咸淡交替灌溉下生物炭对滨海盐渍土及玉米产量的影响

滨海滩涂地区蕴藏着丰富的微咸水资源,该研究提出咸淡交替灌溉和生物炭相结合的方法来促进这类次等水土资源的农业生产。于2017年和2018年进行了遮雨条件下滨海盐渍土玉米种植试验,并设置了不同咸淡交替灌溉(全淡水灌溉,分别在六叶至抽雄、抽雄至吐丝、吐丝至成熟期灌溉3 g/L微咸水而其余时期淡水)和生物炭(0、15、30 t/hm²)处理。结果表明,咸淡交替灌溉下盐渍土电导率和碱化度明显升高,盐渍化程度与微咸水比例和顺序有关。六叶至抽雄期微咸水灌溉可严重抑制叶片生长和干物质累积,并导致籽粒数量和重量下降,造成27.2%～32.8%减产;抽雄至吐丝期微咸水灌溉下作物受损降低,但减少了籽粒数量,造成11.4%～14.0%减产;吐丝至成熟期微咸水灌溉无明显影响。施用生物炭后,咸淡交替灌溉下盐渍土电导率和碱化度降低了3.7%～21.7%和9.2%～45.2%,总孔隙度和水稳性团聚体增加了3.1%～11.9%和40.0%～168.9%,有效氮、磷、钾含量提高了34.9%～104.0%、21.0%～58.1%和13.6%～57.8%。随着土壤条件改良,生物炭有助于增强玉米生长前中期...     

生物质炭-木醋液包衣剂对玉米幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

以玉米生物质炭-木醋液制成的包衣剂和以活性成分为11.2%福美双、8.0%克百威和0.8%三唑酮的常规包衣为处理,以未包衣为对照,通过发芽试验和盆栽试验研究生物质炭-木醋液制成的包衣剂对玉米种子的发芽、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响。发芽试验结果表明:生物质炭-木醋液包衣处理下的玉米种子活力指数较常规包衣和未包衣分别显著提高了35.6%和47.8%;但对种子发芽势、发芽率影响不显著。盆栽试验结果表明:在玉米出苗第30 d,生物质炭-木醋液包衣处理对玉米幼苗的株高、叶面积及叶鲜重较未包衣分别显著提高26.4%、48.9%、19.8%,而较常规包衣处理分别提高14.0%、11.6%、16.2%;在玉米整个幼苗期,与未包衣及常规包衣相比,生物质炭-木醋液包衣显著提高了地上部过氧化氢酶活性,增加幅度分别达15.9%~40.1%和7.8%~21.4%;除玉米出苗第20 d外,生物质炭-木醋液包衣较未包衣及常规包衣均显著降低玉米地上部丙二醛含量,降低幅度分别在19.4%~42.1%和16.9%~20.8%。此外,生物质炭-木醋液包衣处理对玉米幼苗地下部含氮量较未包衣及常规包衣分别显著增加了27.3%和13.8%,但对玉米磷和钾含量影响不显著。由此可见,玉米秸秆生物质炭与木醋液制成的种子包衣剂在农业生产中具有一定的推广潜力。     

不同生物炭对南疆盐渍土盐分离子淋洗效果的影响

为探究不同生物炭添加对盐渍化土壤盐分及离子淋洗效果的影响。采用室内土柱模拟试验,在土壤表层(0-10 cm)添加比例为0.5%的猪粪(PMB)、棉秆(CSB)和玉米秸秆(MSB)生物炭,淋洗过程分为急降(P1)、缓降(P2)和稳定(P3)3个阶段,通过测定淋洗速率、流量、累积浸出阴阳离子浓度、土壤剖面含水率和土壤剩余可溶性离子的含量来探究不同生物炭对南疆盐渍土盐分离子的淋洗效果。结果表明:与未添加生物炭处理(CK)相比,生物炭的施用能提高各阶段淋洗液的流量和淋洗速率,在电导率快速下降阶段CSB处理流量提高20%,PMB处理淋洗速率提高29%,MSB处理最先使EC值降低到5 mS/cm,但对离子的去除能力提升较小。生物炭的施用对各阶段离子淋出先后顺序有一定影响,即促进Ca²⁺、Na⁺、SO₄^2-和Cl^-淋出,抑制K⁺淋出。淋洗结束时,生物炭均能显著降低土壤残余含盐量。CSB处理可提高表层土壤保水能力,使得钠吸附比(SAR)始终保持较低水平且对土壤中残余阴离子洗脱效果最好。表明CSB处理是一种非常有潜力的土壤改良剂。研究结果可为南疆盐渍化土壤改良提供理论参考。     

