玉米芯生物炭对大豆的生物学效应

以玉米芯为原材料,采用新型炭化技术制备生物炭,研究了玉米芯炭的结构及理化特性,并通过大田试验研究了玉米芯生物炭对大豆的生物学效应。结果表明,玉米芯在炭化后总孔体积、比表面积、p H、固定碳含量、灰分含量分别提高了5.54、3.74、1、5.03、0.26倍,具有丰富的微孔结构和元素种类。施用玉米芯炭后,大豆株高、地上部干物质积累提高,光合作用、营养生理以及氮、磷、钾养分吸收功能增强,产量与品质明显提高。较高施炭量(1500、3000 kg·hm-2)平均比对照增产10.98%。该玉米芯生物炭结构与理化特性良好,是一种理想的农用生物炭材料,可应用于东北大豆生产。     

施用稻壳炭对大白菜、马铃薯产量和品质的影响

进行施用稻壳炭对早熟5号大白菜和本地小黄皮种马铃薯产量和品质的影响的试验。结果表明,施用稻壳炭能够显著提高土壤 pH值、有机质和速效钾含量,但是对 2 种供试农作物的产量均未产生显著影响;施用稻壳炭显著提高了大白菜单株重量,改善了其商品性;施用稻壳炭对 2 种蔬菜中硝酸盐含量的影响均不显著,但存在降低大白菜中硝酸盐含量的趋势;施用稻壳炭显著增加了马铃薯钾含量,对大白菜中钾含量则没有显著影响。     

生物炭对马铃薯脱毒苗生长发育的影响

以马铃薯脱毒苗'夏波蒂'延薯4号'两个品种为试验材料,研究了基质(以草炭蛭石体积比2∶1)中施入不同量生物炭(质量比为:0、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％)对马铃薯脱毒苗生长发育的影响.结果表明:生物炭有效地促进了两个品种脱毒苗的根系活力及农艺性状,使脱毒苗生长发育良好.生物炭处理明显提高了脱毒苗产量及品质,产量呈先增高后降低的趋势.'夏波蒂'延薯4号'脱毒苗在生物炭施用量为0.5％、0.3％时,产量较CK分别提高了 39.3％、24.4％,淀粉含量提高了 16.4％、13.8％.     

生物有机肥在马铃薯上的施用效应

选用3种类型马铃薯品种青薯5号、渭薯8号、青薯2号,它们分别为早、中、晚熟和低、中、高淀粉品种,研究了底施生物有机肥、锰肥、锌肥在马铃薯上的施用效果.结果表明,不同品种、不同肥料对马铃薯产量和淀粉含量的影响差异显著,它们对产量和淀粉含量的效应为施肥》品种.其中肥料对马铃薯产量和淀粉含量的效应为生物有机肥＞锰肥＞锌肥;品种对马铃薯产量的效应为青薯2号＞青薯5号＞渭薯8号,对淀粉含量的效应为青薯2号＞青薯5号＞渭薯8号.     

热解温度对玉米芯生物炭碳结构、灰分与吸附四环素的影响

生物炭灰分和碳结构在抗生素吸附过程中的影响尚不明确。本文以玉米芯为原料,在300~800 ℃下热解制备生物炭（CBCs）及除灰分生物炭（CBCs_AW）,研究热解温度对生物炭灰分和碳结构的影响,探究灰分和碳形态与四环素（TC）吸附行为之间的关系。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的碳结构由未完全碳化有机质（300 ℃）逐渐转化为石墨碳结构（800 ℃）,吸附实验结果显示CBC800_AW的吸附量最大,证实石墨碳结构是促进TC吸附量增加的重要因素。CBCs_AW对TC吸附量高于CBCs,说明灰分对TC吸附有一定抑制作用。分析TC吸附性能与生物炭理化性质的相关性,结果显示吸附量与生物炭比表面积、孔体积、芳香性和石墨化程度相关性较高,推测TC的主要吸附机理为孔隙填充作用和π-π电子供体-受体相互作用。研究结果可为生物质资源化利用和抗生素污染修复提供科学依据。     

