棉秆炭对灰漠土活性有机碳氮的影响

【目的】研究棉秆炭炭化条件对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响,为西北干旱区棉花秸秆生物炭在灰漠土土壤上改良和应用提供理论依据。【方法】采用室内恒温培养法,研究棉秆炭定量施入对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响。【结果】添加棉秆炭提高了土壤pH值、电导率和有机碳含量,相比CK处理分别提高了1.48%~2.65%、25.62%~39.61%和54.99%~213.09%;T₄H₀、T₄H₄、T₆H₀、T₆H₂和T₆H₄ 处理土壤微生物量氮较CK处理含量增加了67.73%、9.38%、95.49%、5.21%和6.90%,添加棉秆炭降低了土壤微生物量碳和CEC(T₄H₀除外)27.89%~49.50%和0.08%~5.12%,T₄H₁、T₆H₁、T₆H₄处理提高土壤可溶性有机碳总含量,其他处理降低了土壤可溶性有机碳总含量;随着炭化温度和炭化时间的增长,土壤pH值增加。炭化时间一致,炭化温度升高,降低土壤CEC、有机碳含量,提高土壤微生物量氮、可溶性有机碳含量,炭化处理间炭化时间过短或长(0.5、4 h)提高土壤微生物量碳。炭化温度高时(600℃),炭化时间影响土壤pH值和有机碳含量。【结论】低温短时间(450℃,1 h)制备的棉秆炭对灰漠土理化性质和活性有机碳氮变化影响较好,是较适宜的炭化处理。     

改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发特征的影响

【目的】研究不同改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发和土壤理化性质的影响,为棉秆炭化还田改良低产土壤提供依据。【方法】以新疆灰漠土为供试土壤,利用密闭法室内培养模拟试验,设0、200、400 mg/kg 3个施氮水平,棉秆炭(不添加棉秆炭、未改性棉秆炭、味精废液改性棉秆炭、木醋液改性棉秆炭、酒石酸改性棉秆炭)以2%土重均匀施入。研究不同改性棉秆炭及不同施氮量处理氨挥发速率、氨挥发累积量以及与灰漠土理化性质的相互关系。【结果】各处理于施基肥后第1～8 d达到氨挥发速率最大值。灰漠土氨挥发室内培养61 d后,与灰漠土处理相比,添加不同改性棉秆炭处理的氨挥发累积量增加了46.1%～99.8%。与未改性炭处理相比,味精废液改性棉秆炭和木醋液改性棉秆炭显著促进土壤氮肥氨挥发,酒石酸改性炭差异不显著。添加改性棉秆炭,可以降低新疆灰漠土壤的pH、增加土壤中的全氮和有机碳含量以及电导率。改性炭对土壤氨挥发起促进作用的主要是土壤的电导率和土壤全氮含量,而pH表现出抑制效应。土壤全氮含量对土壤氨挥发有一定的积极作用,且受到有机碳的影响较小,未达到显著影响(P>0.05)。【结论】利用味精废液、木醋液、酒...     

施用生物炭对灰漠土养分及棉花生长的影响

【目的】 生物炭作为一类富含碳、高度芳香化和稳定性高的有机物质,是改良农业土壤,维持和提高土壤肥力的重要途径。研究施用生物炭对灰漠土养分及棉花生长的影响。【方法】 以 450℃ 炭化 1 h 的棉秆炭为试材,研究添加耕层土重的 0、1.5% (1.5Bc) 、3.0% (3.0Bc) 、6.0% (6.0Bc)棉秆炭对灰漠土土壤养分及棉花生长的影响。【结果】 添加棉秆炭对全量养分影响不明显,但提高了灰漠土碱解氮和速效钾含量,相比对照CK处理增加在31.27%~44.10%和36.4%~98.5% (P<0.05),比NPK处理,速效钾含量增加了29.4%~88.3%;CEC随添加量的增加而增加;棉秆炭的添加,降低了土壤的pH值,1.5Bc添加量降低更明显,降低了0.13个单位;另外添加棉秆炭显著提高了棉花的产量,比对照CK增加7.9%~21.3%,而NPKM比CK增产12.4%;也提高了对棉花茎粗、株高及生物量等的影响,但不显著(P>0.05)。【结论】 棉秆炭的添加提高了阳离子交换性能,增加了土壤肥力,有利于新疆灰漠土土壤生产力的提高。     