不同改良剂对滨海盐渍土土壤理化性质和小麦生长的影响

【目的】盐分胁迫是滨海盐渍土上粮食产量提高的主要障碍因子之一。研究不同功能性改良物料对消除和减轻这一障碍因子的作用,为改良盐渍化土壤和提高作物产量提供理论依据。【方法】以小麦品种‘青麦 6 号’为供试材料,在滨海盐渍土上进行田间试验,设置 7 个处理为空白对照（CK）、含钙物料的磷石膏（PG）和脱硫石膏（FGD）、调酸物料的硫酸亚铁（FS）、含碳材料的牛粪（M）以及含碳和调酸物料的腐植酸（HA）和糠醛渣（FRs）,分析比较不同改良剂对滨海盐渍化土壤理化性质以及对小麦生长发育的影响。【结果】施加改良剂降低了土壤表层 (0—20 cm) 的 pH 值,作为酸性材料的腐植酸、糠醛渣和硫酸亚铁效果明显,土壤的 pH 值较对照分别降低了 0.10、0.11 和 0.11;施改良剂降低了土壤的交换性钠离子含量和钠的吸附比 (sodium adsorption ratio, 简称 SAR),磷石膏和脱硫石膏提供充足的钙离子用于置换土壤中交换性钠离子,明显降低了不同土层中的交换性钠离子含量和 SAR 值,0—20 cm、20—40 cm 和 40—60 cm 土层中,磷石膏和脱硫石膏对土壤交换性钠离子含量和 SAR 值的降低效果明显,其中施加磷石膏分别较对照降低了 15.5% 和 18.3% (0—20 cm)、28.2% 和 28.6% (20—40 cm)、36.5% 和 36.5% (40—60 cm),施加脱硫石膏分别较对照降低了 24.9% 和 27.9% (0—20 cm)、27.6% 和 26.3% (20—40 cm)、24.5% 和 25.0% (40—60 cm);施加改良剂增加了小麦成熟期的穗数,其中磷石膏、脱硫石膏和糠醛渣改良效果显著,分别较对照增加 27.6%、24.5% 和 18.6%,并分别提高小麦的产量 26.7%、17.8% 和 17.8%。【结论】 酸性物料的糠醛渣、腐植酸和硫酸亚铁,可以明显降低土壤 pH 值和增加小麦苗期的茎蘖数量,综合考虑改良剂对土壤 pH、Na+ 含量、SAR 值和小麦群体数量的影响,含碳的调酸物料的糠醛渣效果较好;含钙物料的磷石膏和脱硫石膏,可以显著降低土壤 Na+ 含量以及 SAR 值,增加小麦成熟期穗数,提高小麦产量均具有显著的效果,磷石膏效果最佳。     

生物炭对盐碱胁迫下黑麦草和紫花苜蓿光合及抗氧化特征的影响

为探究黑麦草和紫花苜蓿在盐碱胁迫初期的响应机制,揭示生物炭对盐碱胁迫初期黑麦草和紫花苜蓿两种典型牧草光合及抗氧化系统的短期影响,采用盆栽试验方法,设置4种处理：盐碱胁迫处理（C0, 150 mmol/L等摩尔NaCl、Na2CO3、NaHCO3混合盐碱溶液）、盐碱胁迫+1%生物炭（C1）、盐碱胁迫+3%生物炭（C2）、盐碱胁迫+5%生物炭（C3）,并设置无盐碱胁迫的空白对照（CK）,分析盐碱胁迫初期不同生物炭添加量对植物生长指标、光合特性、丙二醛含量及抗氧活酶活性的影响。结果表明：1）14 d盐碱处理显著影响黑麦草和紫花苜蓿的生长状况,降低生物量累积、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度,提高丙二醛（Malondialdehyde）含量,及超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase）、过氧化物酶（Peroxidase）和过氧化氢酶（Catalase）活性,但对叶绿素含量和根长无显著影响（P>0.05）。2）盐碱胁迫初期,生物炭可有效提高黑麦草和紫花苜蓿的抗胁迫能力,显著降低丙二醛含量,缓解盐碱胁迫对黑麦草和紫花苜蓿生长和光合反应的抑制作用,其中3%生物炭处理的生物量、株高、根长较盐碱胁迫分别增加了48.50%～82.34%、31.19%～44.16%、17.15%～48.09%,气孔导度、蒸腾速率增加了118.69%～358.99%、98.66%～526.53%,紫花苜蓿的叶绿素含量和净光合速率分别增加了7.97%和519.09%。3）盐碱胁迫下,随施炭量增加,黑麦草和紫花苜蓿的生长指标、光合特性、细胞膜透性及抗氧化酶活性基本呈现出低添加量促进、高添加量抑制的趋势。综上所述,适量生物炭可有效缓解盐碱胁迫对黑麦草和紫花苜蓿生长的抑制作用,其中3%的生物炭施用量效果最好。     

