棉秆炭对灰漠土性质的影响

[目的]生物质炭是有机物原料在完全或部分缺氧条件下,高温裂解产生的一类富碳、高度芳香化和稳定性高的有机物质.生物质炭对土壤物理和化学性质具有明显的改良作用,不同原料来源的生物质炭和土壤类型对其的改良效果也存在不同.[方法]以450℃炭化1h的棉秆炭为试材,通过室内培养试验(80d,25℃),研究添加0.0; (BC0)、0.5; (BC0.5)、1.0;(BC1.0)和2.0; (BC2.0)棉秆炭对灰漠土土壤性质的影响.[结果]添加棉秆炭能够提高灰漠土的pH值、电导率、CEC、有机碳和全氮含量,并随添加量的增加而增加,碱解氮含量与棉秆炭添加量之间呈负相关关系;在培养时间的80 d内,pH值、有机碳和全氮含量随培养时间的延长而降低,分别降低了6.02;、3.11;和17.72;,电导率和CEC提高了12.07;和49.48;.[结论]添加棉秆炭增加了灰漠土有机碳储量,增强了阳离子交换性能,提高了土壤肥力,有利于新疆灰漠土土壤生产力的提高.     

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。     

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。     

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.     

施肥深度、灌水条件和氨挥发监测方法对氮肥氨挥发特征的影响

[目的]研究施肥深度、灌水条件和氨挥发监测方法对土壤氮肥氨挥发损失特征的影响,为评估田间原位监测试验结果提供依据.[方法]通过微区试验模拟大田基肥和追肥氨挥发条件.[结果](1)在轻度盐演化土壤上,氨挥发速率和损失累积量随着施肥深度的增加而降低,氮肥深施土壤10cm氨挥发降低到施氮量2;以下,可有效控制氮肥氨挥发损失;氨挥发持续时间随着施肥深度的增加而缩短.(2)施肥后延迟灌水情况下,初始含水量高的土壤比含水量低的土壤氨挥发损失大;在同等条件下,延迟灌水会增加氮肥氨挥发损失;随着灌水量的增加,氨挥发损失降低;(3)3种氨气吸收方法比较结果显示,密闭法检测值远低于抽气法和通气法;在试验区域和试验条件下,抽气法和通气法监测结果较为接近.[结论]施肥深度和灌水条件是否与当地大田操作一致,是氨挥发测定值能否反映田间真实值的关键;三种监测方法对氨挥发田间原位监测是系统影响,密闭法结果偏低,抽气法是否反映田间真实值与抽气速率相关;通气法不需动力,可适用于田间多处理试验.     

不同复合材料对氮肥在土壤中氨挥发的影响

采用6种材料与碳铵、尿素复合，通过室内土壤培养试验，研究了不同材料与碳铵、尿素复合后对氨挥发的影响。结果表明，不同复合材料对氨挥发的作用效果不同。聚丙烯酰胺抑制氮肥氨挥发的效果最好，其次是沸石和胡敏酸处理，羧甲基纤维素钠对2种氮肥的氨挥发均有抑制作用，但作用效果较前3种复合材料稍差。柠檬酸处理对两种肥料在前期的氨挥发有一定抑制作用。硅酸钠与尿素复合后对整个培养过程的氨挥发有促进作用，与碳铵复合后对后期氨挥发有促进作用。     