施用棉秆炭对新疆盐渍化土壤理化性质及作物产量的影响

[目的]施用棉秆研制的生物炭,研究其对新疆盐渍化理化性状及作物产量的影响.[方法]采用高低两个水平一次性施入生物质炭,连续监测3年,分别测定2013年播种前、收获后与2014年收获后、2015年收获后的0 ～ 20 cm、20～ 40 cm土层的土壤田间持水量、容重与总盐,养分含量及作物产量.[结果]在三年四茬连作体系上施用生物炭提高土壤的田间持水量(平均每年提高2.63;～7.57;),降低土壤容重(平均每年降低1.66;～2.18;)与土壤总盐含量(平均每年降低24.32;～ 28.06;);提高土壤中原有养分含量促进作物生长,提高作物产量(平均每茬可提高25.52; ～27.47;).[结论]施用棉秆可有效改良新疆盐渍化土壤的理化性质,改善土壤特性,并在提高土壤质量的同时提高作物产量.     

棉秆炭老化特性及其对风沙土氨挥发的影响

【目的】研究干湿交替、冻融循环、柠檬酸老化棉花秸秆生物炭特性,分析老化棉秆炭对风沙土氨挥发的影响,为干旱区棉花秸秆生物炭利用及其对土壤改良的长期效应提供理论依据。【方法】以棉花秸秆生物炭为试材,设置干湿交替、冻融循环、柠檬酸3种老化试验,分析老化前后棉秆炭的表面形貌、比表面积和孔径、pH值、电导率等理化性质;设置室内静态土壤培养试验,研究老化棉秆炭对土壤氨挥发速率以及氨挥发累积量的影响。【结果】(1)与新鲜棉秆炭相比,老化棉秆炭的pH值、电导率、全磷、全钾含量均降低,且柠檬酸老化棉秆炭比干湿交替、冻融循环老化棉秆炭下降程度大;柠檬酸老化棉秆炭比表面积、总孔体积和介孔体积显著增加1.88倍、1.37倍和1.36倍,平均孔径减小0.19倍(P>0.05),干湿交替和冻融循环老化棉秆炭比表面积显著减小,但平均孔径显著增大;(2)与新鲜棉秆炭处理相比,添加各老化棉秆炭处理的氨挥发累积量减少了7.4%～34.7%。【结论】冻融循环、干湿交替、柠檬酸3种老化方式改变棉秆炭特性,抑制风沙土中氨的挥发,有利于土壤氮素的固定,柠檬酸老化棉秆炭对土壤氨挥发抑制效果最好。     

生物炭对土壤理化性质及作物生长的影响

通过大田试验研究了生物炭对红壤改良及青菜生长和产量的影响。结果表明:生物炭对青菜株高及产量增加有促进作用,施加生物炭可以提高土壤有机碳含量,而对土壤有效氮、磷、钾影响较小。     

长期施肥下灰漠土易氧化有机碳的变化特征研究

以长期定位施肥下灰漠土易氧化有机碳变化特征为研究对象,于2013年采集不同施肥处理的对照（CK）、单施氮肥（N）、化肥平衡配施（NPK）、化肥配施有机肥（NPKM）、化肥配施秸秆（NPKS）、撂荒（CK0）的土样,分析测定土壤易氧化有机碳及总有机碳含量.结果表明,24 a 后,化肥配施有机肥（NPKM）处理土壤有机碳含量达到17．42 g/kg,比1990年的基础值增加了80％;对照（CK）处理土壤有机碳含量最低,仅为6．46 g/kg 左右,比1990年下降了48％;单施氮肥（N）、化肥平衡配施（NPK）的土壤有机碳下降了30％;化肥配秸秆（NPKS）的土壤有机碳下降了10％;撂荒（CK0）处理的土壤有机碳增加了11％.配施有机肥（NPKM）处理土壤易氧化有机碳含量显著增加了188％;除化肥平衡配施（NPK）处理以外,CK、N、NPKM、NPKS、CK0处理的易氧化有机碳含量均有所增加,但与基础值差异不显著（P ＞0．05）,NPK处理比基础值下降了28％.各处理的活度、碳库管理指数和活度指数都较基础土壤值高（除 NPK处理）,NPKM处理明显提高了土壤碳库管理指数.易氧化有机碳与土壤有机碳的相关性达极显著水平（P ＜0．01）,与作物产量的相关性达显著水平（P ＜0．05）.长期化肥配施有机肥有利于土壤有机碳的积累.土壤易氧化有机碳是反映土壤碳素动态变化灵敏而有效的指标,该指标为培肥地力、增加土壤活性有机质含量提供了量化依据.     

