生物质炭对砖红壤性质与养分及硝化作用的影响

土壤性质制约着作为氮转化重要环节的硝化作用,生物质炭显著影响与硝化作用密切相关的土壤性质,可能对硝化作用产生影响。本文利用培养试验研究生物质炭对砖红壤性质及硝化作用的影响。试验设生物质炭+淹水、生物质炭+75%田间持水量、空白+淹水及空白+75%田间持水量4个处理。研究表明,生物质炭能显著提高土壤pH值和有机碳含量以及N、P、K养分元素的有效性。水分条件差异影响生物质炭的作用效果,淹水更利于提高砖红壤的pH值,但显著降低了磷的有效性。添加生物质炭后,土壤硝化作用进程加速,硝化彻底。在利用生物质炭改良砖红壤时,应根据土壤改良目的调整土壤水分,以防硝态氮淋失风险和氨挥发的可能。     

小麦生物质炭对烤烟生长及根际土壤理化性质的影响

【目的】探讨生物质炭对烤烟前期生长、根际土壤理化性质及酶活性的影响。【方法】以烤烟K326为供试品种,采用盆栽试验,研究不同用量(0%(对照),0.1%,0.5%,1%,2%,3%)小麦生物质炭施入后对烤烟前期农艺性状、根际土壤理化性质及酶活性的影响。【结果】与对照相比,不同用量的生物质炭对还苗期烟草叶片数、株高、叶绿素含量无显著影响,但是总体上增加了最大叶面积,其中生物质炭用量为3%的处理使烤烟的最大叶面积较对照显著增加了155.3%。不同用量生物质炭总体上增加了团棵期烟草的叶片数、最大叶面积和叶绿素含量,但株高与对照相比无显著变化,当生物质炭用量为3%时,最大叶面积、叶片数分别较对照显著增加17.7%和21.5%。与对照相比,不同用量生物质炭影响了烟草团棵期地上部生物量,但对地下部生物量无显著影响。生物质炭的施用影响烟草根际土壤的理化性质,其中生物质炭用量为3%的处理,烟草根际土壤的有机碳、全氮、全钾、速效磷、速效钾含量较对照分别显著提高了302.3%,41.7%,114.0%,220.3%和474.8%,pH提高了0.50,而对土壤全磷含量没有显著影响。与对照相比,生物质炭用量为2%的处理,烟草根际土壤脲酶活性增加了35%;而生物质炭用量为0.5%和3%的处理,土壤蔗糖酶活性分别增加了108%和100%;但是生物质炭的施用却降低了土壤脱氢酶的活性,生物质炭用量为0.5%,1%,2%和3%的处理,土壤脱氢酶活性分别较对照降低了51.5%,63.6%,63.6%和51.5%。相关性分析表明,烟叶地上部干质量与土壤有机碳、氮含量和蔗糖酶活性呈显著正相关关系(P0.05),与速效钾含量呈极显著正相关关系(P0.01),而与脱氢酶活性呈极显著负相关关系(P0.01)。【结论】施用生物质炭不仅可改善烟叶的农艺性状,而且会影响土壤理化性质和酶活性,其中以生物质炭用量为3%时效果较佳。     

生物质炭改良土壤研究进展

综述了生物质炭的生产原料和基本性质,分析了生物质炭对改善土壤理化性质的作用、改善土壤微生物环境的作用、土壤重金属和有机污染的修复作用等原理及应用,并对其在土壤改良中的应用进行了展望。     

生物质炭基肥对玉米生长发育及产量的影响

为促进作物生长,提高土壤保水保肥能力和肥料利用率,采用生物质炭与化肥配合制备生物质炭基肥,以常规施肥为对照,通过田间多重比较试验,研究不同处理的生物质炭基肥对玉米生长发育及产量的影响。结果表明:施用生物质炭基肥可有效促进玉米的生长发育,缩短生育周期,改善玉米产量性状,进而达到增加产量的目的。其中,A5处理试验效果最佳,生育周期缩短了7d、株高增加9.0cm、穗位高度提升2.6cm、穗长增加0.7cm、行粒数增加2.2粒、百粒重增加4.0g、玉米产量达14 924kg·hm~(-2),增产率为8.48%。     

