生物质炭施用量对旱地酸性红壤理化性质的影响

我国南方旱地酸性红壤区,土壤酸化与干旱等问题突出。近几年生物质炭在土壤改良方面的研究应用已有较多的文献报道,但针对南方旱地酸性红壤区土壤改良方面的研究与应用相对较少。对此,本研究设置了生物质炭施加量分别为1%、2%、3%、4%及对照CK共5个处理,每个处理5次重复的室内盆栽试验;每盆一次性均匀浇洒1 L蒸馏水后在温室内自然放置,模拟干旱30 d,随后测定土壤含水量、p H、电导率与氮、磷含量。结果表明:土壤pH、电导率、有效磷含量随生物质炭施加量的增加而显著提高,NH₄⁺-N含量降低,而NO₃^–-N含量无显著影响;模拟干旱后的土壤含水量与生物质炭施加量呈二次函数曲线关系,施加低量生物质炭(1%)显著降低了土壤含水量,而高量生物质炭(4%)的施加则使土壤含水量显著提高。本研究为生物质炭在我国南方旱地酸性红壤区土壤改良方面的应用提供了试验依据。     

生物质炭对黄棕壤理化性质及龙脑樟幼苗生长的影响

以南京林业大学下蜀林场黄棕壤为试验对象,采用室外盆栽试验,研究生物质炭不同施用量(炭土质量比0、1%、2%、4%)对黄棕壤理化性质及龙脑樟幼苗生长的影响。结果表明:生物质炭可有效改良黄棕壤物理性质,4%施用量改良效果最好,与仅施化肥处理相比,土壤总孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量显著提高,土壤容重显著降低(P0.05);施用生物质炭可显著提高土壤pH(P0.05),改善土壤酸碱性;生物质炭施用对土壤氮磷有效性影响显著(P0.05),低施用量下土壤碱解氮含量最高,高施用量下土壤有效磷含量最高。生物质炭1%施用量下,龙脑樟叶片产量最高(41.54 g),分别比对照和仅施化肥处理提高141.53%和11.16%;而苗高相对生长速率较仅施化肥处理显著降低6.79%,有利于矮化苗木。可见生物质炭改良土壤理化性质和促进苗木生长的最佳施用量并不相同。考虑到经济效益,1%的生物质炭施用量对龙脑樟叶片产量的提高较为适宜。     

不同原料生物炭理化性质的对比分析

为研究不同原料生物炭理化性质的差异,以苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭和褐煤生物炭6种生物炭为测试材料,利用傅里叶红外光谱仪和Boehm滴定法对生物炭表面官能团进行定性和定量分析,用电子扫描显微镜观察生物炭表面形貌,并测定生物炭的pH值、有机碳含量和阳离子交换量等基本理化性质。结果表明,除污泥生物炭呈弱酸性外(pH=6.76),其他生物炭均呈碱性(pH=8.49~9.96)。苜蓿秸秆生物炭有机碳含量最高(588.43 g·kg~(-1)),污泥生物炭最低(168.17 g·kg~(-1))。阳离子交换量大小排序为,苜蓿秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭葡萄藤生物炭小麦秸秆生物炭污泥生物炭褐煤生物炭。FTIR图谱表征显示,生物炭表面存在芳香烃类和含氧基团,生物炭的结构以芳环骨架为主。苜蓿生物炭表面官能团总数最多,污泥生物炭最少。扫描电镜(SEM)结果表明,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭表面有明显孔隙结构,褐煤生物炭和污泥生物炭表面并无明显的孔隙结构。综上,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭适用农田土壤改良与培肥,褐煤生物炭和污泥生物炭可尝试用于污染土壤的修复,同时污泥生物炭可用于盐碱土的改良。     

