生物质炭对植烟土壤改良及烟叶品质的影响

近年来,植烟土壤面临着酸化和有机质含量降低等一系列问题,进而影响到烟叶的产量和品质,而生物质炭具有含碳量高、比表面积大、呈碱性等特性,在提高土壤pH和养分有效性等方面具有明显作用。综述了生物质炭的性质及其在土壤改良、养分提升、土壤固碳等方面的效应,以期为烟叶生产中应用和推广提供科学依据。     

生物质炭对牡丹江植烟土壤改良及烤烟品质的影响研究

为探讨生物质炭在改良植烟土壤和提高烤烟品质研究中的可行性,以牡丹江市宁安县黑土为供试土壤,研究了生物质炭对植烟土壤C/N、土壤微生物、烟株生长发育和烤后烟常规化学成分与中性致香成分的影响.结果表明:施加1 800 kg/hm2生物质炭后,可以提高植烟土壤C/N 31.79％,其土壤中放线菌数量是对照的3.8倍.施加生物质碳烤烟生长优势比较明显,株高、有效叶片数均显著高于对照,烤后烟中总糖和烟碱与对照差异不显著.土壤中施加1 200 kg/hm2生物质炭使烤后烟中钾含量提高11％,施加2 400 kg/hm2生物质炭使烤后烟中总糖含量提高5.40％.施加1 800kg/hm2生物质炭烤后烟茄酮的含量为对照的1.97倍.综合研究表明:植烟土壤中施加1 200～1 800 kg/hm2生物质炭后,可达到改善土壤微环境,促进烟株大田的生长发育和提高烤后烟产质量的三重功效.     

生物质炭对土壤改良及农业生态效应响应的研究进展

生物质炭是生物材料在低氧或缺氧环境下,高温热解产生的一类碳含量高、孔隙结构发达、吸附能力强和富含氧官能团的多功能材料;施用生物质炭对改良土壤、重金属及农药残留污染土壤的修复、促生作物增产等具有较好的作用,有利于促进农业生产的可持续发展。为农业生态环境治理及同类研究提供参考,从调控土壤养分与理化性状、改善土壤微生物生境及提高土壤酶活性、去除土壤农药残留/重金属污染及防控有害生物和促进作物生长及提高其产量等方面概述生物质炭对土壤改良及农业生态效应响应的研究进展,指出了未来生物质炭应用的研究方向。     

生物质炭对设施大棚土壤改良和小白菜产量品质的影响

常年连作温室大棚存在土壤酸化、重金属积累等土壤问题,严重制约了农业可持续发展和农产品安全生产,亟需对存在土壤退化问题的温室大棚土壤进行治理。通过田间小区试验研究了施用玉米秸秆生物质炭对土壤的影响,以及对小白菜产量和品质的影响。结果表明,与对照相比,施用生物质炭土壤pH值提高了0.47～0.86,有机质含量提高了32.0%～65.6%,全氮含量提高了8.4%～19.3%,有效磷含量增加了38.9%～42.3%,有效态Cd含量降低了32.8%～47.7%。施用30 t·hm^-2生物质炭时,小白菜产量增加了18.8%,可溶性糖含量增加了27.8%。施用15和30 t·hm^-2生物质炭时,小白菜中硝酸盐含量分别降低了37.7%和44.7%,Cd含量分别降低了22.8%和60.5%。可见,高用量生物质炭能更有效地降低土壤有效态Cd含量和小白菜中Cd的含量。施用30 t·hm^-2生物质炭能更好地改良大棚土壤、提高小白菜产量和品质。     

生物质炭对退化蔬菜地土壤的改良效果

[目的]探讨生物质炭改良退化蔬菜地土壤性状的效果,为消除退化蔬菜地障碍因子提供科学依据.[方法]采用盆栽试验方法研究生物质炭施用对退化蔬菜地土壤养分、酸碱度和微生物组成等的影响,设不施化肥或生物质炭作对照、仅施用化肥的常规施肥、仅施用生物质炭和混施化肥与生物质炭等4个处理.[结果]与对照和常规施肥处理相比,施用生物质炭的两个处理均降低了土壤容重,增强了土壤通气性,且显著提高了土壤pH、有效钙、有效镁、有效钼、有效硅含量和微生物生物量碳,降低了土壤交换性酸.施用生物质炭还可增加土壤中放线菌和细菌数量,降低土壤真菌数量,增加土壤B/F（细菌＋放线菌/真菌）值.施用生物质炭对土壤全磷、全氮和水溶性盐分等的影响不明显.[结论]生物质炭能够明显提升蔬菜连作地土壤质量和改善其生物学环境,适用于改良退化蔬菜地.     