生物质炭对伊乐藻堆肥过程氨挥发的作用效应研究

针对水生植物堆肥过程中氮素损失严重的现状,探讨以生物质炭为添加剂的堆肥体氨挥发控制技术,以伊乐藻和稻草为供试材料,采用静态高温好氧堆肥的方法,在生物质炭不同添加比例条件下,监测了伊乐藻与稻草混合堆置过程中氨挥发及其影响因素的变化动态。结果表明:整个堆肥过程中,氨累积挥发量与生物质炭添加比例关系密切(P0.01),与不添加生物质炭的常规对照处理相比,添加比例为5%、10%的处理增加了氨的累积挥发量,而添加比例为15%、20%的处理降低了氨的累积挥发量;不同堆肥时间段,生物质炭不同添加比例处理0~3 d的氨累积挥发量均大于对照,4~6 d的氨累积挥发量,除添加比例5%处理外,均小于对照;伊乐藻堆肥体的氨挥发速率与堆温、铵态氮含量具有显著的偏相关性,其偏相关性均达到P0.05的显著水平;增加生物质炭添加比例,不仅提高了堆肥温度,对堆肥体的氨挥发损失具有负向的促进作用,同时也降低了堆肥体的铵态氮含量,对堆肥体的氨挥发损失具有正向的抑制作用,生物质炭对伊乐藻堆肥体氮素的氨挥发损失具有促进与抑制双重性的作用效应。     

棉花秸秆及其生物炭对滴灌棉田氨挥发的影响

土壤氨挥发是干旱区农田氮肥损失的重要途径之一,通过田间试验研究了施用棉花秸秆及其生物炭对滴灌棉田土壤无机氮含量及氨挥发的影响。试验设对照、施用棉花秸秆(12 t·hm-2)和等碳量生物炭(4.5t·hm-2)三个处理,每个处理设置不施氮肥和施氮450 kg N·hm-2两种条件。试验结果表明,施用棉花秸秆和生物炭可显著降低土壤NH+4-N含量,分别较对照降低8.01%~19.88%和5.49%~9.90%。棉花秸秆及其生物炭处理土壤NO-3-N含量和脲酶活性在不施氮肥条件下显著降低,而在施氮肥条件下显著增加。不施氮肥条件下,棉花秸秆和生物炭处理土壤氨挥发较对照分别降低22.06%和21.27%;而在施氮450 kg N·hm-2条件下,分别降低30.58%和40.59%。因此,棉花秸秆及其生物炭还田都可以减少滴灌棉田氨挥发,其中生物炭还田效果更显著,是一种更好的秸秆利用方式。     

生物质炭对华北平原4种典型土壤冬小麦生育前期氨挥发的影响

为了探明生物质炭对华北平原土壤氨挥发的影响,以该区域4种典型土壤（水稻土、砂姜黑土、褐土、潮土）为研究对象进行微区试验,设置了对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施生物质炭（BC）、化肥配施生物质炭（BC+NPK）4个处理,于冬小麦生育前期观测土壤氨挥发损失,分析土壤矿质氮含量、土壤pH和温度对土壤氨挥发的影响。结果表明,4种土壤单施化肥处理氨挥发累积损失分别为2.70、3.14、2.90、4.00 kg N·hm^-2,占施氮量的比例（氨挥发损失率）为3.3%、3.8%、3.5%、4.9%。与单施化肥相比,化肥配施生物质炭可以降低砂姜黑土（15.3%）和潮土（14.8%）的氨挥发损失,但增加了水稻土（3.0%）和褐土（6.9%）氨挥发。添加生物质炭显著提升土壤pH值和土壤温度,相关性分析表明,土壤pH值是决定生物质炭对土壤氨挥发增减的关键因素。综上所述,在华北平原砂姜黑土和潮土施用生物质炭可以有效降低小麦生育前期土壤氨挥发。     

玉米秸秆生物炭及其老化对石灰性农田土壤氨挥发的影响

为探明玉米秸秆粉末、新鲜和老化(自然老化、高温老化、冻融循环老化)玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氨挥发的影响,将不同材料按2%(质量比)与土壤充分混匀,开展为期29 d的室内静态土壤培养实验,研究土壤氨挥发速率的日变化以及整个培养期间的氨挥发累积量。同时,为探究不同材料对土壤氨挥发影响的机理,测定了培养初态和终态土壤样品的无机氮含量、氨氧化速率和氨氧化细菌数量,并研究了不同材料对水中NH_4~+-N的吸附特性。结果表明,在整个培养过程中,与未添加外源材料处理相比,添加冻融循环老化生物炭或高温老化生物炭处理的氨挥发累积量减少了30%,添加自然老化生物炭或新鲜生物炭处理的氨挥发累积量减少了23%,添加玉米秸秆粉末处理的氨挥发累积量减少了19%。施氮肥后1~10 d为土壤氨挥发的主要阶段,该阶段氨挥发累积量占整个培养过程氨挥发累积量的90%以上。不同材料对土壤氨挥发影响的机理研究表明,冻融循环老化生物炭和高温老化生物炭较强的氨挥发抑制作用与其较强的土壤氨氧化促进作用以及NH_4~+-N吸附能力有关。本研究有助于深刻理解新鲜和老化玉米秸秆生物炭还田对石灰性农田土壤氨挥发的影响,为降低土壤氨挥发提供有效途径,为生物炭在黄土高原的农业工程应用提供理论借鉴。     