生物炭主要类型、理化性质及其研究展望

【目的】 生物炭作为工农业生产副产品低碳利用的有效手段,其改善土壤及提高作物品质的有益功效已被逐步认识,但对其研究报道分散且差异较大。对已有研究进行梳理总结,可为生物炭生产施用以及形成有效的产业链提供科学依据。 主要进展 1）生物炭全碳含量在 30%～90% 之间,平均 64%。生物炭碳含量由大到小来源依次是木质、秸秆、壳类、粪污和污泥。秸秆类生物炭碳含量大多为 40%～80%,木质类生物炭在 60%～85%。生物炭灰分含量在 0～40% 之间变动,平均 15.52%。灰分含量由大到小依次是污泥、粪污、秸秆、壳类和木质。秸秆生物炭灰分含量主要在 20%～35% 之间,较少为 15%;木质炭灰分主要在 0～10% 范围内。生物炭碳含量和灰分含量相关系数为–0.77。裂解温度与生物炭碳灰组分呈正相关,相关系数分别为 0.17 和 0.28。施入生物炭可以改善土壤状况,生物炭灰分通常对养分贫瘠土壤及沙质土壤的一些养分补充作用较明显。2）生物炭比表面积绝大多数在 0～520 m2/g 之间,平均 124.83 m2/g,壳类、秸秆、木质、粪污和污泥生物炭比表面积逐渐降低。秸秆炭比表面积集中在 0～200 m2/g 以内,木质炭比表面积集中在 0～100 m2/g 以内。制备温度与比表面积的相关系数为 0.48。生物炭的孔隙结构能降低土壤容重、降低土壤密度,能较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。3）生物炭 pH 值范围在 5～12,平均为 9.15。秸秆、污泥、粪污、木质、壳类生物炭 pH 值中值逐渐降低。秸秆生物炭 pH 值多集中在 8～11 范围内,木质生物炭 pH 相对一致。生物炭的 CEC 从 0 到 500 cmol /kg 都有分布,平均为 71.91 cmol/kg。秸秆类生物炭 CEC 值大多集中在 0～100 cmol/kg 范围内,木质生物炭则在 5～10 与 15～25 cmol/kg 范围内均有一定数量的分布。裂解温度与 pH 值和 CEC 的相关系数为 0.58 和 0.30。生物炭施入土壤后可消耗土壤质子,提高酸性土壤 pH 值,提高酸性土壤一些养分的有效性;其巨大的表面积还可提高对阳离子的吸附,提高土壤保肥能力。4）生物炭的裂解温度大都集中在 200～800℃ 之间,偶有达到 1000℃ 的裂解温度。 建议和展望 目前,全世界范围内对生物炭的生产和使用还处于就近和来源方便的初级阶段,影响着生物炭功能和效益的最大化。应从以下几个方面加强研究和应用试验:首先,系统研究生物炭制造参数对理化性状的影响,研究不同原料生物炭的作用机理差异及其针对性,建立生物炭理化性质参数数据库;其次,加强应用研究,根据土壤理化性状和改良目标选择适宜的生物炭类型,根据对作物经济性状的要求,研究选择适宜的生物炭类型,实现生物炭功效的最大利用。加强不同原料的选配和组合研究,改良生物炭产品的目标性状,形成系列化产品。      

