秸秆及生物炭添加对燥红壤N_2O排放的影响

通过室内培养研究生物炭和秸秆施用之初对N_2O排放的影响。试验设生物炭(BC,用量为烘干土的1%)、秸秆(S,与生物炭等氮量)和空白(CK)3个处理。培养在75%田间持水量,30℃恒温箱中进行。结果表明,添加秸秆和生物炭均可改善土壤性状,显著提高土壤pH值、有机碳含量和阳离子交换量(CEC),其中秸秆对土壤pH值和速效钾的改善作用更突出。秸秆可以显著减少硝态氮和铵态氮的含量,促进氮的生物固持,由此显著减少N_2O的排放。生物炭能显著促进硝化作用的进程,提高硝化程度,使得土壤N_2O集中于短时间内排放,但与CK相比,没有显著差异,造成这一原因可能源于生物炭的用量少,影响了其对N_2O的吸附。生物炭施用利于土壤硝态氮的累积,热带的气候和土壤条件下,显著增加了硝态氮淋失的风险。     

硝化抑制剂双氰胺施用对水稻产量和温室气体排放的影响

为探究施用硝化抑制剂双氰胺对水稻产量和温室气体排放的影响,以常规粳稻品种南粳9108为供试材料进行盆栽试验,设置常规氮肥(CK)和常规氮肥配施硝化抑制剂双氰胺(DCD)2个处理。采用静态箱-气相色谱法连续监测稻田温室气体排放动态变化。结果表明,与CK相比,DCD显著提高了水稻产量(15.1%)和地上部生物量(28.4%),并且显著降低了稻田甲烷(CH₄)累积排放量(22.2%)、氧化亚氮(N₂O)累积排放量(56.0%)、综合温室效应(GWP)(24.4%)和温室气体排放强度(GHGI)(31.7%)。可见,常规氮肥配施硝化抑制剂双氰胺可以协同实现水稻丰产和稻田温室气体减排。     

生物炭对环丙沙星在热带土壤中吸附行为的影响

以热带农业废弃物甘蔗渣为材料，在3种温度（350、450、550 ℃）下制备不同碳化度的生物炭（分别记为BC350、BC450、BC550），研究其对环丙沙星在砖红壤中吸附-解吸行为的影响。研究结果表明，环丙沙星在砖红壤和添加水平为1.0％的生物炭土壤上的吸附过程可以分为快速和缓慢2个阶段，伪二级动力学模型能很好地描述砖红壤和生物炭土壤吸附环丙沙星的动力学过程（r>0.989，p<0.01）；添加质量浓度分别为0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1.0％的3种生物炭提高了砖红壤对环丙沙星的吸附量，且随着生物炭添加量的增加，吸附量逐渐增加。环丙沙星在生物炭土壤中的吸附-解吸过程能够采用Freundlich模型和Langmuir模型进行较好的拟合（r>0.984，p<0.01）；添加生物炭后土壤对环丙沙星的解吸过程并非吸附的可逆过程，其吸附-解吸过程具有明显的迟滞效应，环丙沙星在生物炭土壤中的解吸滞后指数提高了1.32~1.86倍。生物炭对土壤中环丙沙星有一定的固定作用，环丙沙星在被生物炭土壤吸附后，解吸较为困难，因此可以降低环丙沙星在环境中迁移的生态风险。     

生物炭与氮肥施用对双季稻田温室气体排放的影响

以我国南方双季稻田为研究对象,旨在探究生物炭与氮肥施用对稻田温室气体排放的影响.试验共设置5个处理,分别为不施氮肥不施生物炭(N0B0)、单施40 t/hm2生物炭(N0B2)、单施氮肥(N1B0)、氮肥配施20 t/hm2生物炭(N1B1)、氮肥配施40 t/hm2生物炭(N1B2).采用静态暗箱-气象色谱法连续监测...     