生物炭对宁南山区马铃薯土壤理化性状及水分运移的影响

为宁南地区马铃薯种植中高效利用有限降雨提供参考,通过使用生物炭改良土壤理化性状,比较不同用量生物炭对土壤水分保蓄能力的影响,明确生物炭在宁南地区的合理用量。结果表明:在宁南山区,生物炭对马铃薯土壤物理性状及水分运移有明显影响,可显著提高马铃薯耕层土壤田间持水量和含水量,降低土壤容重,增加毛管孔隙度,进而提高土壤水分利用效率,实现高产。马铃薯生产中生物炭的最佳施用量为20t/hm2,该条件下田间持水量为14.91%,比对照(空白)提高1.23~3.07百分点;容重1.24g/cm3,比对照增加0.01~0.18g/cm3;毛管孔隙度18.38%,较对照增加0.65~1.36百分点;提高马铃薯单株结薯个数、单株块茎重、单薯重、商品薯率;马铃薯平均产量2 480kg/667m2,水分利用效率85.92kg/(hm2·mm),产量和水分利用效率较对照分别增加49.04%和48.14%。     

酵素炭对马铃薯及玉米产量的影响

为了明确酵素炭对马铃薯和玉米产量的影响,于2017年进行了应用试验。结果表明,酵素炭对玉米起到了增产的作用,其适宜施用量为10 800 kg/hm~2;对马铃薯反而起到了减产作用,不适宜在马铃薯上施用。     

生物炭在马铃薯生产中的应用研究

为探明生物炭在马铃薯生产中的应用效果,特设置生物炭用量试验。结果表明:无论施肥与否,添加生物炭后,单株薯重、大中薯率均有所增加,但生物炭提高了土壤碳氮比,造成土壤微生物与植株争氮,显著抑制块茎形成,单株结薯数大幅减少,并导致最终产量大幅下降,且该趋势随生物炭剂量的增加愈发明显。建议在生产中应考虑将生物炭施入时间后移,并采用螯合制备工艺,将生物炭与肥料制备成炭基肥,以进一步探明施用效果。     

生物炭和滴灌量对陕北榆林沙土性质和马铃薯生长的影响

生物炭具有改良土壤和节水保肥增产的效应,针对榆林沙土地持水保肥能力低的问题,将滴灌施肥与生物炭相结合,探究生物炭施用量和滴灌量对土壤理化性质和马铃薯生长的影响。大田试验设置2个滴灌量水平80%ETc (W1)和100%ETc (W2),5个生物炭水平0(B0)、10(B10)、20(B20)、30(B30)和50 t·hm-2(B50),共10个处理,生育期内对土壤容重、孔隙度、有机碳、土壤水分、速效钾、硝态氮、干物质累积量及产量等进行观测。结果表明,随着生物炭施用量的增加,0—20 cm土层土壤容重显著降低,土壤孔隙度、土壤有机碳含量和土壤速效钾含量显著增加,土壤硝态氮含量和含水量先增加后减小。随着滴灌量增加,0—20 cm土层土壤容重降低,土壤孔隙度和含水量增大。生物炭的施用仅对生长后期马铃薯干物质累积量促进效果显著,表现为随着生物炭施用量的增加先增加后减少。马铃薯块茎产量和水分利用效率随着施炭量的增加先增加后减小,马铃薯块茎产量随着滴灌量的增大而增大,W2B30处理下最高,为58 263.89 kg·hm-2,但与W1B20、W1B30、W2B20处理无显著差异,而水分利用效率最...     

