生物炭在设施蔬菜生产中的应用研究进展

生物炭是指由农林生物质废弃物(如锯木屑、秸秆、稻壳、粪肥等)在无氧或缺氧状态下经相对低温(≤700 ℃)热裂解而成的理化性状稳定的固态富碳物质。生物炭在耕地土壤改良、作物栽培、水土保持、固碳减排、污染土壤和水体修复等方面具有良好的作用效果和应用前景。本文综述了生物炭的制备方法、理化性状及其在农业上的应用,重点介绍了生物炭在改良设施土壤、提高蔬菜产量及抗逆性等方面的研究进展,以期为生物炭在设施蔬菜生产中的应用研究提供参考。     

菜园土壤有机污染物修复技术综述

为实现无公害蔬菜生产和蔬菜种植业的可持续发展,总结了我国蔬菜农田的农药、农膜、化肥等有机物污染情况,介绍了土壤物理修复技术(热脱附技术和土壤蒸汽浸提技术)、土壤化学修复技术(土壤淋洗技术、氧化-还原技术、光催化降解技术)、土壤生物修复技术(植物、动物和微生物修复技术)及土壤联合修复技术;其中,物理修复技术见效快且处理效果较好,但其成本高昂,不适合用于修复大面积污染的土地;化学修复技术操作较为简单且可以处理更深层的土壤,但化学修复只适于修复小面积土壤且容易破坏土壤;而生物修复具有成本低、绿色无污染等优势,但需解决耗时长、修复效率低等问题;因此,增加有机污染物生物有效性、提高修复效率、缩短修复周期成为土壤修复的研究热点。未来,要研究出多种土壤修复技术,并开发适用范围广且经济高效的配套栽培技术,而生物炭作为土壤改良剂,可改善土壤环境、修复污染土壤,将成为农业和环境保护领域的研究热点之一。     

石油污染土壤的生物修复研究进展

近年来,国家大力提倡生态环境的保护与建设,为响应号召,各领域关于生态修复的研究也越来越多。石油污染土壤的生物修复技术研究就是其中之一,由于石油具有流动性强、渗透性高、黏附土壤等特性,对土壤造成的危害具有复杂性、广泛性、治理难、周期长等特点。目前,生物修复技术是比较有效且成本较低的修复手段。     

科技文摘

正生物炭对退化蔬菜地土壤及其修复过程中N_2O产排的影响高氮投入的设施蔬菜地土壤易发生次生盐渍化、酸化、板结化等土壤退化现象,也会引起地下水污染、N_2O大量排放等环境后果,严重影响了蔬菜农业的可持续发展。强还原土壤灭菌(reductive…soil…disinfestation,RSD)作为新兴的退化设施蔬菜地土壤修复方法,能够有效缓解土壤退化,但也导致N_2O大量排放。该研究选用生物炭作为调节剂,评估不同生物炭施加量对退化设施蔬菜地土壤及其强还原修复     

不同类型生物质炭基质对白菜幼苗生长的影响

以穴盘为载体开展施用不同比例的生物质炭基质栽培白菜试验,探讨不同类型生物质炭基质对白菜幼苗生长的影响。结果表明:土壤添加10%～40%(质量分数)生物质炭基质后能显著性的提高白菜幼苗株高及生物量,到播种40天后,添加牛粪炭、玉米秸秆炭、木屑炭基质白菜株高分别比纯土壤基质增加6.07%～33.93%、3.77%～20.16%和4.92%～19.67%,而白菜地上生物量(鲜重)分别比纯土壤基质高1.04～1.89倍、1.00～1.71倍和1.07～1.67倍。牛粪炭、玉米秸秆炭、木屑炭最优添加量在20%时,促进白菜幼苗生长的效果最好。牛粪炭基质的促进效果与玉米秸秆炭基质、木屑炭基质出现显著性的差别,施用牛粪炭更有利于促进白菜幼苗的生长。     

蔬菜重金属污染现状及利用生物炭减轻污染的潜力

作为一种新兴的环境功能材料．生物炭以其优良的特性在土壤改良和污染修复上表现出极大应用潜力。综述了陆生和水生蔬菜重金属污染的现状、重金属修复方法、生物炭的特性及生物炭降低重金属污染有效性的作用机制和影响因素,总结了其对蔬菜产量产生的有益效应,指明了一些尚未解决的关键问题,为利用生物炭减轻蔬菜重金属污染的可行性提供理论依据和实践参考,为蔬菜的安全生产提供新的思路和方法。     

我国石油污染土壤修复研究现状与展望

随着我国经济建设的发展,石油开采规模日益扩展,但由于技术落后与环保意识的缺乏,土壤石油污染越演越烈,并严重威胁到人们的生活和生产及身体健康,故探究其治理方式方法显得极为迫切,各种修复技术各有所长、也各有所短,目前石油污染土壤的生态修复技术因其优越性而被人们所提倡。现就我国科研人员从石油污染土壤修复的机理、石油污染土壤修复实践、各种修复技术的探寻研究经历及其成果进行了回顾和总结,并提出现代科学技术介入的必要,最后对我国石油污染土壤修复所存在的问题进行了阐述并提出了展望。     