生物质炭对大田作物生长的影响研究进展

生物质炭对不同农作物生长的影响存在差异性,总的来说施入一定生物质炭可以提高农作物产量、改善土壤理化性质;不仅对须根系农作物有增产效应,也对块根、块茎类作物增产效果明显;连续低剂量的施入对稳产、高产的效果高于高剂量;生物质炭与肥料混施能提高肥效的利用率、减少养分的淋失。也有个别反例存在。单独施用生物质炭对作物平均增产8%~15%,生物质炭混施能显著提高一些作物的产量。不同原料制备的生物质炭对作物增产效果存在一定差异。畜禽粪便的生物质炭28.3%~66.4%、木材12.1%~19.0%、作物秸杆类生物质炭2.6%~31.2%。生物质炭对不同作物类型的增产效果不同。果菜类增产28.6%~60.6%、豆类增产33.3%~79.5%。生物质炭不同施用量对作物增产效果不同。当施用量10 t/hm~2时,作物增产18.0%~30.8%,当施用量在30~40 t/hm~2范围内增产效果较好,当施用量60 t/hm~2后增产效果不显著。在300~650℃条件下制备的生物质炭对粮食作物和经济作物均有较好的增产效果。在匹配生物质炭特性、作物习性与土壤性质的前提下,适量适时施用合适的生物质炭可以达到降低成本、增加经济效益和保护环境的目的。     

碱性肥料和生物质炭对土壤镉的钝化效果

采用室内土壤培养试验方法,以碱性肥料(钙镁磷肥、 硅钙钾镁肥)和生物质炭(竹炭、 木炭)为改良剂,按1％(质量分数)用量施加入Cd污染农田土壤,在不同培养时间(0、30、60、90、120 d)分别取样,测定土壤pH值、有机质含量、Cd有效性及其形态,研究不同改良剂对土壤Cd的钝化效果和机理.结果显示,施加硅钙钾镁肥和...     

生物质炭对农田土壤的影响

生物质炭具有丰富的孔隙结构和表面性能、巨大的比表面积、植物生长所需营养元素、较高的化学稳定性和较强的阳离子交换能力等特点,因而其在土壤改良、污染物吸附、固碳减排、土壤修复等领域具有特别大的应用前景.该文概述了生物质炭的作用及其研究进展,同时指出,目前生物质炭应用技术的研究还处于起步阶段,生物质炭的研究工作还有待于深入和加强.     

生物炭及炭基肥影响农田土壤改良效应的研究进展

我国南方农田普遍存在土壤酸化加速、土壤肥力和质量不断下降、土壤微生物群落结构和功能失调等土壤退化现象。近年来,大量研究表明生物炭是一种应用前景广阔的土壤改良剂,而将其与肥料有效结合制成生物炭基肥,将在我国农田酸化土壤改良和作物增产等方面发挥重要作用。本文重点针对生物炭和生物炭基肥在农田生态系统中影响土壤改良的效应进行了综述,旨在为我国南方农田土壤改良和农业生产可持续发展提供参考。     

生物炭固定化微生物修复污染土壤研究进展

生物炭固定化微生物技术具有高效、成本低和环境友好性的优点,在土壤修复中展现出巨大的应用潜力,成为目前的研究热点。本文在系统总结国内外生物炭固定化微生物技术修复污染土壤的最新研究进展基础上,重点分析了生物炭作为载体的适宜性,探讨了微生物筛选的重要性,对比分析了固定化方法（如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法等）,探究了不同环境因素对生物炭固定化微生物技术修复污染土壤效果的影响,揭示了生物炭与微生物修复重金属和有机污染土壤过程中多种作用机制的协同效应,既包括生物炭作为固定化载体对微生物的保护及快速定殖作用,也包括生物炭对污染物的吸附作用,还包括微生物对污染物的降解作用。最后,对该技术在土壤污染修复中的应用提出了展望和建议。     

海南海岸青皮林土壤微生物类群的数量特征

为了从土壤微生物方面揭示海南石梅湾海岸青皮天然林更新的机理, 对青皮林土壤微生物进行了调查 分析。土壤调查采用5 点取样法,分别于旱季和雨季对两个土层的根际土和根外土进行取样,并用MPN 法分析了土 壤中5 个生理类群细菌的数量分布特征。结果表明院青皮林土壤中除尚未检测出亚硝化细菌外,其他4 个生理类群 细菌的数量彼此之间差别很大,其中氨化细菌的数量>>好气性自生固氮细菌>>反硝化细菌>>好气性纤维素分解细 菌;根际土壤中的氨化细菌、反硝化细菌和好气性纤维素分解细菌数量比非根际土壤少,但好气性自生固氮菌数量 则相反;下层土中氨化细菌的数量略高于上层土,但好气性自生固氮细菌、反硝化细菌和纤维素分解细菌多集中分 布在上层土内。     