生物炭及其对土壤环境的影响

综述了生物炭的基本特性、环境效应以及生物炭对土壤理化性质、微生物数量及种群结构多样性的影响。土壤中添加生物炭可以提高其对土壤水分和养分的吸附能力,并且增加土壤持水性和养分有效性,延缓肥料养分的释放,进而增加土壤保肥能力,提高养分利用率;生物炭的特性也为土壤微生物提供了栖息的场所和养分,从而提高土壤微生物的数量。不同生物炭类型所提供的碳源的差别,将会引起土壤微生物群落组成和多样性发生变化。最后,对生物炭研究过程中需要注意的问题进行了展望。     

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。     

生物质炭对土壤性状和作物产量的影响

综述了生物质炭(biomass charcoal)对土壤性状和作物产量的影响.生物质炭化后与木炭相似,耐降解,可提高土壤碳库容量,减少温室气体排放.同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强.在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量、吸附氮、磷及矿物离子,减少养分损失,在一定范围内,普遍能增加作物生物量和产量,因此认为生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有效途径.     

生物质炭在农业上的应用

生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧的条件下经过热裂解、炭化产生的一类高度芳香化、难溶性的固态物质。近年来,生物质炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体在农业上的应用越来越广泛。为促进生物质炭在农业上的研究及应用,从生物质炭性质的影响因素,生物质炭对土壤物理性质、化学性质和微生物的影响,以及生物质炭对作物生长和产量的影响等方面进行了阐述和分析,并提出未来生物质炭在农业应用方面的研究方向。     

生物质炭配施复合酵素对玉米生长、产量及品质的影响

以新粘二号玉米为试验材料,通过大田试验研究生物质炭和复合酵素对玉米生长、产量以及品质的影响。结果表明,施用生物质炭和复合酵素均明显提高了玉米植株株高、茎粗、生物量和玉米产量,并改善了玉米果实品质,与CK(常规土壤栽培)相比,生物质炭处理后玉米植株株高、茎粗、地上生物量、地下生物量有明显提高效果,分别提高10.37%～11.02%、0.01～0.03 cm、10.14%～32.30%、18.41%～51.66%,施加复合酵素对玉米果实发育和品质有较好的提高效果;而生物质炭和复合酵素配施既有利于玉米生长发育,又能增加玉米产量并改善玉米果实品质,且处理效果均优于生物质炭和复合酵素单独处理。     

生物质炭添加量对贵州尖椒生长及土壤肥力与酶活性的影响

[目的]探明贵州尖椒专用炭基肥中生物质炭的最适添加量,为辣椒施肥时添加适宜用量生物质炭提供科学依据.[方法]生物质炭设4个不同添加量处理,T1:10％生物质炭(添加量250 kg/hm2)、T2:20％生物质炭(添加量500 kg/hm2)、T3:30％生物质炭(添加量750 kg/hm2)和T4:40％生物质炭(添加...     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。     

生物质炭对不同质地镉污染土壤性质及有效镉的影响

[目的]研究生物质炭对不同质地镉污染土壤理化性质及有效镉的影响。[方法]按照不同比例配置成砂土、壤土及黏土3种质地的镉污染土壤,通过添加不同比例的生物质炭,模拟研究不同添加量生物质炭对不同质地镉污染土壤pH、EC、有机质、含水率及有效镉含量的影响。[结果]生物质炭尽管提高了不同质地土壤pH,但是没有显著性影响;土壤EC值、有机质含量和含水率均随生物质炭添加量的增加而显著增加。当生物质炭添加量低于4%时,土壤有效镉随着生物质炭添加量的增加呈显著降低,进一步提高生物质炭添加量时土壤有效镉含量变化不明显。和对照相比,当土壤中生物质炭的添加量为2%、4%、8%时,砂土有效镉分别减少2.09%、7.94%、14.50%,壤土分别减少24.00%、32.60%、35.00%;黏土分别减少41.80%、58.80%、63.20%。[结论]该研究为生物质炭在不同质地镉污染土壤中的应用提供理论依据。     