生物炭及炭基肥改良棕壤理化性状及提高花生产量的作用

【目的】炭基复合肥是生物炭农用的另一种方式,生物炭作为土壤改良剂对土壤改良研究的报道较多,但大多为短期培养或模拟试验。目前更缺乏生物炭与传统土壤培肥方式的比较研究。本研究旨在通过4年的田间微区定位试验,开展生物炭及炭基复合肥对棕壤理化性质及花生产量的影响研究,以期为生物炭的培肥改土及合理农用提供理论依据。【方法】定位试验于2009年开始连续4年进行了花生微区田间试验(2 m~2)。试验设4个处理分别为秸秆还田+NPK(CS)、施用猪厩肥+NPK(PMC)、生物炭+NPK(BIO)和基于生物炭的炭基复合肥(BF)所有处理均为等氮磷钾养分,BIO处理与PMC处理为等碳量,BIO处理相当于CS处理所施用的玉米秸秆量制备得到的生物炭量,BF处理碳含量低于BIO碳含量每个处理重复3次,随机排列。分析试验前和2012年收获后土壤理化性质,比较各处理4年的花生产量。【结果】连续施用4年后,与试验前相比,BIO处理的土壤有机碳提高了27.6%全氮含量提高了75.6%,显著高于其他各处理,土壤pH提高了0.14个单位,显著高于CS处理,与PMC处理相近;土壤碱解氮、速效磷、速效钾和CEC值与CS或PMC处理相近;BIO处理的土壤毛管孔隙度和田间持水量显著高于其他处理容重和土壤总孔隙度与CS和PMC处理差异不显著;4年中花生产量均居首位,从3198.5 kg/hm~2提高到4818.0 kg/hm~2,但与PMC处理差异不显著。连续施用4年后,BF处理土壤pH较试验前提高了0.57个单位显著高于其他各处理,优势显著;土壤有机碳和全氮含量较试验前分别提高了4.4%和27.9%显著低于BIO处理对土壤物理性质的调节作用也不及BIO处理其他指标差异不显著但总体上与CS或PMC处理相近;BF处理的花生产量在试验的前3年与BIO处理差异不显著,第4年较BIO处理降低了317.1 kg/hm2,差异显著介于PMC和CS处理之间。【结论】各处理作物产量随施用年限增加而提高。生物炭和炭基复合肥对土壤的理化性质的改良作用与秸秆还田和施用猪厩肥相近,生物炭在提高土壤有机碳和全氮含量方面,炭基复合肥在改善土壤pH方面优势突出对作物具有持续增产作用。     

施用生物炭对燥红土基本理化性质及酶活性的影响

  目的  为探究燥红土对不同类型生物炭及施入量的反应,对其基础理化特性及酶活性进行测定,以期为热带地区燥红土的改良提供理论支撑和依据。  方法  以燥红土为研究对象,设置水稻壳(A)、花生壳(B)两种生物炭类型,生物炭施用量设置为10、20、40和60 t hm?2,以不施生物炭为对照(CK),共计9个处理,27个小区。在生物炭施用一年后对0 ~ 30 cm土壤进行取样,用于土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾和含水量以及酶活性的测定。  结果  水稻壳生物炭和花生壳生物炭施用后燥红土养分含量和酶活性有显著改变,其中土壤养分含量和含水量在所有土层均随施用量的增加呈明显升高趋势, 60 t hm?2生物炭处理对燥红土有机碳、全氮、有效磷、速效钾和土壤含水量显著高于其他处理,分别比对照处理高56.84% ~ 140.22%、19.06% ~ 62.92%、26.57% ~ 54.57%、46.31% ~ 135.12%和27.95% ~ 55.28%;土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性随施用量增加都有不同程度升高,特别是60 t hm?2花生壳生物炭处理对土壤蔗糖酶活性提升尤为显著。土壤脲酶活性在10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层随生物炭施用量增加呈显著降低趋势。  结论  施用生物炭对燥红土养分含量、土壤含水量和酶活性有明显改善,可施入40 t hm?2以上的生物炭到0 ~ 30 cm土层作为燥红土改良的重要添加剂。     

施用生物炭对灌漠土理化性质及洋葱产量的影响

在河西绿洲生态条件下,研究了施用玉米秸秆生物炭对土壤理化性质、重金属生物有效性及洋葱产量的影响。结果表明,常规施肥配施不同量的生物炭(5000、10000、15000 kg/hm^2)后,灌漠土0~20 cm耕层土壤容重降低3.9%~7.2%,pH值提高2.1%~3.7%,有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别提高0.9%~1.4%、0.4%~5.5%、15.3%~32.6%、31.7%~42.0%,土壤理化性质得到改善,且施用量越高效果越好;配施不同量的生物炭对洋葱有一定的增产作用,施用量越高洋葱产量越高;施用不同量的生物炭可降低重金属的有效性,有效铅降低21.4%~42.4%,有效锌降低21.1%~22.9%,有效铜降低7.8%~19.9%,有效镉降低9.7%~41.9%,随生物炭施用量增加,重金属有效性呈下降趋势。     

