生物炭对土壤性质及黄瓜和生菜幼苗生长的影响

[目的]研究生物炭对土壤性质、黄瓜和生菜发芽率及幼苗生长的影响。[方法]通过盆栽试验,采用不同剂量生物炭和不同蔬菜类别双因素设计,在土壤中添加不同比例的竹制生物炭后,分析其对土壤有机质、持水量、p H值、EC值、硝态氮含量,测定黄瓜和生菜发芽及幼苗生长的影响。[结果]土壤有机质含量随着生物炭施用量的增加先升高后降低;土壤电导率值呈现上升趋势,土壤p H值无明显变化;生物炭显著提高了土壤中硝态氮的含量。与对照相比,生物炭显著提高了黄瓜与生菜的发芽率,对黄瓜株高没有明显影响。生菜株高、黄瓜干鲜重均随着生物炭添加量的增加呈线性增加,而生菜的干鲜重则随着生物炭添加量的增加呈现先增加后减少的趋势。[结论]黄瓜与生菜的发芽率及生长在2%~4%的生物炭添加量范围内表现最好。     

添加生物炭对烟草连作土壤化学性质及真菌群落的影响

研究生物炭对烟草土壤化学性质及真菌群落的影响,有助于深入了解烟草连作土壤状况,为土壤改良及消减烟草连作障碍提供新思路。本研究采用田间试验,分别施用5、15、25 t/hm²生物炭,并以不添加生物炭处理为对照,通过高通量测序技术研究生物炭的不同施用量对烟草连作土壤真菌群落结构的影响。随着生物炭施用量的增加,土壤有机质含量显著增加,全钾含量呈现先增加后降低的趋势;施加生物炭后显著增加了土壤交换性钙的含量。同时,随着生物炭施用量的增加真菌群落多样性呈现先增加后降低的趋势,其中施用5 t/hm²生物炭处理的真菌群落多样性最高。OTU Richness和Shannon指数受土壤全氮含量的影响最大,交换性钙含量与真菌群落结构密切相关。此外,在不同生物炭的施用量下土壤真菌群落结构、功能及组装过程差异显著。低施用量生物炭增强了土壤真菌群落之间的相互作用,提高了群落的稳定性。低施用量的生物炭处理真菌网络结构比高施用量的生物炭处理真菌网络结构更稳定。施用适宜量(5 t/hm²)的生物炭在促进烟草连作土壤真菌多样性方面发挥了重要作用。而施加生...     

化肥减量配施生物炭对镉污染水稻土壤真菌群落的影响

研究施用生物炭以及配施化肥处理对镉污染水稻土壤真菌多样性及群落结构的影响,为修复镉污染水稻土壤以及水稻安全生产提供理论依据。以单施生物炭以及化肥减量配施生物炭6种不同处理模式下的水稻土壤为研究对象,对土壤真菌进行ITS1测序,并综合土壤理化性质,分析土壤真菌群落的变化。与CK相比,随着单施生物炭以及化肥配施生物炭处理下生物炭施加量的上升,土壤pH值、有机质含量以及全氮含量逐渐升高;土壤碳氮比在T2处理显著上升;土壤全钾、全镁、镉含量逐渐降低。测序结果表明,生物炭以及化肥配施处理后的土壤真菌群落多样性及丰富度无显著性差异。土壤真菌的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),生物炭配施化肥处理较对照处理显著提升了担子菌门的相对丰度,单施生物炭显著提高了壶菌门的相对丰度。RDA分析和Pearson相关性分析结果显示,土壤pH值、全氮含量及土壤碳氮比是土壤真菌群落结构变化的主要影响因子。     

