生物炭制备及其对土壤理化性质影响的研究进展

生物炭作为一种新型的土壤改良剂和吸附剂,近年来成为农业、环境、能源等领域的关注热点。生物炭是通过有机物质在缺氧的条件下热解形成的,不同的原料及生产条件都会对生物炭的性质产生影响。生物炭能够能够改良土壤,改善土壤的容重、总孔隙度和保水性,还可以调节土壤的酸碱度,增强土壤阳离子交换量（CEC）,提高土壤养分。系统总结了生物炭生产方法、理化特性及其对土壤理化性质的影响,为优选生物炭、提升生物炭产品附加值、促进土壤改良提供理论支撑。     

有机肥与生物炭对沙化土壤理化性质的影响

为了探讨有机肥、生物炭配施对吉林省西部沙化土壤理化性质的影响,设置不施改良剂、单施有机肥、单施生物炭、低量生物炭+有机肥、高量生物炭+有机肥这5种处理,进行为期3年的大田试验。结果表明,改良剂的施加能够降低土壤容重,改善土壤持水性及团聚体结构的稳定性,提高土壤电导率、阳离子交换量和速效养分元素含量。不同处理间的效果存在差异,其中生物炭、有机肥联合施加对土壤各项理化性质的影响均明显高于单施处理的效果,以高量生物炭+有机肥处理效果最佳。单施生物炭对土壤阳离子交换量、总有机碳及速效钾含量的影响优于有机肥,单施有机肥对速效磷含量作用效应优于单施生物炭处理。     

生物炭对土壤理化性质及玉米产量的影响

为了解秸秆生物炭对土壤容重、pH值、土壤性状、重金属生物有效性以及玉米产量的影响。在甘肃省酒泉市城郊农场开展不同生物炭量的试验研究。结果表明,施入生物炭后能显著改变土壤性状,有机质、速效磷、碱解氮、速效钾含量分别提高了3.3%～4.7%、11.1%～32.8%、0.5%～4.7%、26.7%～35.6%,且施入量越高影响越显著(T4>T3>T2>T1),土壤容重降低3.5%～6.3%、pH值提高1.8%～3.0%;施生物炭后对玉米产量没有显著影响,T4处理产量最高,比T1增产2.5%;施入不同量的生物炭可不同程度的降低土壤中重金属生物有效性。研究为生物质炭在河西走廊寒旱农业区土壤改良方面的应用提供了试验依据。     

施用生物炭5年后对夏玉米田土壤理化性质及产量的影响

为了改良土壤的理化性状,探讨不施生物炭(CK)、施生物炭10 t/hm²(T1)、施生物炭15 t/hm²(T2)、施生物炭20 t/hm²(T3)和施生物炭25 t/hm²(T4)处理,一次性施加5年后夏玉米田土壤理化性质及产量的影响。结果表明,施用生物炭5年后,能够显著降低土壤紧实度、土壤容重,并随着施用量的增加而降低,降幅分别为13.68%～25.43%、3.50%～9.79%;能够显著增加土壤孔隙度,较CK增加4.08%～11.47%;不同程度增加了2.000 mm以上、>1.000～2.000 mm、>0.500～1.000 mm粒级团聚体比例,显著增加了0.250 mm以上的湿筛团聚体比例,增幅为19.49%～56.27%;显著增加了土壤有机碳、速效磷、速效钾的含量,增幅分别为18.87%～32.06%、3.45%～20.56%、5.53%～14.85%;但对土壤碱解氮含量影响不大,与CK差异不显著。最终T1、T2、T3、T4处理均能够显著增加玉米的产量,分别较CK增加8.8...     

生物炭对吉林西部沙化土壤理化性质及绿豆幼苗生长的影响

选取9个生物炭施加比例进行盆栽试验,测定生物炭的施加对吉林西部地区沙化土壤理化性质及绿豆幼苗生长的影响。结果表明,随着生物炭施加比例的增加,土壤的电导率、p H显著升高,土壤吸湿水含量、土壤有机质以及氮磷钾等营养元素含量均有所增加。生物炭的施加对绿豆种子出苗的影响不显著,一定量的生物炭对绿豆幼苗的生长有促进作用,但是生物炭施加比例过高会对绿豆幼苗的生长产生抑制作用。     

