马铃薯生物炭对土壤中Cd的钝化效果

【目的】 研究马铃薯生物炭对土壤中镉的钝化效果。【方法】 以马铃薯秸秆为原料,研究不同温度制备的3种生物炭(B300、B400、B600)对水中Cd²⁺的吸附效果;采用室内培养实验,研究不同添加量(0.5%、1.5%、3.0%)生物炭(B400℃)对2种宁南山区典型土壤(黑垆土和山地草甸土)的pH、有机碳及DTPA-Cd含量的影响;采用盆栽试验,分析生物炭对土壤中Cd的钝化效果。【结果】 3种生物炭对Cd²⁺吸附能力的大小顺序为:B400>B300>B600;生物炭显著降低2种土壤中DTPA-Cd含量,其中3.0%添加量效果最好,黑垆土DTPA-Cd含量降低幅度大于山地草甸土;2种土壤的pH值和有机碳含量均与各自DTPA-Cd含量变化呈现显著的负相关;3.0%添加量的马铃薯生物炭能促进玉米的生长,降低玉米对Cd的吸收,有效抑制Cd由土壤到玉米体内的转移。【结论】 马铃薯秸秆生物炭对2种土壤中Cd的钝化效应明显。     

生物炭对宁南山区不同质地土壤水分保蓄能力的影响

通过室内用PVC管装土土柱模拟法,对宁南山区不同质地土壤增施生物炭后持水能力的变化进行研究。分别对黄绵土、黑垆土在使用不同质量梯度生物炭的情况下水分入渗特性、自然含水量、淋溶液体积变化的试验研究,明确生物炭对不同质地土壤水分保蓄能力的影响。结果表明:随着生物炭量增加,土壤保水能力增强,黑垆土中施入生物炭后保水性能优于黄绵土。     

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%。     

生物炭对黏质砂红壤沼液入渗减渗效果的影响

为减缓黏质砂红壤沼液水分下渗,本研究以生物炭不同混掺量和不同混掺厚度为影响因子进行室内土柱模拟试验,设置3种生物炭混掺量(1%、3%和5%)和4种混掺厚度(5、10、15 cm和20 cm),同时设置不混掺生物炭为对照处理(CK),以探究生物炭对黏质砂红壤沼液入渗减渗效果的影响,并优选出适宜的土壤水分入渗模型。结果表明:生物炭减小了沼液灌溉下红壤的湿润峰运移速率和累积入渗量,对红壤入渗表征为减渗效果。对于不同混掺量,红壤湿润锋运移速率和累积入渗量随着生物炭混掺量的增加而减小,其中5%混掺量处理为最小值。对于不同混掺厚度,1%和3%混掺量时,红壤湿润锋运移速率和累积入渗量随着混掺厚度的增加呈先减后增的趋势,其中10 cm混掺厚度处理为最小值,较CK处理平均分别减小21.62%和26.89%;5%混掺量处理下,红壤湿润锋运移距离和累积入渗量随着混掺厚度的增加呈递减趋势,其中20 cm混掺厚度处理为最小值,较CK处理分别减小35.58%和45.49%。采用Philip、Kostiakov、Horton模型对红壤水分入渗过程进行模拟,通过比较模型参数、RMSE和R²发现,...     

生物炭肥对土壤理化性质及马铃薯抗病性的影响

为验证生物炭肥对东川“红土地”土壤理化性质及马铃薯抗病性的影响,采用塘施和墒面撒施2种方式开展生物炭肥在马铃薯上的应用效果研究。结果显示,播种前施用生物炭肥可显著减缓马铃薯种植后土壤pH的下降,加速土壤有机质的降解,减缓土壤中水解性氮和有效磷含量的下降,显著增加土壤速效钾含量,提高马铃薯茎粗和植株覆盖度,显著提高马铃薯抗晚疫病、青枯病和疮痂病能力,显著提高马铃薯单株结薯数、单薯均重、单株产量、产量。施用2 000 kg/hm²的生物炭肥,采收后pH降幅比CK减少76.12%,有机质降解率比CK提高34.29%,水解性氮含量降幅比CK少74.72%,速效钾增加量是CK的2.85倍,对马铃薯晚疫病的防效为51.18%,马铃薯产量为37.02 t/hm²;塘施1 000 kg/hm²的生物炭肥有效磷含量降幅比CK低20.41%,对青枯病和疮痂病的防效分别为60.38%和54.78%。由此可知,生物炭肥用量越高越有利于土壤理化性质改良、提高马铃薯抗晚疫病能力和产量;将生物炭肥塘施更有利于提高马铃薯抗青枯病和疮痂病能力。     