生物炭对改善土壤理化性质及作物产量影响的研究进展

针对生物炭特有的物理和化学性质,通过综合分析国内外有关最新的研究成果,重点阐述了生物炭在土壤改良及农业生产过程中的改土、保水、保肥、减少面源污染以及在提高农作物产量和品质方面的研究进展,对需要进一步研究的科学问题提出展望。     

添加生物炭对连作营养基质理化性质及黄瓜生长的影响

以连作营养基质(10茬)添加质量比为3%和5%生物炭为处理,以不添加生物炭为对照,采用日光温室黄瓜桶栽试验,研究连作营养基质添加生物炭对其理化性质及黄瓜生长的影响。结果表明,添加生物炭的处理,显著提高营养基质pH、有机质和速效钾含量,促进黄瓜叶片光合作用,提高产量,降低果实硝酸盐含量,其中以添加5%生物炭处理效果最为明显。相关分析表明,黄瓜产量与速效钾含量和pH呈正相关,与有机质呈极显著正相关(P0.01)。本研究为利用添加生物炭改良连作营养基质提供理论依据。     

施用生物炭对云南烟区典型土壤养分淋失的影响

土壤养分尤其是氮、钾的淋失是制约云南烟叶生产可持续发展的重要因素之一。近些年来的一些研究表明,生物炭在减少土壤养分淋失方面有着很好的应用效果。然而,关于生物炭在云南植烟土壤上的应用效果研究报道较少。本文基于土柱淋洗模拟试验,研究了添加生物炭对南方紫色土、赤红壤和黄棕壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,以期为生物炭的合理广泛应用提供理论依据。研究结果显示,添加生物炭后,紫色土、赤红壤和黄棕壤的硝态氮淋洗总量分别减少16%、14%和22%;紫色土、赤红壤的磷素淋洗总量分别减少41%和32%,黄棕壤磷素淋洗总量变化不明显;紫色土和黄棕壤的钾素淋洗总量分别增加19%和23%,赤红壤的钾素淋洗总量变化不明显。研究表明,施用生物炭是控制云南植烟土壤氮磷淋失的有效措施。     

添加生物质炭对红壤水稻土有机碳矿化和微生物生物量的影响

通过室内培育试验,研究了添加生物质炭对江西红壤水稻土有机碳矿化和微生物生物量碳、氮含量的影响。结果表明:红壤有机碳矿化速率在培育第2天达最大值后迅速降低,培养7天后下降缓慢并趋于平稳;添加生物质炭降低了土壤有机碳的矿化速率和累积矿化量,培养结束时,不加生物质炭的对照处理中有机碳的累积矿化量分别比添加0.5%和1.0%生物质炭的处理高10.0%和10.8%。此外,生物质炭的加入显著提高了土壤微生物生物量,添加0.5%生物质炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高111.5%～250.6%和11.6%～97.6%,添加1.0%生物质炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高58.9%～243.6%和55.9%～110.4%。相同处理中,干旱的水分条件下(40%田间持水量)微生物生物量要高于湿润的水分条件(70%田间持水量)。同时,添加0.5%和1.0%的生物质炭使土壤代谢熵分别降低2.4%和26.8%,微生物商减少了43.7%和31.7%。     