生物炭和氮沉降对落叶松人工林土壤呼吸及其理化性质的影响

为了探讨氮沉降下施用生物炭在短期内对土壤呼吸和土壤理化性质的影响,以神农架林区落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,设置对照(CK)、添加氮素(处理1)、添加生物炭(处理2)以及添加氮素和生物炭(处理3)共4个处理.2019年5月—9月采用Li-8100A土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率,9月底采集土壤样品测定理化性质,分析施肥对落叶松人工林土壤呼吸的影响.结果表明:落叶松人工林土壤呼吸速率(Rs)的变化趋势与土壤温度(T)的变化趋势一致,呈现明显的季节动态.处理1的Rs在7月份和8月份均显著高于CK(P<0.05),分别比CK增加189.84％和95.70％;处理2的Rs在7月份显著高于CK(P<0.05);处理3的Rs在7月份和8月份均显著高于CK(P<0.05).4种处理的Rs与T都呈极显著的指数关系.与CK相比,处理1和处理3的Q10值明显增大,而处理2的Q10值没有明显变化.处理3的土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)质量分数均显著高于其他处理(P<0.05),SOC质量分数为52.98 g·kg-1,分别比CK、处理1和处理2提高26.48％、22.88％和17.30％;土壤TN质量分数为2.88 g·kg-1,分别比CK、处理1和处理2提高13.24％、13.41％和15.99％;处理1、处理2和处理3的土壤全磷(TP)质量分数均显著高于CK(P<0.05),分别比CK提高9.99％、6.92％和8.90％.土壤温度是该地区落叶松人工林生长季土壤呼吸的主要影响因素,模拟氮沉降下添加生物炭有助于该地区土壤碳汇和氮汇的增加.     

新型生物炭基肥对设施青菜产量·商品性及土壤理化性质的影响

[目的]为新型生物质炭基肥在设施农业,尤其是青菜生产栽培上的应用提供借鉴。[方法]以上海地区长期栽培青菜的设施菜田为对象,通过室内培养和田间试验相结合,研究新型生物炭基肥的保水性及其对设施青菜产量、商品性及土壤理化性质的影响。[结果]新型生物炭基肥可以降低土壤容重,提高土壤保水性和有机质含量。施用新型生物炭基肥T₄处理的青菜株高、开展度、最大叶叶长×叶宽、单株重和产量显著高于T₁、T₂和T₃处理(P<0.05),虽与CK差异不显著(P>0.05),但各指标均优于CK。[结论]该研究可为改善设施农业土壤质量及合理利用新型生物炭基肥提供数据支撑。     

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%。     

生物炭对贵州喀斯特山地石漠化土壤理化性质和构树幼苗生长特性的影响

为了探究生物炭对石漠化土壤理化性质和构树幼苗生长的影响,选择贵州喀斯特石漠化退耕还林区石灰性土壤为研究对象,通过盆栽试验,分析4种不同处理(施复合肥处理为NPK,炭肥混施处理施肥量相同,按施炭量为土壤干质量的1%、2%、4%分别记为RH_1、RH_2、RH_4)下土壤理化性质和构树生长状况的变化。结果表明:3种施炭量处理都显著降低了土壤容重,增加了土壤毛管孔隙率和总孔隙率,增加了土壤自然状态下的质量含水量、饱和含水量和毛管持水量,且随施炭量的增加变化越显著;单施肥处理和3种施炭处理均显著增加了土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,且各养分含量随着稻壳炭施用量的增加而增加;施肥处理和3种施碳处理对植物株高胸径、地上部分生物量和总生物量的增长有显著的影响,与CK处理相比,仅RH_4处理对植物根系生物量的增加有显著影响。可以说明施用生物炭可以改善土壤理化性质,促进构树苗期生长和干物质积累及根系发育,对贵州喀斯特石漠化土壤改良和植被恢复有重要意义。     

施用生物炭对咸水滴灌棉田土壤理化性质及酶活性的影响

[目的]淡水资源不足是限制干旱区农业可持续发展的重要因素,咸水灌溉在缓解淡水资源短缺、维持作物生长的同时,也加剧了土壤次生盐渍化的风险,合理利用咸水资源、改善土壤性质、提高作物产量是干旱区农业可持续发展的重要目标.[方法]试验设置灌溉水盐度和有机物料两个因素,灌溉水盐度(电导率,ECw)设2个水平,为0.35 dS/m...     

