生物质炭及炭基硝酸铵肥料理化性质研究

通过元素分析、灰分测定、环境扫描电镜、红外光谱及土壤水分特征曲线测定,较系统分析和评价竹炭和木炭两种生物质炭及生物质炭基硝酸铵的部分理化性质、形貌结构及土壤水分吸持特征,以为生物质炭作肥料缓释载体应用提供参考。研究表明:实验所用生物质炭含碳量高达60%以上,并含有N、H、O等元素。竹炭比木炭富含灰分,而竹炭比木炭负载硝酸铵量低,其分别约为8%和18%。生物质炭基硝酸铵呈无定形、多孔状结构,基本保持生物质炭的微观形态。生物质炭与氮肥复合是靠物理吸附相结合的,复合中未发生化学变化。供试生物质炭呈碱性,吸附氮肥后pH值降低。两种生物质炭对土壤持水容量或能力有一定的改善作用,其改善程度与土壤质地有关。传统工艺竹炭、木炭也可作肥料养分的载体。     

热解温度和时间对秸秆生物质炭特性的影响

为探究不同热解温度和时间对生物质炭理化性质的影响。以新疆主要作物棉花、小麦和苜蓿的秸秆为材料,在不同热解温度(400、500、600℃)、热解时间(0.5、1.0、2.0、4.0、6.0h)下制备生物质炭。测定生物质炭pH值、有机碳含量、阳离子交换量(CEC),并利用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对生物质炭表面形貌和有机官能团进行分析表征。结果表明:三种生物质炭均为碱性。其表面孔隙发达,官能团种类丰富,均存在烷基、芳香基和一些含氧基团。随着热解温度升高,三种生物质炭的产率、有机碳含量和CEC都逐渐降低,pH值则逐渐升高。热解温度对生物质炭性质有显著性影响,而热解时间对生物质炭特性影响规律不明显。低温(400℃)生产的生物质炭更适用于农田土壤改良,改善土壤结构、提高土壤肥力;高温(600℃)生产的生物质炭更适用于有机、无机污染环境的修复,进而改善土壤或水体环境。     

生物炭对土壤理化性质和玉米生长的影响

以玉米品种'利禾1号'为试验材料,设计6个施肥处理,分别为空白对照(CK,不施肥);常规施肥处理(T1,N:P2O5:K2O=27:12:6);在常规施肥处理基础上减氮20％并分别增施生物炭,生物炭施用量分别为2.25(T2)、4.50(T3)、6.75(T4)、9.00 t·hm-2(T5),研究生物质炭基施对宁夏扬...     

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...     

土壤侵蚀对土壤理化性质及土壤微生物的影响

通过对黄土丘陵沟壑区侵蚀环境下4种典型坡面上坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡趾5个不同地形部位¹³⁷Cs的含量、土壤理化性质及土壤微生物指标的测定和分析。结果表明:用来表征土壤侵蚀程度的¹³⁷Cs含量与土壤有机碳、全氮、土壤容重、电导率、土壤微生物功能多样性及细菌菌群之间均存在显著的回归关系,土壤有机碳、全氮及土壤容重随着¹³⁷Cs含量的增加呈增加趋势,土壤电导率、土壤微生物功能多样性呈下降趋势,而土壤细菌呈先下降后增加的趋势。土壤侵蚀过程能够直接影响土壤养分在坡面上的空间分布及土壤结构,通过影响土壤性质,改变土壤微生物群落的生长环境和营养物质的含量,从而影响土壤微生物的生长。     

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。     

五种生物质炭的特性分析

以南北方5种农林废弃物水稻壳、果壳、花生壳、玉米秸秆和竹子为原料,采用限氧控温法制备生物质炭,分析生物质炭的基本性质及结构特征。结果表明:5种生物质炭呈碱性,炭化结构清晰良好,呈疏松多孔结构;竹炭的pH值、灰分含量、电导率和阳离子交换量显著高于秸秆类炭和壳渣类炭,500℃热裂解条件下竹炭适合作为土壤改良剂;花生壳炭平均孔径最大且为多孔隙结构,表明有最佳的组成与结构用于重金属的吸附固定。     