生物炭在农业领域应用的研究进展与前景

生物炭是生物质在高温缺氧条件下热裂解的产物。其具有多孔性、高阳离子交换量(CEC)和低容重特征,对土壤性状改良、环境污染修复和作物生长等方面都有一定的积极作用。生物炭的农业应用作为一种农业碳汇减排和提高土壤生产力技术途径已得到广大学者的关注。现从土壤性状改善、作物生长、生态环境效应方面综述了生物炭的研究进展,基于生物炭的研究方法、范围、内容及推广应用等方面存在的几大问题,展望了生物炭今后的研究趋向与前景,指出生物炭在农业领域中的研究应用存在巨大潜力,以期为生物炭在农业领域的有效应用与推动现代农业可持续发展提供遵循依据。     

生物炭对黄壤镉污染的缓解作用及普通白菜生长的影响

以四季小白菜为试材,采用盆栽方式研究不同生物炭添加量对黄壤镉(Cd)污染的缓解作用及普通白菜生长的影响。结果表明:添加生物炭可以显著提高Cd污染土壤的pH值,显著降低土壤中有效态Cd含量,降低其生物富集系数,从而缓解Cd对普通白菜生长的抑制作用,显著提高普通白菜的出苗率及株高、根长、单株鲜质量、单株干质量等生长指标,显著降低植株体内的Cd含量,抑制Cd从地下部转运到地上部。综合来看,10%生物炭添加量的效果最好。     

忻州市灌区土壤重金属污染评价及分布特征分析

以忻府区某典型污灌区农田土壤为研究对象,对重金属污染进行了风险评价且对土壤剖面的重金属含量和形态进行了分析,以期为污灌区重金属污染土壤的修复、环境治理及科学灌溉等提供参考依据。结果表明:长期污水灌溉已导致农田土壤表层土壤中的Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、Hg、As含量相对背景值不同程度的累积,分别是土壤背景值的1.21、0.71、1.23、1.73、1.38、4.62、3.59、1.00倍,只有Zn的平均含量低于土壤的背景值。以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,在25个采样点中,2个采样点的土壤综合污染指数高于0.7,属警戒水平,其它均属于安全水平。8种重金属元素中,表层土壤中的Cu、Zn、Cd、As含量最高,Cr、Hg在80~100 cm含量最高,Ni、Pb在不同土壤中无明显差异。Cr、Zn主要以残渣态形式存在,Cu、Ni、Cd、As主要以残渣态和有机结合态存在,Pb主要以铁锰氧化物结合态和有机结合态存在,Hg以残渣态和可交换态为主,Hg的迁移风险大。     

膜下滴灌与膜下沟灌对设施黄瓜生长发育及生长环境的影响

研究了保护地黄瓜膜下沟灌、膜下滴灌和普通沟灌3种不同的灌溉方式对黄瓜产量、病虫害发生状况及室内环境状况的影响。结果表明:膜下沟灌和膜下滴灌方式分别比普通沟灌的室内湿度低3.8%～4.9%和3.3%～6.1%,昼夜温差分别达1.5～2.3℃和1.6～2.6℃,土壤温度相对较高。膜下沟灌和膜下滴灌方式黄瓜霜霉病和白粉病的发生率和病情指数比普通沟灌低,差异达显著或极显著水平。     

石油烃污染对三种灌木植物生理及叶绿素荧光参数的影响

通过盆栽试验,研究了不同浓度的石油烃胁迫对连翘、大花水桠木、紫穗槐生理及叶绿素荧光特性的影响。结果表明:在石油烃胁迫下,3种植物的MDA含量、电导率和叶绿素荧光参数与对照相比均有显著变化。3种植物的生理指标和叶绿素荧光参数的变化存在种间差异。石油烃含量在3 g/kg土和6 g/kg土2个处理中,连翘的生理指标和叶绿素荧光参数的变化幅度要小于大花水桠木和紫穗槐,对石油烃胁迫的抗性更强;石油烃含量在12 g/kg土时,3种植物的生长均受到最大抑制。     

西北半干旱地区番茄窖水灌溉技术的研究

探讨了我国西北半干旱地区利用窖水采用不同方法灌溉对番茄生长发育、产量、产值、病害及土壤温、湿度的影响。结果表明 ,在一定灌水量的前提下 ,微灌效果最好 ,6 6 7m2 产量达4 0 18.6kg ,产值达 1932 .6元。病毒病、脐腐病发病率低 ,番茄植株根系生长良好。暗沟灌溉次之 ,穴灌由于灌水区域、时间相对集中 ,抑制了根系的伸展。而高垄畦灌灌水量偏少 ,影响了植株生长发育 ,产量、产值较低 ,病害发生较重 ,不宜采用     

有机物料对盐化潮土性质及甜菜品质和效益的影响

为了解决长期施用化肥导致盐化潮土质量和甜菜品质下降的问题,研究了牛粪、油菜籽饼、玉米秸秆和食用菌渣对河西内陆灌区盐化潮土性质及甜菜含糖率和效益的影响.结果表明:与化肥(C K2)比较,牛粪有利于降低盐化潮土容重,增加孔隙度和团聚体,容重降低8.82％,总孔隙度和团聚体分别增加4.53和8.28个百分点;玉米秸秆有利于提...     