Effect of temperature on biochar priming effects and its stability in soils

Recent studies have shown both increased (positive priming) and decreased (negative priming) mineralisation of native soil organic carbon (SOC) with biochar addition. However, there is only limited understanding of biochar priming effects and its C mineralisation in contrasting soils at different temperatures, particularly over a longer period. To address this knowledge gap, two wood biochars (450 and 550 °C; δ¹³C −36.4‰) were incubated in four soils (Inceptisol, Entisol, Oxisol and Vertisol; δ¹³C −17.3 to −28.2‰) at 20, 40 and 60 °C in the laboratory. The proportions of biochar- and soil-derived CO₂–C were quantified using a two-pool C-isotopic model.Both biochars caused mainly positive priming of native SOC (up to +47 mg CO₂–C g⁻¹ SOC) in the Inceptisol and negative priming (up to −22 mg CO₂–C g⁻¹ SOC) in the other soils, which increased with increasing temperature from 20 to 40 °C. In general, positive or no priming occurred during the first few months, which remained positive in the Inceptisol, but shifted to negative priming with time in the other soils. The 550 °C biochar (cf. 450 °C) caused smaller positive priming in the Inceptisol or greater negative priming in the Entisol, Oxisol and Vertisol at 20 and 40 °C. At 60 °C, biochar caused positive priming of native SOC only in the first 6 months in the Inceptisol. Whereas, in the other soils, the native SOC mineralisation was increased (Entisol and Oxisol) and decreased (Vertisol) only after 6 months, relative to the control. At 20 °C, the mean residence time (MRT) of 450 °C and 550 °C biochars in the four soils ranged from 341 to 454 and 732−1061 years, respectively. At 40 and 60 °C, the MRT of both 450 °C biochar (25−134 years) and 550 °C biochar (93−451 years) decreased substantially across the four soils. Our results show that biochar causes positive priming in the clay-poor soil (Inceptisol) and negative priming in the clay-rich soils, particularly with biochar ageing at a higher incubation temperature (e.g. 40 °C) and for a high-temperature (550 °C) biochar. Furthermore, the 550 °C wood biochar has been shown to persist in soil over a century or more even at elevated temperatures (40 or 60 °C).     

Effect of crop residue biochar on soil acidity amelioration in strongly acidic tea garden soils

Strongly acidic soil (e.g. pH < 5.0) is detrimental to tea productivity and quality. Wheat, rice and peanut biochar produced at low temperature (max 300 °C) and differing in alkalinity content were incorporated into Xuan‐cheng (Ultisol; initial pH_{soil/water = 1/2.5} 4.12) and Ying‐tan soil (Ultisol; initial pH _{soil/water = 1/2.5} 4.75) at 10 and 20 g/kg (w/w) to quantify their liming effect and evaluate their effectiveness for acidity amelioration of tea garden soils. After a 65‐day incubation at 25 °C, biochar application significantly (P < 0.05) increased soil pH and exchangeable cations and reduced Al saturation of both tea soils. Association of H⁺ ions with biochar and decarboxylation processes was likely to be the main factor neutralizing soil acidity. Further, biochar application reduced acidity production from the N cycle. Significant (P < 0.05) increases in exchangeable cations and reductions in exchangeable acidity and Al saturation were observed as the rate of biochar increased, but there were no further effects on soil pH. The lack of change in soil pH at the higher biochar rate may be due to the displacement of exchangeable acidity and the high buffering capacity of biochar, thereby retarding a further liming effect. Hence, a significant linear correlation between reduced exchangeable acidity and alkalinity balance was found in biochar‐amended soils (P < 0.05). Low‐temperature biochar of crop residues is suggested as a potential amendment to ameliorate acidic tea garden soils.     