压砂瓜连作对土壤酶活性及理化性质影响

对宁夏兴仁镇红圈子村连作1 a、3 a、5 a、7 a、10 a的压砂瓜田土壤酶活性和理化性质数据进行单因素方差分析、Pearson相关分析以及主成分分析,以探明随压砂瓜连作年限的增加砂田土壤质量的变化趋势,为提高宁夏中部干旱带砂田的可持续利用提供依据。结果表明:随连作年限的增加,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性都逐渐下降,其中,脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤容重呈极显著负相关,与土壤总孔隙度表现出极显著正相关关系。土壤物理性质随连作年限的增加呈逐渐恶化趋势,土壤水分状况在连作5 a最佳;土壤肥力状况也逐渐降低,土壤全盐含量明显降低。土壤质量综合主成分得分最高的是1 a砂田为0.96,10 a砂田得分最低为-0.8。连作5~7 a表现出明显的连作障碍。因此,在砂田耕作的过程中必须进行科学合理的施肥与耕作,以保证砂田的持续利用。     

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...     

延安新区生态林建设对土壤理化性质的影响

树木定植可以影响土壤理化性质。为明确延安新区不同树种人工生态林对土壤理化性质的影响状况,为合理造林提供依据,以延安新区荒地土壤为对照,研究了人工生态林(松树、柏树)对土壤理化性质,包括含水量、p H值、有机质、铵态氮和硝态氮含量的影响。结果表明:人工林增加了土壤含水量,且随着土壤深度的增加,土壤含水量变化总体呈现出增加的趋势。土壤的p H值总体上是呈弱碱性,松树定植土壤p H值呈现降低趋势,柏树和荒地土壤p H值在不同土层中变化较大。土壤有机质的含量随深度增加呈递减的趋势,不同土层中呈现荒地柏树松树。荒地土壤铵态氮在不同土层中变化不大,柏树土壤中0~15 cm随深度的增加而增加,15~20 cm略有下降;松树土壤在0~10 cm土层基本相同,10~15 cm有所下降,15~20 cm略微上升。硝态氮在不同类型利用方式下变化不一,造成这种差异可能与树种有关。     

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。     

不同有机废弃物组合肥对灰棕荒漠土理化性质和玉米产量及经济效益的影响

系统研究了4种不同有机废弃物组合肥对灰棕荒漠土理化性质和玉米产量及经济效益的影响,结果表明:有机废弃物糠醛渣、羊粪、玉米秸秆、菜籽饼按0.50∶0.25∶0.20∶0.05容积比,经高温发酵处理,施用量为45.00 t/hm2对灰棕荒漠土理化性质和玉米产量及经济效益有良好的影响,与不施有机废弃物(对照)比较,土壤总孔隙度、团粒结构、贮水量分别增加8.69%、8.73%、91.36 m3/hm2;土壤有机质、碱解N、速效P、速效K、CEC分别增加5.86 g/kg 、21.42 mg/kg 、7.47 mg/kg 、42.67 mg/kg 、13.07 cmol/kg;玉米产量、产值、利润分别增加2.03 t/hm2、0.19×104 元/hm2、0.08×104 元/hm2;土壤容重降低0.28 g/cm3.灰棕荒漠土上施用生活垃圾,重金属离子有富集的趋势,而长期施用糠醛渣、蘑菇渣、锯末则无此效应.     

Robinia pseudoacacia leaves improve soil physical and chemical properties

The role of the leaves of Robinia pseudoacacia L., which is widely distributed in the arid lands, on improving soil physical and chemical properties was analyzed at various incubation periods. The incubated soils added with 0, 25, 50 and 75 g Robinia pseudoacacia leaves were tested after consecutive incubation intervals of 6, 8 and 10 months and the different soil parameters were measured. The results showed the increases in organic matter (OM), extractable K, cation exchange capacity (CEC), aggregate stability and water holding capacity, but the decreases in pH value and bulk density after 6 months’ incubation. The gradual decrease in change rates of soil properties indicated less microbial population and organic residual mineralization under acidic conditions, which were resulted from fast decomposition of leaves after the first 6 months incubation. The increases in soil organic matter content, extractable K, CEC, aggregate stability and water holding capacity and the decreases in soil pH and bulk density provide favorable conditions for crop’s growth.     

耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤理化性质的影响

为探究耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤障碍消减及作物产量的影响,采用大田试验,设置9个处理：对照(CK),深松+脱硫石膏(SG),深松+腐植酸(SF),深松+复合调理剂(ST),深松+复合调理剂+腐植酸(STF),粉垄+脱硫石膏(FG),粉垄+腐植酸(FF),粉垄+复合调理剂(FT),粉垄+复合调理剂+腐植酸(FTF),脱硫石膏、复合调理剂和腐植酸施用量分别为15 000、22 500 kg·hm^-2和6 000 kg·hm^-2。试验结果表明：与CK相比,在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理的土壤容重降低2.7%～18.4%,土壤总孔隙度增加3.8%～25.3%,土壤三相比得到改善。与CK相比,耕作协同物料添加降低了0～40 cm土层土壤pH、钠吸附比(SAR)和总碱度,降低幅度分别为6.8%～21.3%、20.7%～78.3%和17.1%～47.7%;在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理增加了土壤有机质含量,增加幅度为2.5%～63.9%。玉米穗行数、行粒数和理论产量较CK分别提高4.8%～10.1%、8.9%～22.0%和...     

黄土塬区土地利用方式对土壤主要理化性质的影响

通过对陕西长武4种典型土地利用方式下0~500 cm土层土壤主要理化性质分析,以明确土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：农田、果园土壤有机质、全氮含量显著高于荒地和刺槐林地,土壤粘粒含量与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤饱和导水率呈显著正相关关系;农田0~100 cm土层土壤容重达1.44 g·cm^-3,显著高于同深度荒地（1.27 g·cm^-3）、果园（1.38 g·cm^-3）、刺槐林地（1.32 g·cm^-3）土层;400~500 cm土层土壤含水量为刺槐林地（86 g·kg^-1）<果园（113 g·kg^-1）<荒地（152 g·kg^-1）<农田（165 g·kg^-1）;果园和刺槐林地0~500 cm土层土壤平均饱和导水率分别为0.37、0.36 mm·min^-1,显著高于农田（0.25 mm·min^-1）和荒地（0.23 mm·min^-1）。退耕还林（草）导致土壤容重降低、饱和导水率增加,有助于降水入渗,但退耕后深层土壤有干燥化的倾向。     

制种玉米多功能复混肥对土壤理化性质的影响及最佳施肥量的研究

采用盆栽和田间试验方法,研究多功能复混肥对甘肃河西内陆灌区制种玉米田土壤理化性质的影响并确定最佳施肥量.结果表明:随着多功能复混肥施肥量的增加,土壤总孔隙度、团聚体、EC(电导率)、有机质、碱解N、速效P、速效K含量随之增大,而容重和pH在降低.多功能复混肥施肥量与玉米植物学性状、经济性状、产量呈正相关,与单位肥料增产量呈负相关.随着施肥量增加,玉米边际产量、边际利润呈递减趋势,施肥量在1875kg· hm-2的基础上,再增加施肥量,收益出现负值.多功能复混肥与玉米产量间肥料效应回归方程是:y=3043+1.0109x-0.0002088x2,经济效益最佳施肥量(x0)为1875 kg.hm-2,玉米预测产量(y,)为5672 kg· hm-2.在风沙土上施用多功能复混肥,有效地改善了土壤的理化性质和生物学性质,提高了制种玉米的施肥利润和产量.     

营养型改土剂对土壤理化性质和蓄水量及制种玉米经济效益的影响

在甘肃省酒泉市连作制种玉米8 a的土壤上,采用田间试验方法,研究了营养型改土剂对土壤理化性质和蓄水量及制种玉米经济效益的影响。结果表明： 随着营养型改土剂施用量的增加,土壤孔隙度、团聚体、田间持水量、蓄水量在增加,而土壤容重降低; 营养型改土剂用量与土壤有机质、速效氮磷钾、阳离子交换量(CEC)呈正相关关系,与土壤pH值呈负相关关系; 随着营养型改土剂施用量的增加,制种玉米产量增加,但每公斤营养型改土剂的增产量则随着营养型改土剂施用量的增加而递减。经回归统计分析,营养型改土剂最佳施用量为1 349.96 kg·hm^-2,此施用量下,玉米的理论产量为7 080.00 kg·hm^-2,回归统计分析结果与田间小区试验处理4基本吻合。