生物炭对灰漠土和风沙土土壤微生物多样性及与氮素相关微生物功能的影响

[目的]研究生物炭对新疆灰漠土和风沙土土壤微生物多样性及与氮素转化相关功能菌和功能酶的影响.[方法]室内恒温箱进行70 d培养.[结果](1)在灰漠土上,不施氮肥的对照与生物炭处理对细菌数量无显著影响(P＞0.05);与单施氮肥的对照相比,生物炭配施氮肥显著增加了24.49;细菌数量(P＜0.05);但无论施氮与否,生物炭对放线菌和真菌数量均呈降低趋势(P＞0.05).在风沙土上,无论施生物炭与否,对细菌数量无显著影响(P＞0.05);但生物炭对放线菌和真菌数量影响差异显著(P＜0.05),呈增加趋势.(2)培养结束后土壤Biolog碳源利用测定显示,施用生物炭两种土壤微生物多样性有差异(P＜0.05).单施生物炭和生物炭配施氮肥均可提高两种土壤微生物群落的丰富度.(3)在灰漠土上,单施生物炭和生物炭配施氮肥处理对自生固氮菌、氨化细菌、亚硝化细菌均有显著促进作用(P＜0.05).在风沙土上除亚硝化细菌差异不显著外,单施生物炭和生物炭配施氮肥对自生固氮菌和氨化细菌有显著促进作用(P＜0.05).两种土壤上单施生物炭和生物炭配施氮肥处理反硝化细菌数量均呈降低趋势.(4)在灰漠土上,单施生物炭和生物炭配施氮肥处理对脲酶有显著抑制作用(P＜0.05),对蛋白酶有显著促进作用(P＜0.05);在风沙土上,这两种处理对脲酶无明显影响,但对蛋白酶有显著抑制作用(P＜0.05).[结论]生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土与氮素转化相关的土壤微生物多样性,生物炭配施氮肥优于单施生物炭,灰漠土优于风沙土.     

施用炭基肥及生物炭对棕壤有机碳组分的影响

【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理：不施肥（CK）、低量生物炭（C15）、高量生物炭（C50）、氮磷钾配施（NPK）、炭基肥（BBF）。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后（2014年秋季）采集各处理耕层（0-20 cm）土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤（简称起始土）分别提高10%、8%;而在相同碳素（C15和BBF）或氮磷钾养分投入（NPK和BBF）条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%-15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4-232.9 kg/667m²,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理（C15）高17%,比等养分处理（NPK）高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。     

多菌灵对灰漠土土壤微生物的影响

[目的]选择西北干旱半干旱地区具有代表性土壤灰漠土,在室内模拟条件下,初步研究施用多菌灵对土壤微生物的影响,为多菌灵的安全使用提供科学依据.[方法]应用稀释平板计数法和氯仿熏蒸- K2SO4提取法分别测定土壤微生物种群及生物量碳、生物量氮.[结果]在整个培养期间(47 d),施用多菌灵处理土壤的生物量碳和生物量氮显著降低,且抑制作用随着多菌灵浓度的增加而增大,其EC25分别为11.39和10.44 mg/kg.多菌灵对放线菌作用不明显,但促进了细菌数量的增加;抑制了真菌的数量,且抑制作用随着多菌灵浓度的增加而增大,其EC50为7.73 mg/kg.[结论]可以用土壤生物量碳和量氮来指示多菌灵在土壤中的残留状况,用真菌数量来指示多菌灵对土壤的作用情况.     