生物炭及秸秆长期施用对紫色土坡耕地土壤团聚体有机碳的影响

依托紫色土坡耕地长期施肥试验观测平台,研究生物炭、秸秆对紫色土坡耕地团聚体有机碳分布的影响。长期施肥试验处理包括不施肥(CK)、无机氮磷钾肥(NPK)、秸秆还田(RSD)、生物炭与无机氮磷钾配施(BCNPK)、秸秆与无机氮磷钾配施(RSDNPK)。利用湿筛法,进行土壤团聚体粒径分组,随后测定各粒径团聚体含量及其有机碳含量,并计算团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)。结果表明,RSD、RSDNPK和BCNPK处理的表层SOC含量比CK处理增加43.1%～90.5%,SOC储量提高65.1%～74.3%,其中RSDNPK处理、BCNPK处理较NPK处理SOC显著增加25.2%～33.1%(P0.05), SOC储量显著提高23.2%～30.0%(P0.05)。团聚体MWD和GMD均为RSD处理RSDNPK处理BCNPK处理NPK处理CK处理; RSD处理0.25～2 mm的团聚体含量高达45.5%,较CK处理提高57.7%;秸秆和生物炭配施处理(RSDNPK处理和BCNPK处理)0.25～2mm的团聚体含量为41.3%～45.7%,而0.053mm粒径团聚体含量却降低54.1%～55.4%。NPK处理、RSD处理与CK处理的增长趋势相似,呈随团聚体粒径减小,团聚体有机碳含量先增大后减小,继而再增大的趋势;而RSDNPK、BCNPK处理则呈随粒径减小团聚体有机碳含量增加的趋势。生物炭和秸秆的施用能显著提升土壤有机碳含量,增强土壤结构稳定性,但生物碳的施用对提升土壤有机碳含量效果优于秸秆的施用,秸秆的施用对稳定土壤结构效果更优,因此生物炭和秸秆的施用可作为紫色土耕地土壤肥力维持和提升的有效管理措施。     

土壤胶体理化性质对其稳定性和可移动性的影响研究

采用长春市具有代表性的阶地农田的黏壤土、河漫滩的细砂土和黄土台地的粉壤土为基质,以提取的土壤胶体为对象,采用实验室模拟方法研究了土壤胶体理化性质对其稳定性和可移动性的影响。研究结果表明3种土壤胶体的临界絮凝浓度(CFC),与伊利石/蒙脱石矿物含量成反比并随着矿物含量的增大而降低,可能是因为伊利石/蒙脱石矿物是易絮凝矿物,水化驱动力及水化后的不稳定性较大;去除游离氧化铁后的农土去铁胶体提高了稳定性,而黄土去铁胶体和河土去铁胶体降低了稳定性,主要是由不同的土壤胶体去除游离氧化铁后性质改变程度不一样引起的;去除有机质后的农土去有机质胶体、黄土去有机质胶体和河土去有机质胶体降低了CFC,并且降低程度是与土壤胶体的有机质含量成反比。     

红壤丘陵区不同植被恢复模式土壤理化性质相关分析

南方红壤丘陵区土壤侵蚀严重,成为我国生态系统退化地带之一,为了探讨植被恢复模式与土壤理化性质改良关系,合理利用丘陵区土地,本文研究了草本、果树、果树+草、果树+草+农作物和果树+农作物等不同植被恢复模式对土壤物理及化学性质的影响,并运用灰色关联分析方法对不同恢复模式的土壤理化性质进行相关分析。研究结果表明:不同植被恢复模式土壤理化性质影响差异显著,百喜草全园覆盖的草本模式改良土壤理化性质的综合效应最佳,然后依次是果树+农作物、果树+草+农作物、果树+草。横坡套种土壤改良效应明显优于纵坡套种,全区覆盖处理优于带状覆盖处理。南方丘陵区侵蚀劣地植被恢复,可以优先考虑恢复百喜草的草本模式和果树+农作物模式,尤其是,果树+横坡套种农作物模式适宜在南方丘陵区大力推广。     

不同母质类型水稻土酶活性及其与理化性质的关系

将选自湖南双季稻区6种典型成土母质发育的水稻土置于长沙市郊同一生态条件下,通过7年定位池栽试验,研究了不同母质类型对土壤酶活性的影响以及酶活性与土壤理化性质之间的关系。结果表明：不同母质类型对土壤蔗糖酶活性的影响达到显著水平(P<0.05),对酸性磷酸酶、脲酶及过氧化氢酶活性的影响达到极显著水平(P<0.01)。主成分分析表明不同母质发育的水稻土酸性磷酸酶及脲酶作为综合评价土壤酶活性的指标要优于蔗糖酶及过氧化氢酶。6种不同母质水稻土土壤酶综合得分排序为：板页岩>河流沉积物>花岗岩>第四纪红土>紫色页岩>石灰岩。相关性分析表明,土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05)。脲酶活性与硝态氮、铵态氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著的负相关关系(P<0.05)。酸性磷酸酶活性与速效磷含量呈显著正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著负相关关系(P<0.05)。     