连作土壤连续施入生物炭对黄瓜品质及根区微生态的影响

为了探讨连续施入生物炭对连作土壤黄瓜品质及根区微生态的影响,以黄瓜连作14、22茬土壤为研究对象,设置不施用、单次施用、连续3次施用生物炭处理。结果表明,与单次施入生物炭相比,连续施入生物炭的连作14、22茬土壤的黄瓜单株产量分别增加24.06%、19.68%;与同一茬次相比,连续施入可以显著提高黄瓜果实的蛋白质、维生素C和可溶性糖含量,降低硝酸盐含量;土壤pH值、阳离子交换量、有机质含量、速效钾含量、细菌数量以及细菌/真菌的值得到显著提高,同时可以显著降低真菌和尖孢镰刀菌数量,并提高土壤微生物代谢活性和多样性。综上,生物炭连续施入较单次施入对连作土壤微生态环境的改善作用更显著,由此可以提高连作黄瓜的单株产量,改善果实品质,更有利于缓解温室连作障碍。     

施用生物炭对土壤和作物的影响

生物炭是将农作物秸秆、木屑等含碳量丰富的生物质材料在无氧或限氧的条件下热解而得到的一种细粒度、多孔性的碳质材料,其农业利用的发展前景广阔.原料种类、生产过程中的温度以及添加物料对生物炭的性质都有较大的影响.土壤中施用生物炭可以改变土壤的基本性质、土壤养分和离子的赋存特征、土壤微生物和酶活性.生物炭施用量影响其作用效果.施用生物炭能够明显改变作物根系和植株的系统发育,影响产量和品质构成.要进一步强化生物炭与土壤的氮、磷等营养物质的互作效应、生物炭性质特征与保护地土壤质量改善、生物炭对作物生理生化和产量品质的影响以及“生物炭-土壤-作物”连续体等方面的研究.     

玉米秸秆生物炭对天人菊土壤理化性质及根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】明确玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制,为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭,以不添加玉米秸秆生物炭处理为对照（CK）,于盛花期测定各处理天人菊根际土壤的速效养分（速效磷、速效钾、碱解氮和有机质）含量及过氧化氢酶（CAT）和脲酶活性,采用高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性,并分析玉米秸秆生物炭作用下天人菊根际土壤理化性质与土壤真菌群落结构间的相关性。【结果】与CK相比,土壤中施入20～60 g/kg玉米秸秆生物炭可显著提高天人菊根际土壤速效磷含量（P<0.05,下同）,极显著提高速效钾、碱解氮和有机质含量（P<0.01,下同）;在土壤酶活性方面,土壤中施入20～80 g/kg玉米秸秆生物炭对CAT活性无显著影响（P>0.05,下同）,施入40 g/kg玉米秸秆生物炭极显著提高脲酶活性,但施入量达80 g/kg时极显著降低脲酶活性。即玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质,且以施入40 g/kg的效果最佳。施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构,也是以施入40 g/kg的真菌物种相对丰度较高,生物炭作用效果最明显。在门分类水平上,各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门（Ascomycota）为绝对优势菌门,其次是担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）;在科分类水平上,优势菌科为子囊菌门的6个科［毛壳菌科（Chaetomiaceae）、小囊菌科（Microascaceae）、丛赤壳科（Nectriaceae）、毛球壳科（Lasiosphaeriaceae）、子囊菌科（Ascomycoceae）和毛孢壳科（Coniochaetaceae）］及接合菌门的被孢霉科（Mortierellaceae）,且毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢霉科及毛孢壳科等6个根际土壤优势菌科均表现为各玉米秸秆生物炭处理的相对丰度明显高于CK。天人菊根际土壤理化特性指标与子囊菌门和接合菌门及子囊菌科、被孢霉科和毛孢壳科的相对丰度密切相关。【结论】玉米秸秆生物炭可活化天人菊根际土壤理化性质及酶活性,改变土壤真菌群落结构,进而提高土壤肥力,其中以施入40 g/kg玉米秸秆生物炭的作用效果最佳,可在生产上推广应用。     