不同氮肥管理模式对稻田氨挥发的影响

采用通气法测定氨挥发量,研究了农户传统施氮、氮化肥减量、按需施氮、新型缓控释氮肥、有机无机配施氮等不同氮肥管理模式条件下稻田氨挥发的影响.结果表明,施氮后稻田氨挥发损失明显,主要发生在施肥后1周内,在施肥后第2天达到峰值,且随施氮量的增加氨挥发通量增加.采用有机无机配施的减氮施肥模式能够显著减少氨挥发损失.而新型缓控释氮肥有其慢速、长期释肥的特点,但在减低氨挥发损失方面效果不明显.     

增值尿素对氨挥发和土壤脲酶活性的影响

通过向普通尿素中添加不同类型有机物料增值剂,利用熔融造粒工艺研制出不同类型的增值尿素新产品,在25℃、土壤培养条件下与普通尿素比较,研究了不同类型增值尿素的氨挥发、土壤脲酶活性及二者之间的关系。结果表明,培养4周后,与普通尿素（u）相比,增值尿素品种F-5和H-5的氨挥发累积量分别减少了15．2％和13．3％,其中前者推迟了氨挥发高峰出现的时间,两者显著降低了氨挥发的峰值,且在整个培养期表现出了较好的稳定性。F-5和H-5品种在施肥后的前1周都显著降低了土壤脲酶活性,延缓了尿素态氮在土壤中的转化进程。与普通尿素相比,F类和H类增值尿素在减少氨挥发损失和抑制脲酶活性方面表现效果良好。     

秸秆直接还田与炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮损失的主要形式之一。本研究采用温室土柱试验方法,设置不施氮肥(0N)、秸秆还田(ST)、生物炭(秸秆炭化)还田(BI)、常规施肥(CF)、秸秆还田配施氮肥(NST)、生物炭还田配施氮肥(NBI)6个处理,研究等量氮素投入条件下秸秆还田及其炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发排放的影响。结果表明,与CF处理相比,NST处理在分蘖期显著(P<0.05)降低了田面水的pH值,提高了田面水的NH⁺₄-N含量;NBI处理显著(P<0.05)提高了水稻成熟期的土壤pH值和土壤NH⁺₄-N含量,降低了土壤NO^-₃-N含量。总的来看,NBI处理在试验条件下对土壤氨挥发具有较好的抑制作用,氨累积挥发量较CF处理显著(P<0.05)降低28.9%。     

秸秆炭化还田对热带土壤-水稻体系氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮肥的主要损失途径之一。作为改良土壤和提高农业可持续性发展的优良农艺措施,秸秆炭化还田对氨挥发减排具有良好的效果。本研究通过土柱试验,设置不施氮肥(ON)、单施化肥(CT)、施用生物炭(BI)、生物炭+化肥(CBI)、添加秸秆(ST)、秸秆+化肥(CST)6个处理,研究了水稻秸秆直接还田和炭化还田对热带土壤-水稻体系氨挥发的影响。结果表明:与秸秆直接还田相比,炭化还田降低了稻田氨挥发排放通量和累积氨挥发量;与CT相比,CBI处理的累积氨挥发量减少了4.1%。这主要是因为生物炭具有独特的理化性质,可通过吸附降低田面水中铵态氮(NH₄⁺-N)的浓度。秸秆炭化还田是控制热带水稻种植系统氨挥发、减少农业面源污染的有效途径。     