生物质炭对大田作物生长的影响研究进展

生物质炭对不同农作物生长的影响存在差异性,总的来说施入一定生物质炭可以提高农作物产量、改善土壤理化性质;不仅对须根系农作物有增产效应,也对块根、块茎类作物增产效果明显;连续低剂量的施入对稳产、高产的效果高于高剂量;生物质炭与肥料混施能提高肥效的利用率、减少养分的淋失。也有个别反例存在。单独施用生物质炭对作物平均增产8%~15%,生物质炭混施能显著提高一些作物的产量。不同原料制备的生物质炭对作物增产效果存在一定差异。畜禽粪便的生物质炭28.3%~66.4%、木材12.1%~19.0%、作物秸杆类生物质炭2.6%~31.2%。生物质炭对不同作物类型的增产效果不同。果菜类增产28.6%~60.6%、豆类增产33.3%~79.5%。生物质炭不同施用量对作物增产效果不同。当施用量10 t/hm~2时,作物增产18.0%~30.8%,当施用量在30~40 t/hm~2范围内增产效果较好,当施用量60 t/hm~2后增产效果不显著。在300~650℃条件下制备的生物质炭对粮食作物和经济作物均有较好的增产效果。在匹配生物质炭特性、作物习性与土壤性质的前提下,适量适时施用合适的生物质炭可以达到降低成本、增加经济效益和保护环境的目的。     

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。     

生物质炭输入对葡萄果园土壤肥力和产量的影响

[目的]了解果园肥力状况,设置不同有机物输入对土壤肥力的影响,为保持葡萄果园肥力提供理论依据.[方法]采用调查与大田试验相结合,设置不同的有机物料和用量水平,室外和室内测定土壤和植株相关指标.[结果]果园土壤中有机质含量与有机肥投入直接相关,其中可溶性有机碳含量与土壤中有机质含量呈正相关关系;生物质炭相比较农家肥羊粪对于增加土壤中有机质含量作用突出,在提高果树单产方面优势明显,但施入农家肥羊粪有利于提高土壤可溶性有机碳、微生物碳含量.[结论]果园土壤添加生物质炭可以提高土壤中有机质含量并提高作物产量,可以作为保持果园肥力的重要手段之一.     

生物质炭结构性质及其对土壤有效养分和腐殖质组成的影响

生物质炭是具有高度热稳定性和较强吸附特性的含碳物质,不同来源生物质炭的结构性质可能存在着很大的差异。为此对2种自制的不同来源生物质炭和1种商业黑炭进行了结构表征,并研究了添加生物质炭对土壤有效养分和腐殖质组成的影响。结果表明,不同来源的生物质炭在结构上有明显区别:秸秆生物质炭的芳构化程度和热稳定性最低,脂族性最强;商业黑炭缩合程度和热稳定性最高,脂族性最弱;松枝生物质炭介于二者之间。向土壤中添加秸秆生物质炭和松枝生物质炭培养45d后,土壤有机碳含量、胡敏酸和富里酸含量、有效养分含量都有不同程度的增加,同时胡敏酸的色调系数ΔlgK降低,对土壤有机碳的长期保存有积极意义。     

生物质炭浸提液对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

以盐丰47、珍珠糯、甬优15号3个水稻品种种子为试验材料,在光照培养条件下添加1∶15竹叶生物质炭水浸提液与0、10%、30%、50%、75%稀释液进行种子萌发,分别对种子发芽势、发芽率、发芽指数等指标进行测定。结果表明,高于30%浓度生物质炭水浸提液对3个水稻品种的种子萌发均存在一定的抑制作用,且随着浓度增加抑制越显著,但10%生物质炭水浸提液对水稻种子萌发具有一定的促进作用。因此,建议在稻田土壤改良和实际生产过程中合理添加生物质炭,不易过量施加生物质炭。     