施用生物炭对华北平原冬小麦土壤水分和籽粒产量的影响

为探究施用生物炭对华北平原农田土壤水分和冬小麦籽粒产量的影响,于2014—2017年在中国农业大学吴桥实验站设置施用生物炭7 200(BH)、3 600(BM)、1 800(BL)和0kg/hm~2(CK)4个处理。结果表明:与CK处理相比,BH、BM和BL处理3年平均增产分别为1.84%、7.28%和5.03%,并且降低了耗水量,水分利用效率分别提高5.96%～14.86%、9.42%～19.18%和5.96%～13.50%。同时施用生物炭增加了土壤含水量,与CK处理相比,土壤上层0～60cm BM处理增幅最大;中层60～120cm和下层120～200cm均为BL处理增幅最大(P0.05)。综上所述,施用生物炭可以增加土壤含水量和籽粒产量。统计分析表明,当施炭量分别为3 389～3 882和3 500～4 357kg/hm~2,0～60cm土层土壤含水量和籽粒产量均最高,且0～60cm土层土壤含水量与籽粒产量间存在显著的正相关关系(P0.05)。因此,施用生物炭可以增加土壤含水量,降低水分消耗,提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,在本试验条件下以施用3 000～4 500kg/hm~2为宜。     

生物炭用量与粒径对紫色土水分入渗及再分布特征的影响

为探究生物炭用量和粒径对紫色土入渗过程与持水性能的影响,采用室内一维土柱模拟试验,设置4种生物炭用量(0%,1%,3%,5%)和3种粒径(0～0.25,0.25～0.5,0.5～1 mm),其中0%施用量为对照处理(CK).结果显示：添加不同用量和粒径的生物炭均延长了湿润锋达到土柱底部的时间,相同粒径条件下湿润锋运移深度和累积入渗量随生物炭施用量的增加而降低(p<0.05), 3%施用量时较小粒径(0.25～0.5 mm)的生物炭对水分入渗的抑制作用优于大粒径(0.5～1 mm),湿润锋运移深度随入渗时间的变化规律符合幂函数.生物炭可以改变土壤剖面含水率的分布趋势,增强紫色土的持水能力,整体增效为：5%>3%>1%>CK, 0～0.25 mm>0.25～0.5 mm>0.5～1 mm>CK.入渗结束24 h时,施用生物炭处理下各土层土壤含水率均比CK高,其中土层10～30 cm中施炭处理的含水率明显增大(p<0.05),各处理土壤平均含水率较CK增加了6.48%～13.51%. Kostiakov模型对添加生物炭后紫色土的水分入渗过程的拟...     

生物炭对马铃薯脱毒苗生长发育的影响

以马铃薯脱毒苗'夏波蒂'延薯4号'两个品种为试验材料,研究了基质(以草炭蛭石体积比2∶1)中施入不同量生物炭(质量比为:0、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％)对马铃薯脱毒苗生长发育的影响.结果表明:生物炭有效地促进了两个品种脱毒苗的根系活力及农艺性状,使脱毒苗生长发育良好.生物炭处理明显提高了脱毒苗产量及品质,产量呈先增高后降低的趋势.'夏波蒂'延薯4号'脱毒苗在生物炭施用量为0.5％、0.3％时,产量较CK分别提高了 39.3％、24.4％,淀粉含量提高了 16.4％、13.8％.     

生物炭和滴灌量对陕北榆林沙土性质和马铃薯生长的影响

生物炭具有改良土壤和节水保肥增产的效应,针对榆林沙土地持水保肥能力低的问题,将滴灌施肥与生物炭相结合,探究生物炭施用量和滴灌量对土壤理化性质和马铃薯生长的影响。大田试验设置2个滴灌量水平80%ETc (W1)和100%ETc (W2),5个生物炭水平0(B0)、10(B10)、20(B20)、30(B30)和50 t·hm-2(B50),共10个处理,生育期内对土壤容重、孔隙度、有机碳、土壤水分、速效钾、硝态氮、干物质累积量及产量等进行观测。结果表明,随着生物炭施用量的增加,0—20 cm土层土壤容重显著降低,土壤孔隙度、土壤有机碳含量和土壤速效钾含量显著增加,土壤硝态氮含量和含水量先增加后减小。随着滴灌量增加,0—20 cm土层土壤容重降低,土壤孔隙度和含水量增大。生物炭的施用仅对生长后期马铃薯干物质累积量促进效果显著,表现为随着生物炭施用量的增加先增加后减少。马铃薯块茎产量和水分利用效率随着施炭量的增加先增加后减小,马铃薯块茎产量随着滴灌量的增大而增大,W2B30处理下最高,为58 263.89 kg·hm-2,但与W1B20、W1B30、W2B20处理无显著差异,而水分利用效率最...     

