生物炭与氮肥减量配施对土壤养分含量及烟叶产质量的影响

为豫中烟叶生产中合理施用生物炭,减少化肥用量提供科学依据。通过大田试验,以常规施用氮肥为对照(CK),研究了生物炭+100%常规施氮肥(B)、生物炭+85%常规施氮肥(BN1)以及生物炭+70%常规施氮肥(BN2)对土壤养分含量、烟叶化学成分及经济性状的影响。结果表明：与对照相比,生物炭与氮肥配施显著提高了土壤有机碳和溶解性有机碳含量,同时也提高了土壤全氮、硝态氮和速效钾的含量。其中有机碳和溶解性有机碳含量以BN2含量最高,分别比对照增加了31.90%和39.84%。土壤全氮、硝态氮和速效钾的含量以B处理最高,分别比对照增加了15.28%、56.40%和22.24%,且在相同生物炭用量下随着氮肥用量的减少而降低。生物炭与氮肥配施显著提高了土壤微生物碳氮的含量,与对照相比,提高幅度分别为38.76%～55.34%和78.92%～158.58%。生物炭施用条件下降低氮肥用量可以显著提高烤后烟叶总糖、还原糖含量,降低总氮和烟碱含量,改善两糖比和钾氯比,有利于提升烟叶化学成分协调性。此外,生物炭施用条件下减少15%氮肥对烤烟经济性状影响不大,但是减少30%氮肥后产量和产值则显著低于对照。因此,...     

新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响

【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥（BC+CK）和常规NPK施肥（CK）两种,生物炭施用量22.5 t·hm^-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥（BC1+CK）、高量生物炭+常规NPK施肥（BC2+CK）和常规NPK施肥（CK）3种,低量生物炭施用量22.5 t·hm^-2,高量生物炭施用量45 t·hm^-2。【结果】施用生物炭对新疆连作棉田根际和非根际土壤pH和养分有一定的影响。和常规施肥相比,灰漠土pH降低或差异不显著,风沙土则显著升高。有机质含量两组灰漠土根际土壤分别增加36.1%和7.9%,非根际土壤分别增加32.8%和15.4%;风沙土低量生物炭和高量生物炭根际土壤分别增加63.6%和295.1%,非根际土壤分别增加93.5%和108.8%。灰漠土其余养分含量规律不明显,风沙土速效磷和速效钾含量有增加趋势,速效氮含量降低。施用生物炭对新疆连作棉田根际土壤细菌和真菌数量有提升作用,风沙土作用效果好于灰漠土。两组灰漠土根际土壤细菌数量分别提高2.2%和72.1%,真菌数量分别提高80.0%和83.3%;风沙土低量和高量生物炭处理细菌数量分别提高16.1%和35.7%,真菌数量均提高了300.0%。同时施用生物炭提高了灰漠土根际和非根际土壤纤维素分解菌和自生固氮菌的数量,但亚硝化细菌数量有降低趋势;风沙土根际和非根际土壤5类生理菌群的数量均显著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差异不显著或显著提升,但风沙土根际土壤微生物的作用效果好于非根际土壤;根际土壤Shannon指数有升高趋势。【结论】总体而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性,且风沙土的改良效果好于灰漠土。     