不同生物菌剂在包头地区马铃薯作物上施用效果初探

通过大田示范,对生物菌剂在马铃薯上的生育性状,生长影响,产量,商品率等进行调查,总结出适合本地区种植的生物菌剂,及施肥种植模式。结果表明:生物菌剂施入对马铃薯产量提高显著,抗病性、抗重茬性显薯。中农绿康、北京阿姆斯旺沃河生物菌剂在马铃薯作物上可大面积推广。     

高钾肥力土壤增施钾肥对马铃薯的生物效应

为了优化马铃薯生产过程中肥料养分管理和高效利用，于2011年在甘肃省定西市选择高钾肥力土壤布置大田试验，在等氮磷用量基础上，研究了施钾水平（0，120，240，360，480 K₂O kg·hm^-2）对马铃薯产量和品质及经济效益的影响。结果表明，马铃薯商品率、产量和产值随施钾水平的提高而呈先增高后下降的趋势，商品率、产量以K120和K240较高，但纯收入以K120最高；马铃薯块茎淀粉、总糖、还原糖、Vc、蛋白质和干物质含量随施钾水平的提高而呈先增高后下降的趋势，淀粉和总糖含量以K240最高，而还原糖、Vc、蛋白质和干物质含量以K120最高，说明在高钾肥力土壤上适量增施钾肥可以提高马铃薯的产量和改善其品质。本试验条件下，马铃薯最高产量施钾量与经济最佳施钾量分别为162.06 kg·hm^-2和126.44 kg·hm^-2。     

玉米芯厌氧消化产气试验研究

以玉米芯为原料,采用常温批量沼气发酵工艺,对其产气量与原料降解率进行研究,并对发酵过程料液中纤维素、半纤维素、木质素进行了对比性分析。结果表明:其启动时间较长,原料难以直接厌氧消化,发酵过程主要以利用纤维素为主,半纤维素利用率较低,木质素则基本上不能利用。     

逐年全量秸秆炭化还田对水稻产量和土壤养分的影响

为探究逐年全量秸秆生物质炭化还田模式对水稻产量及土壤养分的影响,在浙北一处中产单季稻田连续开展4年(2013—2016)的田间试验。试验包含三个处理:CK:对照(无任何水稻秸秆或生物质炭还田);RS:水稻秸秆全量还田(8 t·hm~(-2)·a~(-1));RSB:全量水稻秸秆炭化还田(2.8 t·hm~(-2)·a~(-1))。收获期测定水稻株高、籽粒产量、土壤pH、阳离子交换量(CEC)、总碳(TC)、总氮(TN)、有效态营养元素P、K、Ca、Mg、Zn、Al、Fe和Mn含量,并在此基础上探究全量秸秆炭化还田对水稻产量和土壤养分的影响机制。结果表明:RSB能显著提高水稻株高和籽粒产量(P0.05),且增幅大于RS;RSB能明显提高土壤TC、TN、有效态P、K、Ca、Mg含量,降低过量有效态Al、Fe、Mn含量;RSB对土壤养分的提高更大程度上是由于秸秆生物质炭间接增强了土壤C、N元素及速效养分的累积;RSB增产的关键因素是土壤TC、TN、有效态K、Mg含量的提高以及有效态Al含量的降低。逐年全量秸秆生物质炭化还田持续增产增肥效果显著,是稻田生态系统极具潜力的秸秆资源利用模式。     

玉米芯生物炭对辣椒连作土壤性质和辣椒生长的影响

以辣椒连作土壤为研究对象,添加不同量(5、10、20、30 t·hm^-2)的玉米芯生物炭,通过测定土壤基本理化性质、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和植株生长指标的变化,探讨生物炭施用对连作土壤和辣椒生长的影响。结果表明：与不添加生物炭的CK相比,添加适量生物炭显著(P<0.05)提高了辣椒连作土壤的有机碳(SOC)、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量,但降低了全钾含量。施用生物炭较CK显著(P<0.05)降低了土壤MBC/MBN和土壤MBC/SOC。当生物炭添加量≥10 t·hm^-2时,土壤MBC、MBN含量较CK显著(P<0.05)增加;当生物炭添加量为10～20 t·hm^-2时,土壤MBN/TN较CK显著(P<0.05)提高。相关性分析表明,土壤MBC、MBN与土壤全氮、有机碳、全磷、有效磷呈极显著(P<0.01)正相关,与土壤全钾呈极显著(P<0.01)负相关。当生物炭用量为5～20 t·hm^-2时,辣椒植株的单株产量较CK显著(P<0.05)...     