不同秸秆翻土还田量对土壤水分蒸发和人渗的影响

设置不同的玉米(Zea maysL.)秸秆还田量分别为3 680、4907、6 133、7 360、8 567 kg/hm2和对照共6个处理.土体内含水量在90 g/kg时,秸秆覆盖对抑制土体内水分蒸发不显著,水分子之间在毛管力的作用下比较稳定.当土体内含水量较高,为180 g/kg时,此时土体内毛管水连续运动,下层水分向上层土体弥补得较快.而秸秆翻土覆盖对土体起到阻碍作用,随着还田量增大,阻碍越明显,拟合方程为S=ptq.秸秆翻埋覆盖阻碍雨后雨水的入渗,使水分入渗延迟.     

秸秆生物炭和秸秆对麦玉轮作系统土壤养分及作物产量的影响

为探讨生物炭和秸秆在石灰性潮土区对麦玉轮作系统的影响,采用冬小麦季玉米秸秆还田-夏玉米季小麦秸秆不还田的单季还田模式,按照观测小区内实际平均玉米秸秆干物质量进行倍数施用,设置玉米秸秆0.5(S0.5)、1.0(S1.0)、1.5(S1.5)和2.0倍（S2.0）还田,以及将等量玉米秸秆全部转化为生物炭进行施用（B0.5、B1.0、B1.5、B2.0）,以无生物炭和秸秆的处理为对照（CK）,测定不同处理下的土壤养分及作物产量。结果表明,生物炭和秸秆还田处理对冬小麦、夏玉米两季的土壤全效以及速效养分具有一定的促进作用,整体上在冬小麦季对土壤养分的改善及碳氮比的提升效果优于夏玉米季。在冬小麦季,生物炭和秸秆还田处理的小麦籽粒产量较对照分别显著增加9.04%～21.76%和15.31%～22.96%;在夏玉米季,B0.5、S1.0、S1.5、S2.0处理的玉米籽粒产量较对照分别显著增产10.86%、8.72%、10.89%、12.22%。整体上施用生物炭和秸秆对冬小麦的增产效果高于夏玉米,且以秸秆还田处理的增产效果更优。因此,在鲁西平原石灰性潮土区正常施肥的基础上,在冬小麦季施加0.5倍玉米秸...     

秸秆还田对宁南半干旱地区土壤团聚体特征的影响

【目的】探明秸秆还田对土壤团聚体的影响,为宁南半干旱区作物生产及土壤培肥制度的建立提供参考。【方法】本研究通过4年秸秆还田定位试验,设置了不同秸秆粉碎还田量处理：谷子秸秆还田量为3 000 kg•hm-2 (低,L)、6 000 kg•hm-2 (中,M)、9 000 kg•hm-2 (高,H),玉米秸秆还田量为4 500 kg•hm-2 (低,L)、9 000 kg•hm-2 (中,M)、13 500 kg•hm-2 (高,H),对照为秸秆不还田。对不同处理条件下干筛和湿筛下各团聚体指标进行分析。【结果】各秸秆还田处理干筛下0—40 cm土层＞0.25 mm团聚体含量（DR0.25）、平均重量直径（mean weight diameter,DMWD）和几何平均直径（geometric mean diameter,DGMD）均显著高于CK处理,各还田处理的分形维数均显著低于CK;湿筛法分析表明,供试土壤中团聚体以机械稳定性团聚体为主,随秸秆还田量的增加,0—40 cm土层水稳性团聚体的平均重量直径（WMWD）、几何平均直径（WGMD）和分形维数的顺序均为：H,M处理＞L处理＞CK;各处理土壤团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（ELT）在0—40 cm土层内均表现出近似“Z”字形趋势,且CK显著高于各还田处理（P＜0.05）。【结论】在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤团聚体含量具有明显作用。     

生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成和有机碳分布的影响

【目的】研究生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成、稳定性以及不同粒级团聚体有机碳分布的影响,为砂姜黑土黏板障碍因子改良和合理培肥制度建立提供科学依据。【方法】在光照培养室内用砂姜黑土进行的培养试验,试验设置4个处理：对照（不施有机物料,CK）、单施生物炭（5%生物炭,B）、单施秸秆（1.5%玉米秸秆,S）和生物炭与秸秆配施（5%生物炭+1.5%的玉米秸秆,BS）。培养6个月后采集土壤样品,利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体,测定各粒级土壤团聚体有机碳含量。【结果】不同有机物料处理对＞2 mm团聚体含量影响较大,其中施用秸秆显著提高了该粒级团聚体含量。单施生物炭有利于0.053-0.25 mm粒级团聚体含量的增加;施用秸秆有利于0.5-2 mm团聚体含量的增加,较对照显著增加14%-68%。单施生物炭对平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和大于0.25 mm团聚体含量（R_0.25）无显著影响,单施秸秆和生物炭与秸秆配施则显著提高了MWD、GMD和R_0.25。同时,各有机物料施用都显著降低了团聚体分形维数（D）。与对照相比,各有机物料处理土壤有机碳含量都显著提高,其中生物炭与秸秆配施处理含量最高,较对照提高了160%。各有机物料处理不同粒级团聚体中有机碳含量也显著提高,与对照相比,各粒级有机碳含量提高了54%-353%。随土壤粒径的增大,添加生物炭处理不同粒级团聚体有机碳含量分布呈现“V”型趋势,单施秸秆处理呈逐渐增加趋势。大团聚体有机碳的贡献率为S处理＞BS处理＞CK处理＞B处理,微团聚体则表现出相反的规律。0.5-1 mm粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率最大,为6%-33%。【结论】单施生物炭对土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性的影响不显著,而生物炭与秸秆配施不仅能提高土壤大团聚体含量,增加土壤团聚体的稳定性,而且提高土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量,改善了土壤性状。相比之下,生物炭与秸秆配施是改善砂姜黑土结构和提升碳水平的最佳培肥措施。     