减氮条件下生物炭对烤烟根系发育及土壤微生物群落的影响

为探索减氮条件下生物炭对植烟土壤的烤烟根系生长及土壤微生物种群数量的影响,采用大田试验方式,研究减氮40％条件下添加不同用量的生物炭对旺长期烤烟根系形态指标、根系活力以及土壤微生物数量的影响.结果表明,减氮条件下施用生物炭料可有效增加烟株根系各形态指标,同时增强根系活力,并且对增加土壤酶菌和细菌数量有显著促进作用.相对...     

生物质炭及硝化/脲酶抑制剂对滨海盐渍土土壤盐分及作物氮素吸收利用的影响

为研究生物质炭及硝化/脲酶抑制剂对滨海盐渍土土壤盐碱、氮素有效性、作物氮素吸收利用以及土壤氮平衡的影响,通过盆栽试验,共设9个处理:不施氮肥、常规化肥、生物质炭+常规化肥、常规化肥+硝化抑制剂DCD、常规化肥+脲酶抑制剂NBPT、常规化肥+DCD+NBPT、生物质炭+常规化肥+DCD、生物质炭+常规化肥+NBPT、生物...     

生物炭添加对盐渍土CT孔隙序列分形特征来源的影响

为了揭示生物炭改良土壤孔隙的复杂结构及其影响因素,以江苏滨海盐渍土为研究对象,采用添加生物炭改良盐渍土,设置0,2%,5%(占表层0—20 cm土重比)3个生物炭添加水平。每年10月在水稻收割后,采用塑料环刀取表层(0—20 cm)原状土,进行Micro-CT扫描获取土壤CT孔隙序列。基于多重分形去趋势波动分析理论,并结合数据重排,分析施加生物炭对CT孔隙序列多重分形特征及其来源的影响。结果表明,所有处理的CT孔隙序列的复杂度均随着年份增长;2%生物炭处理的CT孔隙序列的复杂程度较0和5%生物炭处理分别提高7.54%和5.28%;概率密度函数与长程相关性均影响CT孔隙序列的多重分形特征;孔隙和空间的长程相关性是主要影响因素;生物炭的添加促使孔隙分形特征更易受到土壤中生物微生物活动的影响。研究结果为定量化分析生物炭改良盐渍土孔隙结构提供了理论支持。     

六价铬对玉米幼苗生长及抗氧化系统的影响

为系统研究六价铬[C（rVI）]对玉米幼苗生长及抗氧化系统的影响,采用水培方法,在培养液中加入不同浓度重铬酸钾（0、10-6、10-5、10-4mol.L-1）,胁迫不同时间（6、12、18d）后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度铬（10-6mol.L-1）对幼苗生长有一定刺激作用,且对地上部分刺激作用更明显;对叶片抗氧化酶活性及抗坏血酸含量没有显著影响。中浓度铬（10-5mol.L-1）胁迫明显抑制根部生长（n=15,P〈0.01）,对地上部分干重积累无显著影响,使幼苗含水量有明显下降（n=15,P〈0.01）;MDA含量明显升高（n=5,P〈0.01）;18d后,SOD和ASA-POD活性分别升高50.9和125.0,POD活性下降72.3,抗坏血酸含量上升约2倍。高浓度铬（10-4mol.L-1）胁迫下幼苗生长几乎停止,含水量明显下降（n=15,P〈0.05）。铬在玉米幼苗中的积累明显影响其生长,造成植株含水量下降,冠根比增大,叶片抗氧化酶活性剧烈变化并受到严重的氧化胁迫。     

生物炭对改善土壤理化性质及作物产量影响的研究进展

针对生物炭特有的物理和化学性质,通过综合分析国内外有关最新的研究成果,重点阐述了生物炭在土壤改良及农业生产过程中的改土、保水、保肥、减少面源污染以及在提高农作物产量和品质方面的研究进展,对需要进一步研究的科学问题提出展望。     