施用生物炭对华北平原土壤水分和夏玉米生长发育的影响

2014～2017年在中国农业大学吴桥实验站设每年施用生物炭7 200 kg/hm~2(T1)、3 600 kg/hm~2(T2)、1 800 kg/hm~2(T3)和不施生物炭(CK)4个处理,探究施用生物炭对土壤水分和夏玉米生长发育的影响。结果表明,与CK处理相比,T1和T2处理的子粒产量分别降低10.59%～10.80%和6.30%～7.76%(P0.05)。施用生物炭显著降低全生育期的耗水量,提高水分利用效率。与T3和CK处理相比,T1和T2处理显著降低主要生育时期的SPAD值、光合速率、气孔导度和蒸腾速率,花后的叶面积指数也较低,从而降低花后的干物质积累。施用生物炭可以增加土壤含水量,减少夏玉米耗水量,进而提高水分利用效率;中高量的施用降低夏玉米和周年的子粒产量。因此,在华北平原生物炭施用量建议以低量为宜。     

生物炭与肥料配施对土壤养分及玉米产量的影响

采用田间试验的方法,设无生物炭无肥料(CK)、常规施肥(F1)、80%常规施肥(F2)、80%常规施肥+20%生物炭(F2B)、70%常规施肥(F3)以及70%常规施肥+30%生物炭(F3B)6个处理,研究生物炭和肥料配施对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾及玉米不同生育期干物质积累和产量的影响。结果表明,生物炭与肥料配施处理(F2B、F3B)较单施肥处理(F2、F3)在不同程度上提高土壤有机质、土壤全氮、有效磷、速效钾含量、玉米各生育期干物质量及产量。F2B处理的玉米产量略高于F1处理,二者差异不显著。与常规施肥相比,生物炭与化肥合理配施改善土壤养分状况。试验区最佳肥料-生物炭施用量效配比为80%常规肥+20%生物炭。     

施用石灰与生物炭对酸性土壤花生氮素吸收及产量的影响

为明确石灰与生物炭对酸化土壤改良及花生氮营养的作用效果,通过田间小区试验,研究了石灰、生物炭单施与配施对酸化土壤性质、花生氮素吸收利用及生长发育的影响。结果表明,与CK相比,单施石灰显著提高了土壤pH值、有机质、碱解氮和交换性钙含量,花生植株氮吸收量和收获指数显著增加13.1%和4.6%,花生生物量和产量显著提高11.7%和16.1%;单施生物炭显著增加了土壤pH值、有机质、碱解氮含量和土壤碳氮比,但对花生氮吸收量、生物量和产量无显著影响;表明酸性土壤明显抑制了花生生长,单施石灰促进花生生长及氮高效利用效果优于生物炭。石灰与生物炭配施后,土壤pH值、有机质、碱解氮、交换性钙含量及碳氮比更协调,花生植株氮吸收量、氮利用率、生物量和产量均得到进一步提高。所有处理中,4500 kg/hm²生物炭配施450 kg/hm²石灰处理的花生植株氮吸收量、氮收获指数、氮利用率、生物量及产量最高,分别比CK增加30.7%、8.7%、5.7%、27.6%和35.8%。因此,4500 kg/hm²石灰和450 kg/hm²生物炭配施是酸性土壤改良、氮素高效及花生高产栽培的有效手段。     

施用不同配比生物炭对橡胶树根系生长的短期响应

本研究探讨施用4种用量的生物炭对橡胶根系短期的影响。结果表明:随着生物炭用量的增加,土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量和pH呈增加趋势,而容重呈下降趋势;施用不同用量生物炭处理对橡胶树根重、根长、根面积和根体积的影响各异,与对照相比,生物炭低配比(1%)和高配比(10%和15%)的施用量短期内对橡胶树根鲜重、根长、根表面积和根体积均无显著影响,而施用配比含量为5%的生物炭处理短期内显著提高了橡胶树根鲜重、根长、根表面积和根体积;同时,不同施用量生物炭处理的橡胶树吸收根占总根重的比例介于64.8%~76.1%之间。综上所述,施用配比含量为5%的生物炭可在短期内显著促进橡胶根系的生长。     

生物炭对土壤化学性质及水稻苗期生长的影响

研究表明,采用盆栽法,在土壤中添加油菜秸秆生物炭可极显著提高土壤的pH值和有机质含量,但对土壤全氮、碱解氮含量无显著影响;添加生物炭可显著或极显著增加水稻的根系活力、总根长、总根表面积、总根体积、分蘖数、叶面积、叶片叶绿素含量以及水稻各部位(根、茎、叶)干物质量.综上,添加生物炭有利于改善土壤肥力,进而促进水稻苗期根系...     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响