碱活化载镁橘皮生物炭除磷后对土壤的改良作用

改性生物炭作为一种新型环保材料常被用于污水吸附除磷,然而吸附除磷后的改性生物炭若不妥善处理可能会对环境造成二次污染。为促进吸附除磷后生物炭的资源化、无害化利用,本研究将吸附除磷后的载镁橘皮生物炭(KMg-BC/P)用于土壤改良及大豆栽培。结果表明:添加适量的KMg-BC/P能显著提高土壤的pH、有机质含量、阳离子交换量、有效磷含量、总磷含量、磷素的释放量以及持水能力;同时增加土壤中高效磷源和缓效磷源的含量,提高土壤碱性磷酸酶活性,促进无机磷和低活性有机磷向高活性有机磷转化;此外其还能促进土壤中细菌的生长繁殖,同时降低真菌的数量和多样性。用KMg-BC/P改良后的土壤种植大豆能促进大豆的生长,使大豆的发芽率、植株高度、根长、叶片数量、大豆植株鲜质量和茎粗均优于对照组。因此,KMg-BC/P具有作为土壤改良剂的潜力。     

减肥条件下生物炭施用方式对土壤肥力及酶活性的影响

为研究生物炭逐年施加和一次性施入4年后对土壤肥力和酶活性的影响,采用定位试验设置100%（F1）、80%（F2）和60%（F3）推荐施肥量的三种施肥水平×四种施炭量（CK：0 t·hm^-2,B1：2.6 t·hm^-2·a^-1,B2：13 t·hm^-2,B3：26 t·hm^-2）共12个处理,分析土壤氮磷钾养分含量和酶活性指标的变化,其中B1处理逐年施加,B2和B3处理一次性施加。结果表明生物炭对土壤氮素提高效果显著,其中全氮含量较对照处理提高23.08%~52.25%,硝态氮含量是对照的1.80~2.46倍,并随施炭量提高而增加,提升效果优于铵态氮。60%推荐施肥条件下,施加13 t·hm^-2和26 t·hm^-2生物炭土壤速效磷含量分别高于不施炭对照84.99%和159.23%。土壤全钾含量未因生物炭加入发生显著变化,但是速效钾含量较对照提高了18.99%~61.24%。土壤酶活性主要受生物炭施加方式的影响：逐年施加生物炭（B1）显著提高了酸性磷酸酶活性,但降低了土壤脲酶和过氧化氢酶活性,而一次性施炭可提高土壤脲酶活性。研究表明,生物炭对土壤氮磷肥力和速效钾肥力均有一定的提升效果,其中对氮素的提高效果最理想,可弥补减肥40%引起的土壤氮素降低。逐年施炭对土壤酶活性影响显著,新鲜生物炭中所含物质是影响酶活性的主要因素。     

不同秸秆生物炭对黄壤理化性质及综合肥力的影响

【目的】研究不同秸秆生物炭对黄壤物理、化学性质和生物活性影响的差异,并对添加不同生物炭的黄壤肥力进行综合评价,以期为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500 ℃炭化得到的生物炭为添加材料,以贵州省地带性黄壤为供试土壤,通过室内培养试验,以未添加生物炭处理为对照,分析比较添加量为1%,2%,4%的玉米、水稻和油菜秸秆生物炭处理黄壤体积质量、pH、养分含量和酶活性的变化,通过相关性分析和模糊数学原理计算不同生物炭处理黄壤的综合肥力水平。【结果】与对照相比,生物炭降低了0～10 cm土层土壤的体积质量,其中0～5 cm土层降幅较大（1.54%～8.46%）。添加生物炭使土壤pH明显增大,其中以添加4%油菜秸秆生物炭处理的pH最大,为7.33。土壤有机质、氮磷钾含量对生物炭类型及添加量的响应不同。与对照相比,不同生物炭处理有机质含量增加了146.80%～445.63%;添加4%油菜秸秆生物炭可以显著提高土壤的碱解N含量,较对照升高了31.23%;有效P、速效K和全N、全P、全K含量均随着生物炭添加量的增加而增大,增幅分别为28.04%～134.58%,19.76%～162.48%,13.85%～112.31%,6.25%～43.75%和10.53%～31.58%。与对照相比,添加生物炭可以显著降低土壤的过氧化氢酶活性,提高脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性。由土壤肥力综合指标值（IFI）可知,不同生物炭处理土壤的IFI值为46.09～59.55,均高于对照（IFI 40.11）,且IFI随着生物炭添加量的增大而升高,油菜秸秆生物炭处理的土壤肥力水平优于玉米和水稻秸秆生物炭处理。【结论】生物炭对酸性黄壤的体积质量、pH、养分含量和酶活性均具有明显影响,且生物炭类型及其添加量对以上指标的影响存在明显差异。生物炭能明显提高黄壤肥力水平,其中添加4%油菜秸秆生物炭是提高酸性黄壤肥力水平的最优处理。     