生物炭对烤烟成熟期根际真菌群落结构的影响及功能预测分析

为探究植烟土壤中真菌群落结构和功能类群对生物炭的响应,采用大田试验的方式,分别设置CK（常规施肥）和T（常规施肥+750 kg·hm-2生物炭）两组试验,研究了土壤真菌群落结构,并用FUNGuild对真菌进行功能预测。结果表明,在移栽后105 d,添加生物炭处理的烟株株高和中部叶叶长、叶宽较CK分别提高了2.34%、1.71%和5.48%。添加生物炭处理土壤的pH、速效钾、有效磷、有机质含量较CK处理分别显著提高了0.52个单位、11.14%、7.90%和11.76%(P<0.05)。测序结果表明,土壤中优势真菌门类为子囊菌门（Ascomycota）、毛霉菌门（Mucoromycota）、一种SAR超类群（SAR-k-NORANK）和担子菌门（Basidiomycota）,平均相对丰度分别为84.78%、5.96%、2.66%和2.29%,施加生物炭提高了毛霉菌门和担子菌门的丰度,升幅分别达到了54.02%和31.49%,子囊菌门的相对丰度较CK处理降低了1.20%。FUNGuid分析结果表明,施加生物炭后,土壤中病理营养型真菌丰度降低了62.07%,腐生营养型真菌丰度升高了69...     

生物炭对土壤重金属污染修复研究

土壤污染是我国当前面临的一项严峻的土地利用、粮食安全和生态环境问题,重金属污染由于其稳定性强、不易迁移、难以降解以及含有毒性成分等特点,严重危害土壤系统和生态系统。生物炭由于其自身比表面积、孔隙率较大以及官能团丰富等特点,对土壤重金属污染修复具有显著的效果。研究了生物炭对土壤重金属修复机理,综述了不同生物炭及改性生物炭复合材料对土壤重金属修复和改良情况,并结合实际,提出了加强针对多种重金属污染的生物炭修复技术研究和加强修复土壤重金属污染之后的土地利用研究等展望及建议。     

生物炭对土壤氨氮转化的影响研究

通过测定NH3挥发和氯仿灭菌试验,探讨了生物炭如何通过影响NH3挥发和微生物来影响土壤中NH4+-N的变化,为研究生物炭对土壤外加N素的影响机制提供一定理论依据.结果表明:生物炭加入稻田土后,土壤中KCI浸提态的NH+4-N含量减少34％,其中由于微生物作用受到影响而引起的NH4+-N减少约占总减少量的42％.生物炭加入红壤后,KCl浸提态的NH4+-N含量减少了13％,生物炭对红壤中微生物影响不大.生物炭使两种土壤的pH值升高,引起NH3的挥发,生物炭处理的稻田土和红壤外加NH3-N累计挥发量分别为未加生物炭时的7.8倍和1.7倍.     

生物炭对镉污染土壤的修复研究

将自制生物炭作为改良剂投入镉污染土壤中培养42 d后进行分析对比,研究镉的形态以及土壤pH值的变化情况,探讨制备条件、投加条件对生物炭修复重金属污染土壤效果的影响及其修复机理。结果表明：400℃热解制备的松木生物炭以2．0％的投加量加入1 mg／kg镉污染土壤,培养42 d可使土壤中可交换态镉含量降低13．52百分点,残留态镉含量升高18．80百分点。     

生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响

为探究不同施用量的生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响,并明确适宜的生物炭用量。以云烟87为试验材料,设置了不施用生物炭的对照组（CK）和生物炭用量分别为3 000 kg/hm2（T1）、3 750 kg/hm2（T2）与4 500 kg/hm2（T3）的处理组,于烤烟旺长期采集土壤样品,运用Biolog-ECO微孔板技术分析烤烟根际土壤微生物群落的功能多样性。结果表明：施用生物炭能提高土壤微生物AWCD值与微生物多样性各项指数,能显著提高羧酸类和聚合物类碳源的利用能力,且T2处理在这两类碳源利用能力上较CK处理分别显著提高24.82%和70.71%。主成分分析表明,碳水化合物类、羧酸类和氨基酸类碳源是造成各处理土壤微生物碳代谢特征存在较大差异的相关碳源。综合来看,T2处理土壤微生物对碳源的利用能力最强,最适宜的生物炭施用量为3 750 kg/hm2。     