腐植酸对灰漠土棉田土壤无机磷形态的影响

石灰性土壤上常规施用磷肥,土壤有效磷固定严重,磷肥利用率较低.试验为新疆典型灰漠土棉田田间试验,通过常规施肥基础上施用不同量腐植酸,研究棉花不同生育期距地表不同深度及距棉株不同距离土壤有效磷及无机磷含量变化、各形态无机磷间动态转化以及施用腐植酸对棉花产量的影响.结果表明:对于典型灰漠土棉田,施用腐植酸能增加耕层土壤速效磷含量,并且随腐植酸用量的增加而增加,腐植酸能起到使土壤稳定持续供应土壤速效磷作用;施用腐植酸增加土壤有效磷含量的贡献依次主要是Ca2-P、Ca8-P和O-P增加的作用;腐植酸施用量必须达到一定水平才能有明显的激活土壤固定态磷、增加棉花产量的作用.     

长期施肥对灰漠土有机质和物理性质的影响

[目的]探讨长期不同施肥措施对灰漠土有机质及物理性质的影响,阐明土壤物理性状的演变特征,以期为干旱区土壤培肥提供参考.[方法]以22 a的长期定位施肥试验为基础,选择其中6个施肥处理的当季土壤样品,测试土壤有机质、容重、总孔隙度、饱和含水量、田间持水量、含水量指标,并将测试结果与基础土壤数据进行对比分析.[结果]与CK相比,施肥可提高土壤有机质和总孔隙度,长期配施有机肥和秸秆还可以降低土壤容重、提高土壤饱和含水量;长期单施化肥(氮磷钾、氮磷)容重升高,田间持水量有提高趋势.[结论]施肥能改善或维持灰漠土土壤的有机质及物理性质,施有机肥是最有效的手段;秸秆还田表层土壤孔隙大,土壤易干旱;单施化肥土壤表层容重增大、孔隙度减少.     

典型灰漠土棉田土壤无机磷对不同施肥方法响应动态的研究

因为连续多年的施肥,土壤中存在巨大的由固定态磷组成的磷库,通过一定方法使磷库中固定态磷转化为对植物有效的磷对农业和资源环境领域具有重要意义.通过在典型灰漠土棉田进行不同施肥方法的试验,研究在棉花生长条件下整个棉花生育期土壤无机磷组分动态变化,及其与土壤有效磷、棉花产量之间的关系,以探讨激活利用土壤固定态磷的方法.结果表明:(1)肥料类型、施肥量以及施肥方法的变化可以影响典型灰漠土棉田无机磷组分的动态,一定程度上能激活土壤中固定态磷,提高土壤中有效磷的含量.(2)对于典型灰漠土棉田,钾素用量较常规减半、在常规施肥基础上施用50 kg腐殖酸肥料等措施能提高土壤有效磷含量,进而提高磷肥的当季利用率.(3)在灰漠土中,Ca2-P对土壤有效磷贡献最大,是作物的主要磷源,而Ca8-P、Al-P、Fe-P对土壤有效磷也有一定贡献,是作物的缓效磷源,O-P、Ca10-P对土壤有效磷贡献不明显.     

生物质炭输入对盐化灰漠土壤水分运移的影响

【目的】研究生物质炭输入对氯化物—硫酸盐盐化灰漠土水分垂直运移的影响。【方法】轻、中、重盐渍化土壤输入不同量生物质炭,以不添加生物质炭为对照,通过滴加去离子水,观测湿润锋和累计入渗量随入渗时间的变化。【结果】各程度盐渍化土壤不同生物质炭输入量处理,湿润锋垂直运移距离和累计入渗量随入渗时间的持续均显著增大(P﹤0.05);生物质炭输入阻碍水分在中、重度氯化物-硫酸盐盐化灰漠土入渗,低生物质炭输入量(≤4%)促进水分在轻度盐渍化土壤垂直运移;轻、中度盐化灰漠土输入大量(≥6%)生物质炭可增加累计入渗量,重度盐化土壤累计入渗量随生物质输入量增加而降低;不同生物质炭输入量处理间垂直湿润锋深度的累积入渗量变化无规律。【结论】生物质炭输入比例、盐渍化程度及两者的交互效应对土壤水分的入渗效率和累计入渗量均有显著影响:对中度盐渍化土壤入渗速率和入渗量促进作用突出;低量输入对轻度盐渍化土壤水分运移有促进作用;对重度盐渍化土壤累计入渗量和入渗速率均有抑制作用。     