复合菌和鸡粪生物炭对镍和镉污染土壤的修复效果研究

微生物和生物炭通过协同作用可实现重金属污染土壤的低碳、绿色修复,但是目前相关研究较少。本研究通过玉米盆栽试验,研究了多功能复合菌和鸡粪生物炭对镍（Ni）和镉（Cd）污染土壤的修复。研究结果表明,单一和共同作用下复合菌和不同粒径生物炭均能不同程度地固定土壤中的Ni和Cd,减轻Ni和Cd的毒害并降低玉米幼苗对Ni和Cd的吸收,增加根际土壤细菌、真菌群落结构丰富度与物种多样性,其中复合菌和粒径较小的微米生物炭（1.6~55.8 μm）联合修复效果最好。与对照相比,复合菌和微米生物炭联合修复下根际土壤中碳酸盐结合态Ni和Cd的含量分别升高了59.9%和68.4%,有效态Ni和Cd的含量降低了66.5%和53.8%,促进了盆栽玉米幼苗的生长发育,提高了抗氧化能力,使玉米根部的Ni和Cd含量分别降低了49.3%和41.9%,地上部的Ni和Cd含量分别降低了69.4%和53.0%,降低了Ni和Cd在叶片细胞器中的占比,并以低毒形态存在;根际土壤中细菌和真菌的OTU数目显著增加,优势菌群的丰富度和多样性提高,根际土壤微生物群落结构改善。以上研究结果表明多功能微生物和生物炭具有协同修复效应,可为重金属污染土壤联合修复提供理论依据和技术支持。     

改性生物炭特征及其对盐碱化土壤改良的研究进展

土壤盐碱化严重制约农业的可持续发展,但施用改性生物炭对盐碱地改良效果显著。为探究改性生物炭改良盐碱土壤的作用机制,本文归纳总结了不同改性方式对原生物炭理化性质的影响,以及改性生物炭对盐碱地的改良效果和影响因素。结果表明,改性生物炭具有比表面积大、含氧官能团类型和数量多、碱性物质比例下降等特点;可以促进盐碱化土壤团粒结构的形成,增加对盐分离子的吸附和养分保持,改变土壤微生物的功能结构,增强作物应对外界胁迫的能力。然而改性生物炭长期效应及在不同类型盐碱地上应用差异的研究较少。未来应进行不同类型盐碱地应用的大田试验,深入研究改性生物炭对不同盐分离子的吸附能力及长效作用,优化在不同盐碱类型下的改良途径。     

生物炭老化对土壤重金属的固定效应研究进展

生物炭作为一种环境友好、稳定性强的钝化材料,因其巨大的比表面积、丰富的含氧官能团等特点成为目前修复重金属污染土壤的有效材料.然而,生物炭(改性)对重金属的固定能力及效应除受本身特性影响外,还受到材料老化过程及环境条件等因素的影响,导致生物炭(改性)固定土壤重金属的稳定性、持久性发生变化,从而使得生物炭材料的钝化性能受到影响.本文重点综述了当前生物炭(改性)及其老化产物对土壤重金属固定效应的相关进展,分析了生物炭及其老化产物固定重金属的相关机制及影响因素,并对生物炭及其老化过程可能带来的土壤重金属固定长效性影响,以及今后以此为基础的钝化技术的研发趋势进行了展望,以期为利用生物炭钝化修复重金属污染土壤及相关辅助技术研发提供支撑.     

施用生物炭对重金属污染农田土壤改良及玉米生长的影响

为了解生物炭的农业环境效应,采用大田试验,研究了不同生物炭施用量(0、5、10、20、30 t·hm-2)对韶关仁化县矿区周边重金属污染农田土壤理化性质、玉米(粤甜9号)生长状况、产量及重金属累积等的影响。结果表明:与对照(CK)相比,生物炭显著提高土壤pH值和有机质质量分数,其提升幅度随施用量的增加而升高,而土壤阳离子交换量随施用量的增加先升高后降低;生物炭施加量达到30 t·hm-2时,土壤速效钾含量是CK处理的3.1倍,但不同生物炭施用量对土壤碱解氮含量的影响没有显著性差异;不同用量生物炭均能降低土壤Pb和Cd的含量,降低幅度分别为11.3%和23.9%。各处理均能有效降低Pb、Cd在玉米粒、玉米芯、玉米叶和玉米秆中的累积。当施用量为20 t·hm-2时,玉米粒中Pb的含量降低幅度达49.4%,Cd的降低幅度达45.4%;生物炭对玉米的增产效果随施用量的增加而增加,分别为CK的1.75、6.16、8.84倍和8.90倍。综上所述,生物炭通过提高土壤pH值和有机质含量,实现了对南方酸性土壤的改良,对玉米产量具有促进作用,可降低污染土壤重金属的生物有效性。