蔬菜秸秆生物炭对日光温室黄瓜连作土壤性状及植株生长的影响

为探明不同蔬菜秸秆生物炭对日光温室连作土壤的改良效果,采用盆栽试验,研究了番茄（F）、甜椒（T）、茄子（Q）3种秸秆生物炭及其不同用量（风干土壤质量的2.5%、5%、7.5%）对黄瓜连作土壤性状及植株生长的影响。结果表明：3种蔬菜秸秆生物炭均能够提高土壤pH和EC值,增加土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,增强土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性;适宜用量的蔬菜秸秆生物炭可以促进连作黄瓜生长,提高根系活力、叶片光合速率以及POD、SOD和CAT活性;相同用量下,甜椒秸秆生物炭改良黄瓜连作土壤的效果最好,茄子秸秆生物炭效果较差;相同秸秆生物炭,番茄秸秆生物炭用量2.5%、甜椒和茄子秸秆生物炭用量5%改良黄瓜连作土壤的效果较好。综合评价,甜椒秸秆生物炭按照土壤质量比的5%施用可有效改良黄瓜连作土壤。     

生物土壤添加剂对黄瓜根系分泌物的影响

为收集生物土壤添加剂处理的黄瓜根系分泌物,比较不同处理根系分泌物对种子萌发的影响,利用生长速率法测定不同处理根系分泌物对枯萎病镰刀菌的影响。结果表明,生物土壤添加剂浸提液的处理能够明显促进黄瓜种子萌发,对下胚轴的伸长具有促进作用;生物土壤添加剂浸提液对枯萎病菌抑菌率可达98.1%,与根系分泌物混合后的抑制率仍达87.3%,根系分泌物对枯萎病菌无抑制作用。     

添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响

为探究添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响,以烟草品种K326为材料,从细胞组织结构、基因表达以及物质代谢3个层面进行了系统研究。超微结构分析表明:中部叶成熟早期,不施生物炭处理的烟叶淀粉粒积累较多,随着叶片成熟降解更快。基因表达分析显示:打顶后,糖、淀粉代谢相关基因表达逐渐增强,氮代谢相关基因的表达减弱。中部叶成熟后期,添加生物炭越多,相关基因表达越强。物质代谢分析表明:打顶后,添加生物炭处理的总糖、还原糖含量降低,调制后,糖含量较高。打顶及调制后,添加600 kg/hm2生物炭处理的淀粉含量较高。添加生物炭后,总氮、烟碱含量增加,调制后差异变小,这说明添加生物炭对烟叶碳氮代谢有较大影响,进而影响烟叶品质。     

添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响

为探究添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响,以烟草品种K326为材料,从细胞组织结构、基因表达以及物质代谢3个层面进行了系统研究。超微结构分析表明:中部叶成熟早期,不施生物炭处理的烟叶淀粉粒积累较多,随着叶片成熟降解更快。基因表达分析显示:打顶后,糖、淀粉代谢相关基因表达逐渐增强,氮代谢相关基因的表达减弱。中部叶成熟后期,添加生物炭越多,相关基因表达越强。物质代谢分析表明:打顶后,添加生物炭处理的总糖、还原糖含量降低,调制后,糖含量较高。打顶及调制后,添加600 kg/hm2生物炭处理的淀粉含量较高。添加生物炭后,总氮、烟碱含量增加,调制后差异变小,这说明添加生物炭对烟叶碳氮代谢有较大影响,进而影响烟叶品质。     