尿素混合生物质炭穴施对土壤氮含量及酶活性的影响

为研究尿素与生物质炭混合穴施条件下,生物质炭对土壤氮素转化及土壤酶活性的影响,设单施尿素(N_(120)、N_(180)、N_(240))、尿素混合生物质炭穴施(N_(120)B、N_(180)B、N_(240)B)处理,施氮量分别为240 kg·hm~(-2)(N_(240))、180 kg·hm~(-2)(N_(180))、120 kg·hm~(-2)(N_(120))和不施氮(CK),生物质炭施用量为10 t·hm~(-2)。测定土壤硝态氮、铵态氮、无机氮和碱解氮的含量,以及土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性。研究表明,第5 d尿素穴施处理的土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和碱解氮含量分别是尿素混合生物质炭穴施处理的4.5～8.2、2.0～3.0、2.55～5.81、3.13～4.46倍,第10 d尿素穴施处理的土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和碱解氮含量分别是尿素混合生物质炭穴施处理的24.5～58.9、1.21～1.37、2.99～3.82、1.34～1.48倍,第15 d各处理间土壤氮含量差异不显著。第5 d和第10 d,尿素混合生物质炭穴施处理的土壤脲酶活性均显著高于尿素穴施处理,但在第15 d后处理间无显著差异,第5 d尿素混合生物质炭穴施处理的土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性分别是尿素穴施处理的1.80～2.55、1.07～1.77、1.18～1.22倍,第10 d尿素混合生物质炭N_(180)B处理的土壤蔗糖酶活性最高,N_(240)B处理的土壤碱性磷酸酶活性最高,混合生物质炭处理的蔗糖酶活性是单施尿素处理的2.35～2.37倍。因此,生物质炭促进土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,吸附土壤中的NH_4~+和NO_3~-,赋予土壤氮素缓慢释放特性,尿素混合生物质炭穴施可以促进土壤酶活性,有效降低土壤有效氮素流失的风险。     

生物质炭对土壤无机污染物迁移行为影响研究进展

生物质炭材料来源广泛,制备工艺相对简单,且具备丰富的含氧官能团、发达的孔隙结构和表面电荷,对有机污染物和各类无机污染物(重金属、氮磷、放射性元素)均具有良好的潜在吸附能力,被认为是一种低成本、高效的新型环境功能吸附材料.本文针对重金属、氮磷等土壤无机物,在介绍生物质炭基本性质的基础上,综述了生物质炭吸附无机污染物的机制,探讨了应用于无机污染土壤缓解和修复的可行性,并指出了相应的发展趋势.生物质炭的基本特性受来源材料性质、裂解温度等主要因子的影响,其碳含量和结构、H/C比值、孔隙结构、pH等性质有较大差异,这也导致生物质炭对重金属、氮磷等无机污染物的吸附机制包含了表面物理吸附、络合作用、静电引力、阳离子交换、共沉淀、碘-碳特殊作用等多种机制.然而,受土壤复杂理化性质和生物活性、生物质炭迁移性和稳定性等因素影响,生物质炭在无机污染土壤缓解和修复中的应用有很大潜力,但尚存在不确定性、调控性差等问题,甚至反而会活化土壤中的污染物.因此,在应用生物质炭缓解和修复重金属污染土壤时,应充分考虑土壤性质、污染程度和类型与生物质炭性质的匹配度.生物质炭更适合pH和有机质含量较低的镉、铅、铜、锌等重金属污染土壤;与低温生物质炭相比,高温生物质炭的适用范围更广.     

生物质炭对红壤性质和黑麦草生长的影响

为了解生物质炭施用对红壤性质的改良效果,采用盆栽试验研究不同生物质炭投入量对2种不同肥力水平红壤质量指标的影响,探讨生物质炭施用对黑麦草生长的影响.结果表明:红壤施用生物质炭不仅大大提高了土壤碳库,还可降低土壤酸度,增加土壤pH值和盐基饱和度,提高土壤水稳定性团聚体数量,增加土壤速效磷、速效钾和有效氮,增强土壤保肥能力,改善植物生长环境,促进黑麦草的生长;生物质炭施用量为10和50 g·kg-1时,经1年的培养试验后2个研究土壤的有机碳、速效P、速效K和盐基饱和度分别比对照增加31%～744%、14%～215%、6%～110%和17%～82%,pH值增加0.11～0.40个单位;生物质炭的改善作用在肥力水平较低的土壤上明显高于肥力水平较高的土壤,改善效果随生物质炭用量的增加而增加,而在肥力水平较高的土壤中,高量施用生物质炭(200 g·kg-1)可导致土壤微生物生物量下降,对黑麦草的生长产生轻微的抑制作用.