不同肥料对土壤物理特性和棉花产量的影响

[目的]研究不同肥料对土壤物理特性和棉花产量的影响,为提高棉花产质量提供理论参考。[方法]以鲁种棉169为材料,连续2年进行定位试验。设置3个不同处理(①施用常规水溶肥,处理②施用棉粕腐殖酸肥,处理③为空白处理(CK)),研究3种处理条件下的土壤容重、肥料农学利用效率和棉花产量。[结果]各处理条件下棉田土壤容重均有所降低,土壤孔隙度均有不同程度的增加,其中处理②的容重降低了7.29%,孔隙度增加了9.00%,改善土壤物理性质的效果最好。同时处理②的肥料农学利用效率显著高于其他处理,增产效果最明显。[结论]施用棉粕腐殖酸肥可以有效改善棉田土壤的物理性质,提高农学利用效率和棉花产量,值得推广应用。     

不同连作年限棉田土壤微生物和酶的特征

[目的]测定不同连作年限土壤微生物主要类群及其数量变化以及土壤酶的活性.[方法]以新疆高产棉花连作5、10、15和20年的土壤为研究对象,测定土壤微生物数量和酶活性.[结果]棉花不同连作年限对土壤微生物环境产生了显著的影响.土壤中三大类微生物总数随着连作年限的增长呈下降趋势,细菌数量变化有极显著差异,真菌和放线菌变化无显著差异,棉田土壤B/F呈下降的趋势.[结论]对不同连作年限棉田土壤的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶进行测定,结果脲酶、蔗糖酶的变化趋势一致,均随着连作年限的增加呈增强的趋势,磷酸酶活性随连作年限的增加先呈下降趋势,再随连作年限增加呈上升趋势.     

不同种植模式对棉田土壤物理性状及产量的影响

【目的】探明枣棉间作农业复合系统的生产潜力,提高复合系统作济效益。【方法】通过两年田间试验,基于三个种植模式和四个灌水量,研究间作系统中棉花不同种植模式和灌水量条件下土壤物理性状、产量的变化规律。【结果】(1)M1模式(距红枣行1.5 m种植棉花)0~40 cm土层土壤含水量偏低,W1(250 m3/667 m2)处理60~100 cm土壤含水量较低。(2)三种种植模式小区土壤容重随灌水量的增加而增大。M1模式表层土壤(0~20 cm)和下层土壤(20~40 cm)容重波动较大,而M3模式(距离红枣行0.5 m处种植棉花)试验小区不同土层土壤较稳定。(3)同一模式下,棉花产量最高的是W2(300 m3/667m2);同一灌水量处理下,产量最高的是M3模式,经济效益最高的是M2模式(距红枣行1.0 m处种植棉花)。【结论】距幼龄红枣行1.0 m处种植棉花配合滴灌水量300 m3/667m2利于棉田土壤发挥最大生产潜力,也利于提高复合系统经济效益。     

石河子灰漠土硼素生物有效性影响因素研究

[目的]研究新疆灰漠土硼的生物有效性,为揭示灰漠土地区土壤硼生物有效性的影响因素提供依据。[方法]通过田间小区试验、野外土壤调查及分析进行研究。[结果]标杂Al较新陆早26对硼吸收量多1．48倍,随着灌水量的增加,植株体内硼含量增加;随着施用磷量增加,植株对于硼的吸收量增加;土壤有机质越高,硼有效性越低;电导率〈0．7mS／cm或者pH值在8．1～8．5的灰漠土,有效硼含量低于临界指标。[结论]灰漠土硼生物有效性受多种因素的影响,同类作物不同基因类型会影响土壤硼的生物有效性,高产品种对硼的需求量较大;灌水量越大,施磷量越高,灰漠土土壤硼的生物有效性越好;有机质会降低硼生物有效性。