保水剂对氮肥氨挥发和氮磷钾养分淋溶损失的影响

采用“静态吸收法”和“土柱淋溶法”室内模拟试验,研究了保水剂施入土壤后对尿素氨挥发以及对尿素、磷酸一铵、氯化钾养分淋溶损失的影响.结果表明,土壤中施入保水剂后,尿素氨挥发量显著降低,并随着保水剂用量的增加效果更加明显.氨挥发量的降低与土壤含水量、土壤脲酶活性和土壤pH有关.土壤含水量较高时,土壤脲酶活性和土壤pH较低,尿素氨挥发量也较少,土壤含水量为田间持水量的75%和100%时,施用0.05%～0.80%的保水剂,尿素累积氨挥发量分别较不施保水剂处理减少8.97%～47.65%和16.78%～72.40%.土壤中施入保水剂同样能减少氮、磷、钾养分的淋溶损失,对于氮、钾养分来说,随着保水剂用量的增加,养分淋失量显著减少,但对于磷素养分来说,养分淋失量并不随着保水剂用量的增加而减少.施用0.05%～0.20%的保水剂时,氮、磷、钾养分累积淋失量分别较较不施保水剂处理减少13.60%～39.62%、28.31%～16.96%和6.76%～24.55%.     

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征

[目的]研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响.[方法]以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm2)、低氮(N1:112.5 kg/hm2、N2:225 kg/hm2)、中氮(N3:450 kg/hm2)、高氮(N4:7...     

辽河平原玉米田不同施肥下的土壤氨挥发特征

【目的】通过不同施肥措施对氨气排放贡献的研究,获得辽河平原化肥施用本地化的氨排放因子,为大气环境和生态等领域的相关研究提供参考借鉴。【方法】于2018年5—10月在沈阳农业大学试验基地开展不同施肥措施下的氨气排放的大田试验,以基肥施树脂包衣缓释化肥、拔节期追施尿素为常规施肥方式,设置无氮处理（T0）、常规施肥减半（T1）、常规施肥+生物炭（T2）、常规施肥一次性施入（T3）、常规施肥（T4）5个处理。采用通气法在玉米全生育期内定时收集氨气,利用流动分析仪检测计算氨排放通量,同时测定土壤铵态氮含量。【结果】施基肥后氨挥发速率呈现双峰趋势,各处理分别于施基肥后第1—2天或第5—7天达到氨挥发速率最大值,施基肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥减半（T1）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥（T4）>无氮处理（T0）;施追肥后各处理均于第1—2天达到氨挥发速率最大值,追肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥（T4）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥减半（T1）>常规施肥一次性施入（T3）>无氮处理（T0）。氨挥发损失累积量表现为常规施肥+生物炭（T2)>常规施肥（T4）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥减半（T1）>无氮处理（T0）。各时期各处理间的土壤铵态氮含量差异并不显著,但土壤铵态氮含量和同时期土壤氨挥发速率呈现出相似的变化趋势,施追肥后两者的变化趋势比施基肥后更加相似。由于T1、T2、T4追肥期施尿素,尿素释放铵态氮比缓释化肥更加迅速,同时氨挥发也相对较快。整体来看,减少50%施氮量,氨挥发损失累积量只减少20%。各处理间生长季内氨挥发损失累积量差异显著,常规施肥+生物炭（T2）的氨挥发损失累积量最多,在施氮量相同的情况下,加施生物炭氨挥发损失累积量增加22%。全生长季施氮量相同的情况下,一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥的措施比以尿素作为追肥的措施的氨挥发累积量减少12%。【结论】氨挥发随着施氮量增加呈现边际递减效应。生物炭促进了农田氨挥发,玉米秸秆生物炭呈碱性,导致了氨挥发累积量的增加,但其具有孔隙度和比表面积大、吸附效果强的特点,可改良土壤和减少其他温室气体。一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥显著降低了氨挥发。