添加稻草生物质炭对滨海水稻土有机质活性的影响

为明确腐熟稻草、直还稻草与稻草生物质炭3种不同的稻草还田方式对滨海盐渍型水稻土中碳组分的影响,采用为期270d的室内恒温培养试验,研究了施用等碳量的腐熟稻草、直还稻草(指稻草直接还田)与稻草生物质炭对水稻土有机碳累积及其氧化稳定性、土壤水溶性有机碳和微生物生物量碳含量的影响。稻草生物质炭处理显著提高了土壤有机碳累积量及其氧化稳定性,并增加了土壤微生物生物量碳含量,但对水稻土水溶性有机碳含量并无影响。腐熟稻草与直还稻草处理皆可在短时间内提高土壤水溶性有机碳及微生物生物量碳含量,但对土壤碳累积影响较小,腐熟稻草处理甚至会降低土壤抗氧化能力。稻草生物质炭的施用会增加土壤碳的积累,但若长期施用会降低土壤碳库活性,其可与腐熟稻草或直还稻草配施来减少这一问题。     

不同秸秆混合生物炭对盐碱土壤养分及酶活性的影响

研究不同秸秆混合生物炭对盐碱土壤养分含量和酶活性的影响差异,为盐碱土壤改良和资源的合理利用提供理论参考。以玉米秸秆、玉米芯、芦苇分别和剩余活性污泥混合在450℃裂解得到的混合生物炭为添加材料,以内蒙古盐碱土壤为供试土壤,研究不同混合生物炭添加对盐碱土壤pH值、阳离子交换能力、养分含量及土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性的影响。结果表明:不同混合生物炭表面化学官能团种类一致,含量有差异;混合生物炭的添加能够小幅度降低土壤pH值;三种混合生物炭的加入大幅度提高了土壤阳离子交换能力,且随着混合生物炭添加量的增加而增强;混合生物炭的添加显著提高了盐碱土壤的养分含量,由玉米秸秆和污泥制备的混合生物炭主要增加总磷和速效磷含量,而添加芦苇和污泥制备的混合生物炭显著提高了土壤速效钾水平;添加混合生物炭对土壤蔗糖酶和脲酶活性有显著的促进作用,尤其是高添加量(25g/kg)对2种酶的促进作用显著高于低添加量(10g/kg,20g/kg);混合生物炭对土壤过氧化氢酶活性的影响表现为中、低添加量(20g/kg,10g/kg)的生物炭对过氧化氢酶的促进作用显著高于高添加量(25g/kg)。     

不同人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤理化性质的影响

为了探讨人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤理化性质的改良效果,采用野外取样和室内分析测定相结合的方法,以林龄8年的4种人工林为研究对象,未造林空地为对照,对各样地的土壤理化性质指标进行分析。结果表明:(1)4种人工林均能改善黄河三角洲滨海盐碱地的土壤理化特性。与对照空地相比,人工林的平均土壤容重、含盐量、pH值分别降低了4.8%,44.4%,2.5%,平均总孔隙度、毛管孔隙度分别提高了6.0%,4.7%;(2)不同人工林对土壤阳离子交换性能及碱化度的影响效果各异,其碱化度大小依次为:柽柳(27.4%)杜梨(23.3%)对照(19.5%)白蜡(16.0%)盐柳(13.3%)。     

改性泥炭对滨海盐渍土的改良作用研究

采用土培的方法,通过泥炭改性处理,研究不同泥炭对滨海盐渍土物理、化学、生物性质的影响,为滨海盐渍土快速改良提供理论依据。研究结果表明:碱改性泥炭的红外图谱特征与原始泥炭相似,但酸改性泥炭在1 710 cm–1处具有明显的特征峰;扫描电镜下,碱改性泥炭颗粒突起最少,表明碱改性泥炭质地相对均一。碱改性泥炭能够显著降低土壤p H,增加土壤团聚体;而原始泥炭提升土壤有机质和增加碱解氮含量方面效果更加明显。碱改性泥炭和原始泥炭均能够提升土壤酶活性,但酸改性泥炭对土壤酶活性存在抑制作用。相关分析结果表明,土壤p H、有效磷、速效钾与过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶的活性具有显著相关性(P<0.05)。综上所述,在本次试验中,碱改性泥炭对滨海盐渍土改良作用最佳,添加改性泥炭能更有效地消减滨海盐渍土盐、碱、瘦、板、活力差等障碍因子。     