【目的】本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理。【方法】本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)。在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理。【结果】1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%。2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应。3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响。【结论】脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义。     

Mitigating N2O and NO Emissions from Direct-Seeded Rice with Nitrification Inhibitor and Urea Deep Placement

Soil-emitted nitrous oxide (N₂O) and nitric oxide (NO) in crop production are harmful nitrogen (N) emissions that may contribute both directly and indirectly to global warming. Application of nitrification inhibitors, such as dicyandiamide (DCD), and urea deep placement (UDP), are considered effective approaches to reduce these emissions. This study investigated the effects of DCD and UDP, compared to urea and potassium nitrate, on emissions, nitrogen use efficiency and grain yields under direct-seeded rice. High-frequency measurements of N₂O and NO emissions were conducted using the automated closed chamber method throughout the crop-growing season and during the ratoon crop. Both UDP and DCD were effective in reducing N₂O emissions by 95% and 73%, respectively. The highest emission factor (1.53% of applied N) was observed in urea, while the lowest was in UDP (0.08%). Emission peaks were mainly associated with fertilization events and appeared within one to two weeks of fertilization. Those emission peaks contributed to 65%–98% of the total seasonal emissions. Residual effects of fertilizer treatments on the N₂O emissions from the ratoon crop were not significant; however, the urea treatment contributed 2%, whereas UDP contributed to 44% of the total annual emissions. On the other hand, cumulative NO emissions were not significant in either the rice or ratoon crops. UDP and DCD increased grain yields by 16%–19% and N recovery efficiency by 30%–40% over urea. The results suggested that the use of DCD and UDP could mitigate N₂O emissions and increase grain yields and nitrogen use efficiency under direct-seeded rice condition.     

不同土壤N_2O排放的研究

以森林和蔬菜土壤作对照,采用实验室培养研究了高产、中产和低产等三种茶园土壤N2O的排放水平,试验设不加氮(对照)与加氮[200mg/kg,(NH4)2SO4]二处理,在25℃恒温培养0、1、3、7和14d时分别取样检测N2O释放量。另外,选择两种茶园土壤研究了土壤含水量与加氮对N2O排放影响的交互作用。结果表明,对于不加氮的对照土壤组,高产茶园具有较高的N2O排放量,14d内平均日排放量高达11.26mg/(kg·d)(以纯氮计),显著高于其它四种土壤;但对于加氮处理组,以菜园土壤的N2O排放水平最高,极显著高于茶园和林地土壤;所有五种土壤加氮后,N2O排放量均有明显提高。茶园土壤N2O排放水平随着土壤含水量的提高而增加,并与施氮存在显著的正交互作用,当土壤含水量较高时施氮具有刺激N2O排放的作用。文章根据土壤培养期间NH4+和NO3-含量的变化就N2O形成机理进行了讨论。     

不同类型茶园土壤N2O排放速率及其影响因素

对不同生产力(高、中、低产)和种植年限(10、45、100 a)的茶园及与其相邻林地土壤N2O的排放速率进行了田间原位测定,并探究其与土壤pH、有机碳、总氮、水溶性有机碳氮、微生物生物量碳氮(MBN)、铵态氮和硝态氮等土壤理化性质的关系.结果表明,不同类型茶园间的土壤理化性质有显著差异,且各土壤理化性质之间有一定相关性...     

生物炭添加对潮棕壤土壤性状及玉米生长的影响

采用田间微区试验方法,研究不同生物炭添加量[0(CK)、22.5 t/hm2(C1)、67.5 t/hm2(C2)和112.5 t/hm2(C3)]对玉米不同生长期土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、玉米生长和产量的影响。结果表明,生物炭添加提高了土壤MBC和SOC含量,处理组C1、C2和C3的SOC含量较对照组CK增加20.9%、57.25%和93.23%,并且MBC占SOC比例的变化表明生物炭的添加促进了土壤MBC对土壤有机质(SOM)的贡献。另外,在生物炭添加处理下,土壤含水量和土壤MBC呈显著的正相关。生物炭的添加增加了开花期玉米的株高、茎粗、叶面积指数以及成熟期玉米的百粒重和产量。相比于对照组CK,处理组C2和C3株高增加15.99%、21.55%,茎粗增加13.77%、9.64%,产量增加23.23%、23.12%;处理组C1、C2和C3叶面积指数高于CK 13.89%、44.52%和47.26%。     

