kg^-1,且加入生物质炭后大幅度提高了土壤阳离子交换能力,提高了3~9.25倍,但混合生物质炭对土壤pH值影响不大;生物质炭能够有效降低土壤重金属有效态含量,且随着施用量增加而显著降低。     

5种盐生植物生物炭产率及其理化性质

为了解不同盐生植物生物炭特性的种间差异,特选用盐地碱蓬(Suaeda salsa)、盐角草(Salicornia europaea)、高碱蓬(Suaeda altissima)、野榆钱菠菜(Atriplex aucheri)、盐穗木(Halostachys caspica) 5种黎科盐生植物为研究对象,于500℃温度下炭化制备生物炭,通过理化性质分析,并结合主成分分析来探讨盐生植物原材料对生物炭特性差异的影响。结果表明:生物炭的产率受盐生植物原材料灰分含量影响。此外,生物炭灰分、养分及阳离子含量受盐生植物原材料物质成分的影响。炭化能显著增加生物质灰分含量,5种生物炭灰分含量与原材料相比增加了67. 22%～169. 24%,同时伴随着灰分增加,水溶性Na~+、K~+等低价离子富集,pH、电导率(EC)增大,碱性增强。本研究为盐生植物生物炭在改良酸性土壤、炭化原材料选择等方面提供基础数据及理论参考。     

耕作模式与氮肥运筹对土壤主要理化性状及作物产量的影响

在冬小麦-夏玉米轮作条件下,以小麦品种矮抗58和玉米品种郑单958为材料,研究了不同耕作方式(小麦季深耕、玉米季免耕;小麦季旋耕、玉米季免耕)及不同氮肥总量(540,420,300 kg·hm~(-2))和不同氮肥运筹方式(不同追肥比例及追肥时期)对豫东潮土和豫南砂姜黑土物理性状及氮含量的周年变化以及作物产量的影响。结果表明:深耕能显著降低潮土和砂姜黑土20~40 cm土层土壤容重,显著提高两类土壤20~40 cm土层土壤总孔隙度以及田间持水量,且深耕处理下两类土壤周年作物产量分别比旋耕处理增加4.30%和2.63%;土壤全氮以及碱解氮含量均随着氮肥施用总量的增加而升高,在氮肥施用量相同条件下,追施氮肥前土壤全氮和碱解氮含量随着底施氮量的增加而升高,追施氮肥后随着追氮量的增加而增加。研究认为,本试验条件下,考虑到经济效益,建议采用小麦季隔年深耕而玉米季免耕直播的耕作方式,在潮土区的B1C3(小麦季300 kg·hm~(-2)纯氮,按照底肥与拔节期追肥之比为1∶1施入,玉米季240 kg·hm~(-2)纯氮,按底肥与拔节期追肥大喇叭口期追肥之比为2∶1∶1施入)施肥模式,和砂浆黑土地区的B2C1(小麦季240 kg·hm~(-2)全底施,玉米季180 kg·hm~(-2)纯氮,底肥与拔节期追肥之比3∶1施入)施肥模式为两地最优的氮肥施用模式。     

保护性耕作对风沙区农田土壤物理性状及玉米产量的影响

在科尔沁沙地东南部风沙区采用完全随机区组试验设计,在2013—2014年比较研究了4种保护性耕作措施(深松、留茬、免耕、秸秆覆盖)和传统翻耕(CK)平作种植玉米的土壤物理性状及产量。结果表明,与传统耕作相比,连续2 a保护性耕作以深松、留茬处理显著降低0~40 cm土层土壤容重(P0.05),降幅0.72%~7.12%。0~40 cm土层0.25 mm土壤团聚体含量各土层均以深松处理含量最高,2014年土壤团聚体含量较2013年增加4.11%,其中秸秆覆盖对0~10 cm团聚体含量影响较大,2014年较2013年提高5.54%。4种保护性耕作措施均提高了收获后0~100 cm土壤贮水量,表现为留茬秸秆覆盖深松免耕,较传统耕作提高12.22%~26.91%。进行保护性耕作的处理玉米子粒产量和水分利用率均比传统耕作高,其中以深松处理增产幅度最大,子粒产量平均较传统耕作提高14.57%,水分利用效率提高25.81%。由2 a数据显示,深松、留茬和秸秆覆盖等保护性耕作措施改善了风沙土耕层土壤结构,具有较好的保水性和增产效果。     

不同施肥制度对作物产量及土壤磷钾肥力的影响

在潮棕壤上进行了19 a的定位试验,研究了不同施肥制度对作物产量和土壤磷钾肥力变化的影响。结果表明,单施氮肥能显著提高玉米产量,施钾肥能显著提高大豆籽实产量,其效果优于磷肥。循环猪圈肥的施用能在一定程度上增加作物的产量,但不能达到显著水平。氮磷钾配合循环猪圈肥不仅能增加作物产量而且有很好的稳产作用。未施磷肥处理,土壤速效磷含量呈迅速下降趋势,随种植时间推移,土壤速效磷含量下降速率趋缓。施用磷肥,土壤速效磷含量均有显著增加。不施钾肥处理加剧了土壤钾素的消耗,土壤速效钾和缓效钾浓度下降明显;氮磷钾肥并施处理基本能维持土壤钾初始水平;同时施用氮磷钾肥和循环堆肥土壤速效钾和缓效钾浓度均有所增加。     

农田耕种对土壤酶活性及土壤理化性质的影响

通过分析连续耕种5、10、15、20、30年农田土壤的4种酶活性及土壤理化性质,得出结论：随着种植年限的增加,灌溉、耕作、施肥等人类生产活动改变了酶在各土层间的活性格局。过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性随年限的增加总体趋势增加,有机质和土壤水分变化类似,一致表现出＂N＂形的变化趋势,脲酶活性和磷酸酶活性呈现＂M＂形的相似变化...     