生物黑炭还田对红壤旱地芝麻产量及土壤养分的影响

为探讨南方丘陵区芝麻种植过程中合理的有机培肥措施,通过不同用量的秸秆和生物黑炭还田试验,研究了其对芝麻产量以及土壤pH值、有机质和氮磷钾养分含量的影响。结果表明:与常规施肥相比,秸秆和生物黑炭处理的芝麻籽粒产量分别增加了42.7%~89.0%和75.6%~118.3%,秸秆产量分别增加了24.2%~39.3%和43.6%~61.9%;同时,施用秸秆或生物黑炭可以较好地改良土壤酸化情况,并提升土壤有机质和速效氮磷钾的含量,且生物黑炭的效果优于秸秆直接还田;在试验设置的用量范围内,生物黑炭施用量越大,作物增产幅度和土壤肥力提升幅度越高。     

土壤水分入渗研究进展

采用资料查阅方式,回顾、总结了国内外土壤水分入渗机理、研究方法、影响因素等方面的研究进展,阐述了土壤水分入渗的影响因素,对入渗机理和研究方法等进行了比较分析,为进一步的土壤水分研究提供参考.     

秸秆还田对宁南旱作农田土壤水分及作物生产力的影响

在宁南旱区通过研究秸秆还田对土壤水分及作物生产力的影响,为该区土壤扩蓄增容及作物水分利用效率的提高提供理论依据.在3年秸秆还川定位试验中,设置了不同秸秆还田量处理(谷子秸秆按3 000、6000、9 000 kg·km-2粉碎还田;玉米秸秆按4 500、9 000、13 500 kg·hm-2粉碎还田,对照为秸秆不还田...     

刺槐人工林地土壤水分下渗研究

分析了不同雨量条件下刺槐林地土壤水分下渗过程,得出不同雨量下的土壤水分下渗深度即稳定渗深。阐述了降雨量、前期土壤水分含量和下渗历时与水分下渗深度的关系。     

不同秸秆生物炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土pH、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳（MBC）的影响,及其对磷脂脂肪酸（PLFA）表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理：对照（CK）、添加水稻秸秆炭300℃（RB300）、400℃（RB400）、500℃（RB500）和添加玉米秸秆炭300℃（CB300）、400℃（CB400）、500℃（CB500）。【结果】物料类型和制备温度因素显著影响裂解得到生物炭材料的养分含量和化学性质。培育试验表明,两种秸秆生物炭的添加,平均提高土壤pH值0.16个单位;土壤有机碳、速效磷和速效钾水平,分别比对照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸秆炭对土壤速效钾水平促进作用较大,而玉米秸秆炭则主要增加速效磷含量。低温裂解秸秆炭（300℃）的添加,并没有显著影响土壤碱解氮和无机氮含量;而添加RB500和CB500处理的碱解氮分别比对照低10.4%和8.1%,硝态氮含量分别比对照高63.6%和100.7%（P＜0.05）。添加生物炭处理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸总量平均比对照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸秆炭处理与对照差异不显著;两种秸秆炭的输入均可以增加革兰氏阴性细菌（G-）、革兰氏阳性细菌（G+）、放线菌和真菌的含量,且不同制备温度处理间的差异表现为300℃＜400℃＜500℃。主成分分析表明,水稻秸秆炭对土壤微生物群落结构的影响较玉米秸秆炭更为显著;不同温度水稻秸秆炭间,群落结构差异明显,而不同温度玉米秸秆炭间没有区分开来。典范对应分析结果表明,生物炭添加可以通过改变土壤性质,间接影响微生物群落结构;其中,土壤速效磷、有机碳和速效钾含量与土壤微生物群落分布显著相关。【结论】水稻和玉米秸秆炭均可以改良红壤性水稻土的酸度,提高土壤养分含量和微生物量水平;两种秸秆炭的添加均改变了土壤微生物群落结构,其中以水稻秸秆炭的影响更为明显。