生物炭对设施菜田土壤理化性状及番茄生长的影响

为深入了解生物炭对设施菜田土壤质量保育效果以及对蔬菜生长的影响,以番茄为供试材料,采用田间试验定量分析方法,在设施菜田中施入不同用量的生物炭(1000、2000、3000、4000、5000 kg/hm^2),研究生物炭对菜田土壤理化性状及番茄生长、产量、品质的影响。结果表明:适量增施生物炭,番茄产量、总糖含量有所增加,可溶性酸含量显著减少。同时,施用生物炭可降低土壤容重4.7%~11.8%,土壤中有机质含量有一定程度提升。生物炭用量2000 kg/hm^2时增产最明显,较对照可增产10.52%,生物炭用量4000 kg/hm^2时土壤保育效果与番茄品质提升最显著。     

蓄热水管对日光温室温度环境的影响

以内保温日光温室为研究对象,在日光温室后墙(37墙)加装间距0.4 m的水管(直径0.1 m、长3 m)共28根,蓄热水管总体积0.66 m~3,研究蓄热水管对日光温室热环境的影响。结果表明:日光温室加装蓄热水管后,晴天时温室内最低气温可提高2.3℃,阴天时提高0.6℃,后墙距墙体内表面0、10、20 cm处最低温度均高于对照,墙体的保温性能明显增强。1月试验区最高气温、最低气温及平均气温分别提高了5.22、0.71、1.36℃。连续不良天气(3 d)条件下,加装蓄热水管能将日光温室土壤(20 cm)日最低温提高2.6~3.1℃;连续晴天(3 d)条件下能提高2.0~3.7℃。可见,加装蓄热水管明显地改善了温室内的热环境,提高了日光温室的太阳能热利用率。     

生物炭对砒砂岩与沙复配土壤理化性状及辣椒生长的影响

为探究生物炭对砒砂岩与沙复配土壤肥力提升和作物生长的影响。通过盆栽试验,研究不同添加量的生物炭对辣椒生物学性状、产量以及复配土壤理化性状的影响。结果表明:复配土比例为1∶1时,A2处理使茎叶鲜质量、干质量增加81.4%、80.5%,单果长、单果茎粗增加15.1%、21.0%,土壤有效磷含量增加11.08 mg·kg-1,对土壤pH和全盐量影响不大。复配土比例为1∶2时,B2处理下果实鲜质量、干质量增加39.7%、40.2%,茎叶鲜质量、干质量增加28.1%、29.5%、根鲜质量、干质量增加35.0%、22.0%,单果长、单果茎粗分别增加12.1%、13.0%,单株结果数增加119.8%,产量最高且土壤pH和盐分变化不大。复配土为1∶5时,添加生物炭对辣椒生长发育和产量积累产生抑制。因此,该试验条件下,建议1∶1和1∶2的复配土生物炭添加量为2%,1∶5的复配土不建议施用生物炭。     

太阳能消毒时不同处理方式对土壤温度的影响

研究了覆膜与添加有机物(鸡粪、麦糠)在太阳能消毒中对土壤温度的影响。结果表明:鸡粪加覆膜处理可显著提高土壤日平均温度和日最高温度,可使10、15、20及30cm土壤日平均温度分别达到40.5、38.5、35.8和33.3℃,较不覆膜分别提高7.5、6.5、5.4和4.7℃,较覆膜但不添加有机物分别提高3.4、3.2、3.0和3.0℃;可使其土壤日最高温度分别达到46.4、43.5、40.3和36.4℃,较不覆膜处理分别提高10.1、9.2、7.9和5.8℃,较覆膜但不添加有机物处理分别提高了4.9、6.3、5.8、4.2℃。同时,覆膜、添加有机物增大了土壤日温差。故利用太阳能消毒时添加有机物与覆膜结合可显著提升0～20cm深度内土壤温度。     

丁香蘑菇野生菌株的生物学特性及驯化栽培

以采自内蒙古鄂尔多斯市乌审旗丁香蘑菇野生菌株为试材,采用单因素试验和正交实验,研究了其生物学特性及驯化栽培条件,以达到野生丁香蘑菇驯化栽培出菇的目的。结果表明:单因素试验中温度25℃、pH 6、碳源蔗糖、氮源酵母粉、生长因子蘑菇汁,无机盐为硫酸镁,有机物固体培养基为麦粒+牛粪是最佳条件;正交实验表明,4种因子对丁香蘑菇菌株影响程度不同,生长因子>氮源>碳源>无机盐,各因素之间存在显著性差异;出菇栽培试验,分别将草炭土(主料)与羊粪、牛粪、发酵料、草木灰等按3∶1配比,菌丝生长时最适温度20～25℃,pH 6.5～7.5,出菇时最适温度17.5～22.0℃,湿度90%～95%。