施生物炭和有机肥对白浆土理化性质和玉米产量的影响

分析施不同量生物炭(C0、C1、C2、C3)及有机肥(OM)对白浆土理化性质及玉米产量的影响.两年试验结果表明,与常规对照(C0)相比,施15000 kg/hm2生物炭(C1)对玉米增产不显著,施用高量生物炭(C2、C3)和有机肥均增产,最高增产31.3％,C2与C3处理的产量差异不显著.与常规对照相比,施生物炭可显著...     

生物炭对滨海盐土区麦田N2O排放和小麦产量的影响

为了解氮肥配施生物炭对滨海盐土区麦田N₂O排放和小麦产量的影响,设置不施氮（N0）、农民常规施氮（N1）、氮肥配施20 t·hm^-2生物炭（N1B1)和氮肥配施40 t·hm^-2生物炭（N1B2) 4个处理,采用静态暗箱 气相色谱法对滨海盐土区麦田不同处理间N₂O排放通量进行观测和比较。结果表明,施用氮肥（N1）后滨海盐土区麦田N₂O累积排放量和小麦产量较N0处理分别增加了70.4%和50.5%（P<0.05）,施氮对单位产量N₂O排放量以及土壤反硝化酶活性（DEA）没有显著影响（P>0.05）。与N0处理相比,N1B1、N1B2处理下土壤硝化潜势（PNR）分别降低了16.9%（P<0.05）和19.9%（P<0.05）。在所有施氮处理中,生物炭的N₂O减排作用较明显,但是没有显著增加小麦产量。与N1处理相比,N1B1处理下土壤N₂O累积排放量、PNR、DEA分别降低了17.4%、17.6%（P<0.05）和29.4%（P<0.05）,N1B2处理下分别降低了28.8%（P<0.05）、20.5%（P<0.05）和3.4%。N1B1与N1B2处理间土壤N₂O累积排放量、PNR、DEA和小麦产量均无显著差异。因此,滨海盐土区实行氮肥配施生物炭在保证小麦稳产的同时有助于减少N₂O排放。     

茶园土壤N2O产出与排放研究进展

化肥的大量施用使得酸性茶园土壤N₂O排放量大量增加,成为大气重要的N₂O排放源,加剧了全球气候变暖和臭氧层破坏。本文综述了茶园土壤N₂O的产出机制及排放的影响因素,探讨了不同N₂O减排措施的实际效果,并提出研究展望。     

化肥减量配合有机替代对赤红壤常年菜地蔬菜生长及土壤氮平衡的影响

以赤红壤常年菜地系统为研究对象,采用田间小区试验方法,设置不同处理[对照CK、常规施肥CF、优化施肥OPT及优化施肥化肥氮10%、20%、30%有机替代(T₁₀、T₂₀、T₃₀)],研究菜地养分优化减施及有机替代对小白菜生长及土壤氮平衡影响。试验连续种植4茬。结果显示,施肥显著增加小白菜产量,不同施肥处理肥料增产贡献率为23.1%～39.6%。常规施肥处理小白菜产量在3169～3369 kg/667 m^2之间,4茬小白菜总吸氮量为33.4 kg/667 m^2、平均氮肥利用率31.2%。相比常规施肥,优化施肥及优化施肥化肥氮有机替代10%、20%、30%处理分别降低化肥用量35%、38%、41%和44%,小白菜产量、氮吸收量及氮肥利用率均与常规施肥处理无显著差异。常规施肥条件下小白菜种植系统(4茬)氮盈余量10.3 kg/667 m^2,优化施肥及化肥氮有机替代降低土壤氮盈余量18%～48%。总体上,赤红壤常年菜地系统化肥减量使用35%～44%可保障蔬菜产量不降低基础上,有效降低土壤氮盈余及潜在面源污染风险。优化施肥条件下化肥氮有机替代有利于进一步降低化肥氮投入量,实现菜地系统化肥深度减施。优化施肥及化肥氮有机替代可作为区域菜地系统推荐施肥技术方案。