玉米秸秆生物炭对褐土微生物功能多样性及 细菌群落的影响

生物炭施入土壤被认为是一种有效的固碳减排措施,可增加土壤有机碳及矿质养分含量,提高土壤的持水能力及保肥能力。为探明其施入土壤后对土壤微生物活性及多样性的影响,本文在盆栽试验条件下,采用Biolog与高通量测序相结合的方法,研究了CK(不施生物炭)和施用5 g·kg~(-1)、10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)玉米秸秆生物炭对土壤微生物碳源利用能力(AWCD)、功能多样性指数以及土壤细菌的丰度和多样性的影响。结果表明,随着生物炭施用量的增加,表征土壤微生物活性的AWCD值呈下降趋势,表现为:5 g·kg~(-1)处理≈CK10 g·kg~(-1)处理30 g·kg~(-1)处理60 g·kg~(-1)处理,其中CK和5 g·kg~(-1)处理间差异不显著(P0.05),而10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)和60 g·kg~(-1)处理在整个培养期间的AWCD值显著低于CK处理(P0.05);土壤微生物群落代谢功能多样性指数(H′)、碳源利用丰富度指数(S)均随生物炭施用量的增加而呈下降趋势,但均匀度指数(E)表现出相反趋势,5g·kg~(-1)、10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)各处理的H′较CK处理分别增加0.16%、-0.88%、-3.14%、-11.09%,S分别增加-2.82%、-11.27%、-18.31%、-47.89%,E分别增加1.14%、3.00%、3.73%和13.76%。主成分分析表明,与CK处理比较,5 g·kg~(-1)处理对土壤微生物群落碳源利用方式没有显著影响(P0.05),而10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)和60g·kg~(-1)处理对土壤微生物群落碳源利用方式影响显著(P0.05)。随着生物炭施用量的增加,土壤细菌OTU数目及丰富度指数(Chao1)呈增加趋势,5 g·kg~(-1)处理与CK处理差异不显著,而10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)处理的OTU数目较CK处理分别增加1.09%、5.26%、24.42%,Chao1分别增加5.73%、10.21%、37.68%。土壤中施用生物炭后土壤细菌变形菌门(Proteobacteria)的丰度在CK处理和5 g·kg~(-1)处理间差异不显著(P0.05),而10g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)处理较CK处理分别增加32.3%、21.1%、16.7%,拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度随着生物炭施用量的增加各处理较CK处理分别减少22.1%、55.3%、66.8%、50.5%。生物炭施入土壤后降低了土壤可培养微生物的活性,减少或改变了土壤微生物碳源利用的种类,使土壤原有微生物群落组分发生改变,生物炭也影响了土壤细菌各菌群在土壤中的丰度,使其分布的均匀性降低。为了不影响微生物群落结构和功能,石灰性褐土上生物炭一次还田量不能超过5 g·kg~(-1)(干土)。     

红壤磷酸单酯酶活性测定方法的改进

以甘油磷酸钠为底物,通过添加适量无机磷减少土壤吸附作用对磷酸单酯酶活性测定的影响,探讨红壤磷酸单酯酶活性测定方法的改进.在4个红壤样品的测试结果中,与Rogers法相比,RSD从≤10.2%降为≤3.2%;省去了HCl浸提步骤:耗时从19 h左右变为2 h左右.与对硝基苯磷酸盐法相比,底物更具代表性:所测磷酸单酯酶活性为P4.4～6.8 μmol/(g土·h),比对硝基苯磷酸盐法的测定值P 0.8～2.2 μmol/(g土·h)更大,更灵敏.