两种生物炭对污染土壤铜有效性的影响

采用盆栽试验,探究了添加不同比例（0, 1%, 2%, 4%）玉米秸秆炭和商陆根生物炭对铜污染红壤中小油菜生长与铜有效性的影响。结果表明,与对照相比,添加两种生物炭均能够增加铜污染红壤上小油菜的生物量。在低铜污染水平下,4%玉米炭和商陆炭处理小油菜生物量分别增加了21.2倍和67.9倍;高铜污染水平下,4%玉米炭和商陆炭处理小油菜生物量分别增加了8.6倍和109.6倍。商陆炭的添加能够显著提高土壤pH值,在低铜污染水平下,商陆炭处理土壤pH值升高了0.4～1.66个单位,较玉米炭处理土壤pH值多升高了0.25～1.35个单位;在高铜污染下,商陆炭处理土壤pH值升高了0.33～1.52个单位,较玉米炭土壤pH值多升高了0.3～1.25个单位。向污染土壤中添加两种生物炭均能够显著降低土壤有效态铜的含量。其中,在低铜污染土壤中,4%玉米炭和商陆炭处理土壤有效态铜含量分别降低了21.9%和45.2%;在高铜污染土壤中,4%玉米炭和商陆炭处理土壤有效态铜含量分别降低了41.9%和53.8%。两种生物炭均能够显著降低小油菜铜累积量,向低铜污染土壤中添加4%的玉米炭和商陆炭,小油菜地上部铜含量下降了21.2%、67.8%。高污染土壤中添加4%的玉米炭和商陆炭小油菜地上部铜含量下降了19.9%、66.8%。两种生物炭均可以改良红壤的酸度,降低土壤铜有效性,并提高小油菜的生物量,降低小油菜铜累积量,但是商陆炭的效果更为明显。     

生物炭对连作土壤性质及菊花生长和品质的影响

为了缓解菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）设施栽培中,连作障碍对生产造成的损失,本试验以连作菊花3年的土壤为研究对象,考察不同生物炭施加量（1%,5%,10%和20%）对连作土壤性质和菊花生长的影响。结果表明：施用生物炭处理使连作菊花土壤的容重降低,含水量增加,土壤温度略有增加;生物炭处理连作菊花土壤的pH值、氧化还原电位和土壤中的养分元素（全碳、全氮、全磷和全钾）含量均不同程度增加;生物炭促进连作菊花土壤细菌、真菌和放线菌数量的增加。施用生物炭对菊花生长和产品品质有促进和提高的作用。研究结果表明,生物炭施用量为15%的处理,对连作菊花土壤性质改善和菊花生长、产品品质的促进效果最好,是缓解连作菊花栽培中的土壤障碍问题的有效手段。     

生物炭对土壤磷淹水释放及吸附特性的影响

在淹水条件下,利用室内模拟试验,研究了不同生物炭对土壤磷的释放及淹水后对磷吸附特性的影响。结果表明：(1)淹水过程中土壤磷向上覆水体迁移,水体总磷含量均呈现出先增加后降低最后趋于平衡的变化趋势。(2)添加生物炭能够降低土壤磷释放强度,并提高了土壤中有效磷的含量,其中水稻灰对土壤中有效磷的提高效果最显著。(3)淹水还原条件导致土壤铁活化度提高,无定形铁含量增加,土壤有效磷与土壤无定形铁呈极显著正相关(P<0.01),说明铁、磷的释放促进了土壤中有效磷的增加。(4)Langmuir方程拟合结果表明,添加生物炭会降低淹水后土壤对磷的吸附能因子(K),提高土壤对磷的最大缓冲容量(MBC)和最大吸附量(Q_m),其中添加水稻灰的土样Q_m提高比例最大。由此可见,添加生物炭能够减少消落带地区土壤淹水过程中对水体磷的污染,并提高了淹水后土壤的供磷量,其中以水稻灰的效果最佳。     

生物炭对玛瑙红樱桃土壤微生物和养分的影响

以贵州省主栽樱桃品种玛瑙红为试材,探讨生物炭对土壤微生物和养分的影响,旨在为玛瑙红樱桃的丰产优质栽培及生物炭在果树上的应用提供理论依据。试验设置0(CK)、5(C1)和10(C2)kg/株3个生物炭施用量,结果显示:在始花期,C1处理显著提高细菌、反硝化细菌数量,C2处理显著提高好氧固氮菌数量;在盛花期,生物炭的添加显著提高了土壤微生物多样性和反硝化细菌数量;在结果期,C2处理显著提高真菌数量;添加生物炭处理提高了土壤pH值和有机质含量,但对土壤养分的影响因物候期而异。结果表明,生物炭的添加能提高玛瑙红樱桃土壤微生物量、微生物多样性、土壤养分,但提高效果与植物所处生长状态有关。