不同原料生物炭理化性质的对比分析

为研究不同原料生物炭理化性质的差异,以苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭和褐煤生物炭6种生物炭为测试材料,利用傅里叶红外光谱仪和Boehm滴定法对生物炭表面官能团进行定性和定量分析,用电子扫描显微镜观察生物炭表面形貌,并测定生物炭的pH值、有机碳含量和阳离子交换量等基本理化性质。结果表明,除污泥生物炭呈弱酸性外（pH=6.76）,其他生物炭均呈碱性（pH=8.49~9.96）。苜蓿秸秆生物炭有机碳含量最高（588.43 g·kg^-1）,污泥生物炭最低（168.17 g·kg^-1）。阳离子交换量大小排序为,苜蓿秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭 > 葡萄藤生物炭 > 小麦秸秆生物炭 > 污泥生物炭 > 褐煤生物炭。FTIR图谱表征显示,生物炭表面存在芳香烃类和含氧基团,生物炭的结构以芳环骨架为主。苜蓿生物炭表面官能团总数最多,污泥生物炭最少。扫描电镜（SEM）结果表明,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭表面有明显孔隙结构,褐煤生物炭和污泥生物炭表面并无明显的孔隙结构。综上,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭适用农田土壤改良与培肥,褐煤生物炭和污泥生物炭可尝试用于污染土壤的修复,同时污泥生物炭可用于盐碱土的改良。     

生物炭及炭肥对玉米苗期性状的影响

本文采用盆栽试验,研究施入化肥、生物炭、生物炭肥对玉米苗期性状的影响。研究表明:生物炭肥、生物炭、化肥对玉米出苗率、植株和根系鲜重、干重、根系活力均较对照有促进作用,且这种促进效应表现为生物炭肥化学肥料生物炭。     

凹凸棒保水剂对马铃薯田土壤理化性质影响研究

以冀张薯12号为指示品种,测定凹凸棒保水剂不同施用量对旱作马铃薯土壤理化性质(有机质、碱解氮、速效磷、速效钾)在不同生长期的变化.结果表明,凹凸棒保水剂施用量为67.5 kg/hm2时,可有效减少有机质、速效磷、速效钾的流失;施用量为45.0 kg/hm2时,可有效减少碱解氮流失.     

生物炭田间老化后理化性质的变化

生物炭是土壤修复材料之一,但其理化性质可能会随时间而变化.为探索生物炭在田间逐渐老化中的变化规律,通过对田间老化7 a的生物炭与原新鲜生物炭的综合表征对比分析,探究田间老化作用下生物炭理化性质的变化.结果表明:与新鲜生物炭相比,老化生物炭的C相对含量降低了42.12％,O相对含量增加了70.49％,比表面积、孔容、孔径...     

不同原料生物炭对酸性红壤氮素转化及理化性质的影响

为探究施用不同原料生物炭对酸性土壤改良及氮素矿化作用和硝化作用的影响,以酸性红壤为供试土壤,添加水稻秸秆、稻壳及木屑3种原料制备的生物炭,开展为期50 d的室内培养试验.设置空白对照(CK)、单施化学肥料(F)、水稻秸秆生物炭+化学肥料(B1)、稻壳生物炭+化学肥料(B2)、木屑生物炭+化学肥料(B3)共5个处理,测定...     

牡丹园土壤理化性质与培肥措施

以洛阳、菏泽两地牡丹田园土为例,研究了牡丹生育期园田土壤理化性状,结果表明:表层容重为1.1—1.4g/cm~3,孔隙度47％—57％,质地轻壤—中壤,吸湿水含量17.4—45.3g/kg,,表土养分指数为13.85,有机质、全氮、有效氮、速效磷、速效钾分别为13g/kg、0.71g/kg、47mg/kg、17.4kg/mg和18lmg/kg,pH值7.25—8.58;并针对牡丹土壤存在的主要问题,提出了三项改土培肥措施。     

马铃薯连作对土壤理化性质和生物学特性的影响

为揭示南方马铃薯连作障碍产生的机理,以金湘为材料,研究马铃薯连作对南方土壤理化性质、微生物数量、酶活性的影响。结果表明:新开垦土壤种植的马铃薯产量为43.69 t/hm~2,未见块茎发生疮痂病,连作土壤马铃薯产量显著降低,为25.63 t/hm~2,疮痂病薯率显著增加,为6.7%;种植1季春马铃薯后,连作土壤和新开垦土壤pH均降低,有效磷、全磷、全氮、碱解氮、速效钾和有机质含量增加,土壤放射菌总数降低,细菌总数和真菌总数均增加,土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、脲酶活性增加,转化酶活性降低;与新开垦土壤和第1季土壤相比,连作土壤的pH值及全氮、有机质含量显著降低,碱解氮含量降低,全磷、有效磷和速效钾含量显著增加;连作土壤的细菌总数和放射菌总数减少,真菌总数增加,真菌总数与细菌总数的比值显著增加;连作土壤的过氧化氢酶活性、转化酶活性和蔗糖酶活性增加,脲酶活性和磷酸酶活性降低。