不同旱作节水灌溉条件对土壤理化性质及水稻产量的影响

为探索更为适合的水稻节水灌溉方式,于2017—2019年在宁夏暖泉农场开展大田试验,采用三因素对比设计,设置3种不同水稻节水灌溉方式(保墒旱直播MDDS、播后上水旱直播IDFS及覆膜滴灌旱作FMDI),研究了不同节水灌溉方式对水稻土壤理化性质及产量的影响。结果表明：FMDI分蘖期0～10 cm土层日平均地温3 a平均较IDFS和MDDS增加1.7℃(P<0.05);FMDI节水效果明显,在灌溉水平为80%田间持水量条件下,依然可以保持较高的土壤含水量(3年分别为20.1%、19.9%及20.3%);MDDS和IDFS土壤紧实度分别比FMDI平均高出1.74倍、1.77倍;FMDI处理连续3 a土壤有机质、全氮、全磷和全钾较其他2种耕作处理均有显著增加;FMDI处理有显著增产作用,其3 a经济产量和收获指数均最高,与MDDS相比,FMDI的水分利用效率3个年份增幅分别为54.0%、60.0%和56.0%。综上可知,覆膜滴灌旱作(FMDI)方式为适宜该地区水稻种植的蓄水保墒、增温稳温、培肥地力和高产高效的土壤耕作覆盖措施。     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

为了探究氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响,采用大田二因素随机区组试验方法,研究了滴灌条件下不同质地土壤棉花全氮含量以及氮素在各器官中的分布积累特征。结果表明:(1)不同施氮处理对各质地土壤棉花平均全氮含量表现为N2(施氮量340 kg·hm~(-2))N1(施氮量240 kg·hm~(-2))N3(施氮量480 kg·hm~(-2))CK(不施氮处理);(2)同种质地下棉花各器官全氮含量在铃期之前表现为叶花蕾茎;铃期之后表现为叶铃茎,不同质地条件下叶、花蕾、花铃、茎中全氮含量均表现为砂土壤土黏土;(3)相同灌水条件时,N2处理下棉花单株铃数壤土与黏土差异不显著;N1处理下棉花单铃重砂土与壤土、N3处理下壤土与黏土差异不显著,其余处理间均达到极显著水平,并且砂土、壤土、黏土分别以256.00 kg·hm~(-2)、287.34 kg·hm~(-2)、369.25 kg·hm~(-2)的施氮量能够达到最高目标产量。建议在新疆干旱区滴灌砂、壤棉田采用以上研究结果,黏土氮肥投入可酌情降低并无机-有机肥料配施,以达到节肥和高产的统一。     

河西绿洲区保护性耕作对土壤微生物量C和有机质的影响

试验设20 cm留茬压倒(NPS20)、40 cm留茬压倒(NPS40)、40 cm立秆(NS40)、20 cm立秆(NS20)、6 750 kg/hm2覆盖(NSB40)和3750 kg/hm2覆盖(NSB20)和传统耕作(CT)7个处理,研究了不同秸秆覆盖量、留茬高度和秸秆处理对土壤有机质、土壤微生物量C和作物产量的影响.结果表明:土壤微生物量C含量随季节变化表现为播种前最高,收获后最低;不同时期土壤操作措施对土壤微生物量C的影响不同.从播种期开始,保护性耕作土壤有机质含量大于传统耕作,且保护性耕作各处理土壤有机质随土层深度的增加而递减,而传统耕作各层次之间无差异;保护性耕作提高了春小麦的产量:NPS20、NPS40、NS40、NS20、NSB40和NSB20较CT分别增产53.08%、46.59%、40.81%、19.93%、17.33%和4.34%.     

黄土高原长期施肥对小麦产量及土壤肥力的影响

重点分析黄土高原长武试验站长期定位施肥试验地2004年长期施肥对小麦产量、肥料利用率及土壤肥力影响的试验结果,表明:单施磷肥和单施氮肥的产量很低,与对照的产量无明显差异,氮磷钾配施与氮磷配施能显著提高小麦的产量。单施磷肥的磷肥利用率最低,为1%;单施氮肥的氮肥利用率为12.5%;氮磷配施的氮、磷肥利用率均较高,磷肥利用率比单施磷肥提高5.7%,氮肥利用率比单施氮肥提高42.1%。氮磷钾配施较氮磷肥配施的氮肥利用率降低了4.5%,而磷肥利用率升高了2.2%,钾肥的利用率不高,仅为7.3%。单施磷肥只增加土壤磷素含量而降低了氮素含量,单施氮肥能增加土壤中氮素的含量,速效磷含量增加了31%,氮磷肥配施增加了土壤中有机质和氮、磷养分含量。氮、磷配施或氮、磷、钾配施是提高黄土高原小麦产量和土壤肥力的有效措施。