减氮配施炭基肥对棉田土壤养分、氮素利用率及产量的影响

针对新疆覆膜滴灌棉田生产中土壤有机质含量低和氮肥利用率不高问题,研究氮肥减量下炭基肥对棉田土壤养分、棉花产量和氮素利用效率的影响。试验于2018年在新疆石河子121团炮台土壤改良试验站进行,设置不施氮肥（T1）、减氮施肥（T2）、施炭基肥（T3）、常规施肥（T4）4个处理。结果表明：施肥处理显著提高土壤全氮、碱解氮、有效磷含量,T3处理土壤全氮、有机质、碱解氮、有效磷含量最高。不同施肥处理对棉花产量和产量构成有显著影响,同等施氮量下,T3较T2处理产量提高5.2%;从棉花单株结铃数和单铃质量可以看出,T3＞T4＞T2>T1,与产量变化趋势相同。通过氮素投入量、氮素吸收量、产量以及干物质累积量分析棉花氮素利用率和氮肥产量贡献率发现,T3处理棉田氮吸收量最高,氮素利用率为55.1%,氮肥产量贡献率为31.9%,其次为T4和T2处理。综上,在新疆覆膜滴灌棉田采用炭基肥方式(T3)进行氮肥减施15%可保持棉田产量稳定提高氮素利用效率的目标,该研究结果可为新疆棉花化肥减施增效提供数据支撑。     

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。     

施用炭基肥及生物炭对棕壤有机碳组分的影响

【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理：不施肥（CK）、低量生物炭（C15）、高量生物炭（C50）、氮磷钾配施（NPK）、炭基肥（BBF）。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后（2014年秋季）采集各处理耕层（0-20 cm）土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤（简称起始土）分别提高10%、8%;而在相同碳素（C15和BBF）或氮磷钾养分投入（NPK和BBF）条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%-15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4-232.9 kg/667m²,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理（C15）高17%,比等养分处理（NPK）高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。     

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。     

施用肥料对水稻产量及氮素吸收的影响

为探讨有机肥和炭基肥对水稻产量及氮素吸收的影响,设置不施肥(CK)、纯化肥(CF)、50%有机肥替代化肥(COF)、炭基肥(CBF)处理进行试验,采样分析水稻籽粒、秸秆中氮含量,并用全收获法测定水稻产量。结果表明,与CK相比,3个施肥处理均显著增加水稻籽粒、秸秆产量,提高土壤速效养分含量。3个施肥处理间水稻籽粒、秸秆产量和土壤速效养分含量差异不显著。水稻氮肥吸收利用率和氮肥农学利用效率排序均为COF>CBF>CF。与CF相比,COF、CBF处理的氮肥吸收利用率、农学利用率分别提高7.9、7.1百分点和89.1%、66.7%,差异显著。有机肥部分替代和施用炭基肥均能显著提高水稻氮肥利用效率。     

化肥减量配施生物菌肥和黄腐酸钾对番茄生长及肥料利用率的影响

为了促进番茄产业的绿色健康可持续发展,在设施栽培条件下,以番茄品种园艺504为材料,设计常规施肥、基肥减40%、追肥减20%、追肥减40%和不施用任何肥料5个处理,研究减施化肥配施生物菌肥和黄腐酸钾对番茄生长发育和肥料利用率的影响。结果表明,番茄株高随着施肥量的减少而降低。与CK相比,基肥减施40%处理对番茄茎粗影响不大。叶节数和果穗数表现为CK、基肥减40%和追肥减20%处理间差异不显著。化肥减施提高了番茄肥料利用率,肥料农学利用率以基肥减40%最高,与追肥减20%差异不显著。肥料偏生产力以基肥减40%最高,分别比CK、追肥减20%、追肥减40%处理高20.70%、10.38%和19.70%。产量以CK处理最高,但与基肥减40%和追肥减20%处理差异不显著。综上所述,在适当增施生物菌肥和黄腐酸钾的条件下,减少基施化肥40%或者减少追肥20%对设施番茄生长发育和产量影响不大。     