滨海盐渍土土壤物化性质与水动力学性质变异

为分析不同梯度盐渍土土壤的物理性质与水动力学性质变异状况,在江苏沿海连云港市徐圩新区开展了试验研究。对5种不同盐渍化级别土壤进行取样,测定其pH、EC_e、容重、总孔隙度、含水率和饱和导水率等,分析不同级别滨海盐渍土壤物化特性参数和水动力学性质变化规律。结果表明:(1)不同级别盐渍土0—50 cm剖面土壤EC_e先变小后增大,但40—50 cm剖面EC_e明显大于0—10 cm剖面。非盐渍土和极重度盐渍土0—50 cm剖面土壤EC_e变化较小,轻度盐渍土、中度盐渍土、重度盐渍土的0—50 cm剖面土壤EC_e值变化较大。(2)土壤EC_e和容重呈极显著负相关关系,与毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、含水率、毛管持水量、田间持水量、最大持水量呈极显著正相关关系。土壤孔隙度和持水量呈极显著正相关关系。(3)极重度盐渍土饱和导水率明显小于其他级别的盐渍土,且0—20 cm剖面土壤饱和导水率大于20—50 cm剖面。研究结果可为滨海盐渍土水盐管理和生态环境建设提供理论参考依据。     

秸秆覆盖对滨海盐渍土土壤养分的影响

采用小麦秸秆(A)、30cm玉米秸秆(B_1)、50cm玉米秸秆(B_2)、玉米整杆(B_3)、杂草(T)5种不同类型,设计0.3kg/m~2(F_1)、0.6kg/m~2(F_2)、0.9kg/m~2(F_3)、1.2kg/m~2(F_4)4种梯度覆盖量,通过田间试验研究不同秸秆类型与覆盖量组合对滨海盐渍土土壤各养分指标的影响,并进行土壤养分综合评价,筛选较好的处理组合。结果表明:秸秆覆盖1a,A、B_1、B_2、B_3类型处理地块土壤各养分指标在覆盖量为0.6kg/m~2时增加效果较好;T类型处理地块土壤碱解氮含量与有机质含量分别在覆盖量为0.6kg/m~2与0.9kg/m~2时增加效果较好,对土壤速效磷、速效钾含量无显著增加效果。AF_2处理对土壤有机质、碱解氮、速效磷含量的提升效果最明显,B_1F_2处理对土壤速效钾含量的提升效果最明显。不同处理均可增加土壤养分,各类秸秆与覆盖量的最佳组合对滨海盐渍土土壤养分提升效果表现出AF_2B_1F_2B_3F_2B_2F_2TF_4的顺序,AF_2处理对土壤养分有较好的提升效果。     

生物炭还田对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

为探索不同来源的生物炭及其还田方式对连作植烟土壤的改良效果,以四川盐源红壤为研究对象,通过田间试验研究了不同生物炭类型(玉米秸秆生物炭YM、油菜秸秆生物炭YC)配合不同还田方式(条施、穴施、条施+穴施)下,土壤有机碳组分和土壤酶活性在烤烟不同生育期的变化特征.结果 表明,生物炭类型和还田方式显著改变了土壤总有机碳(TO...     

生物炭对冻融期盐渍化土壤水热肥效应的影响

为探究施加生物炭对冻融期盐渍化土壤蓄水保墒、保温、保肥的作用,以盐渍化土壤为研究对象,连续2年在河套灌区开展田间小区原位冻融试验,设置生物炭用量为15 t/hm²(D15),30 t/hm²(D30),不施加生物炭(CK)3种处理。结果表明：在冻融条件下,0—40 cm土层较40—100 cm土层水分垂直分布规律明显、储水能力强;除在试验第1年的初冻期施加生物炭使0—40 cm土层储水量有所降低外,随生物炭施加时间的增长,生物炭的持水作用逐渐显现,其中与CK相比D30处理更有利于土壤水分保持。施加生物炭可以平抑冻融期土壤温度的变幅、降低融解期土壤温度变化的离散程度,较对照比,2年冻融期0—40 cm土层平均温度生物炭处理提高0.8～1.6℃,经过2年冻融过程各处理土壤冻结指数为CK>D15>D30,融解指数为D30>D15>CK。连续2年冻融期,生物炭的施入均丰富了土壤养分含量,不同程度地减少冻融各阶段0—40 cm土层养分流失,使冻融期土壤速效钾、碱解氮、速效磷含量增幅范围分别达到3.1%～38.1%,1.3%～44...     

滨海盐渍土适宜土壤盐碱改良剂的筛选研究

针对黄河三角洲地区的实际情况和滨海盐渍土特点,进行利用土壤盐碱改良剂改良盐渍土的研究。引进了4种土壤盐碱改良剂,通过在中度和重度盐渍土上的试验,分析化验土壤含盐量和测定作物产量,对所测定结果进行综合分析,筛选出适宜于滨海盐渍土的最佳改良剂。试验分析结果表明,4种土壤盐碱改良剂都能降低土壤含盐量,其中盐碱土壤修复材料效果最好,是滨海盐渍土适宜的土壤盐碱改良剂。