不同种类生物质炭及施用量对水稻生长及土壤养分的影响

通过盆栽方式进行水稻秸秆炭、水稻谷壳炭、果木木炭等3种生物质炭比较试验,每盆土壤15kg,参照大田用量模式设置了5、10、20、40t/hm2 4个秸秆炭水平,20、40t/hm2 2个谷壳炭与木炭水平,研究不同处理对水稻生长及土壤养分的影响。结果表明,3种生物质炭在一定范围内都能促进水稻干物质积累和产量形成,以秸秆炭效果最好。不同秸秆炭施用量比较,干物质量和产量呈先增后降趋势,在20t/hm2时达到最高,生物量较不施炭对照提高51.45%,谷粒产量增加72.55%。施用谷壳炭以40t/hm2效果较好,产量提高60.52%。施用20t/hm2木炭有提高地上部生物量与产量的作用,但增加至40t/hm2则明显降低。适量施用生物质炭能够增加土壤中速效氮磷钾和总养分含量,以秸秆炭效果最好,谷壳炭次之,木炭最差。木炭的碳含量高达74.28%,过量施用显著降低土壤速效氮磷钾含量,对水稻生长不利。     

Continuous applications of biochar to rice: Effects on grain yield and yield attributes

Biochar is considered as a beneficial soil amendment for crop production. However, limited information is available on the effects of continuous applications of biochar on rice. In this study, a fixed field experiment was conducted in the early and late rice-growing seasons from 2015 to 2017. Grain yield and yield attributes with a widely-grown rice cultivar Zhongzao 39 were compared, with and without applications of biochar in each season. The results showed that grain yield initially decreased with biochar applications in the first three seasons due to decreases in grain weight and harvest index. Although there were further relative decreases in grain weight and harvest index for rice that was supplied with biochar in the fourth to sixth seasons, grain yield was increased(by 4–10%) because of increases in sink size(spikelets per m2) and total biomass. The increased sink size in rice whose soil had been supplied with biochar in the fourth to sixth seasons was achieved by increasing panicle size(spikelets per panicle) or number of panicles, or both. Our study suggests that the positive effects of biochar application on rice yield and yield attributes depend on the duration of biochar application. Further investigations are needed to determine what are the soil and physiological processes for producing yield responses associated with ongoing applications of biochar. Also, it should be evaluated the performance of biochar application combined with other management practices, especially those can increase the grain weight and harvest index in rice production.     

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.     

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。     

施生物炭与有机肥对白浆土土壤酶活性的影响

为探讨施生物炭和有机肥对白浆土土壤酶活性的影响,以白浆土为试验土壤进行施生物炭（C₁：施生物炭15000kg·hm^-2、C₂：施生物炭30 000 kg·hm^-2）与有机肥（OM）的定位试验,监测施用后3 a肥效,采集土壤测定β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AP）活性。结果表明,在白浆土上施生物炭和有机肥连续3 a均增加了玉米产量,但从经济效益分析施生物炭仍为负效益,施有机肥为正效益。3 a后仅C₂显著增加了有机质含量,其他处理下有机质和全氮含量增加均不显著。与常规处理相比,C₁仅显著提高了BG酶活性,提高了82.2%,对其他3种酶活性提高均不显著,C₂可显著提高4种酶活性23.1%~47.9%;施有机肥可显著提高AP和LAP酶活性。施生物炭30 000 kg·hm^-2对白浆土土壤改良效果较好,其后效可维持3a以上,但经济效益仍为负。因此实际生产中还应以施用有机肥培肥土壤为重,对于出现严重减产的地块可以考虑通过施用生物炭一次性改良土壤。