炭基肥施用对农田土壤性质及温室气体排放的影响

农业活动产生的温室气体已经成为引起全球气候变暖的主要因子之一。将生物炭作为肥料载体制备的生物质炭基肥料,不仅可以促进作物生长和增产,而且有利于土壤理化性质的改善。选择内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产基地,以当地的栗钙土为研究对象,于2014年生长季利用静态箱-气相色谱法,采用随机区组设计,研究了0、40、80 kg/hm~2炭基肥及等量N、P、K化肥(CK、H_(40)、H_(80)、M_(40)、M_(80))对土壤性质及地-气CO_2和N_2O交换通量的影响。不同施肥处理对当季土壤的pH无显著影响。施化肥和炭基肥的耕作层土壤有机质含量分别较对照增加了34.3%和30.8%。土壤碱解氮的季节变化不明显,除M_(40)之外其他所有施肥处理都没有改变土壤碱解氮的含量。生长季结束后,化肥和炭基肥处理土壤全氮含量分别较开始时增加了62.0%-68.3%和27.7%-48.0%。施化肥和炭基肥土壤CO_2通量分别较对照增加了24.6%和17.6%,但两种肥料以及同种肥料两个施肥梯度之间土壤CO_2通量均无显著差异。施化肥处理显著增加了土壤N_2O的排放,炭基肥处理土壤N_2O排放在整个试验期间均与CK无差异。H_(40)、H_(80)、M_(40)、M_(80)的农田增温潜势分别较对照增加了24.2%、26.3%、17.1%、17.8%,施用炭基肥降低了单位马铃薯产量的温室气体排放强度,其中M_(40)、M_(80)分别降低了10.5%和13.8%。综合考虑施用炭基肥的生产与环境效益,M_(80)炭基肥为当地合适的施肥推荐量。     

不同生物炭用量对湘西植烟土壤养分的影响

通过大田试验,设置不施肥(T1),常规施肥(T2),减氮5%、10%、15%、20%常规施肥基础上施生物炭450(T3)、900(T4)、1 350(T5)、1 800(T6)kg/hm~26个处理,研究生物炭对土壤养分的影响,以确定最适合湘西烤烟的生物炭用量。结果表明,随着生物炭用量的增加,各生育时期土壤有机质含量总体均呈现增加的趋势,施用生物炭处理有机质含量均大于不施肥和常规施肥处理,总体以移栽后60 d时较大,此时T6处理有机质含量最高,达37.83 g/kg,比不施肥处理增加24.72%,比常规施肥处理增加22.11%;与不施肥和常规施肥处理相比,施用生物炭可增加土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量,且其随着生物炭用量增加先增加后降低,总体上,土壤碱解氮、速效磷含量均以T4、T3处理较高,速效钾含量以T5处理效果最佳,T4处理次之;施用生物炭可以增加土壤pH值和C/N,且其均随生物炭用量增加而增加,施用生物炭处理土壤pH值平均各生育时期分别比不施肥和常规施肥处理增加7.65%~13.75%和5.28%~11.25%。综合分析,施用生物炭可提高土壤养分含量,以T4处理效果最好,适宜在产区进行示范应用。     

炭基肥与化肥配施对生菜养分吸收与产量的影响

[目的]明确生菜科学施肥技术,实现生菜高产优质生产。[方法]采用盆栽试验研究了不同炭基肥与化肥配施对生菜植株养分吸收、土壤养分、SPAD值及产量的影响。[结果]在常规施肥水平下,高量炭基肥与化肥配施能显著提高生菜产量、SPAD值、植株全钾含量、土壤碱解氮和速效钾含量;在中量炭基肥水平下,常规化肥减施显著降低了生菜叶片SPAD值、生菜植株全磷、全钾含量;化肥减施与炭基肥配施处理间产量无显著差异。[结论]炭基肥可以部分替代化肥,化肥配施高量炭基肥可促进生菜对氮、磷、钾养分的吸收利用,提高产量。     

有机肥与生物炭对小白菜光合作用及硝酸盐积累的影响

为探究提高小白菜生长及品质的适宜的施肥方式,通过小白菜盆栽试验,设置常规化肥（对照,CK）、有机肥替代化肥50%(O)和常规化肥添加3%生物炭(C)处理,研究不同施肥处理对小白菜光合作用、生长指标、硝酸还原酶活性及硝酸盐含量的影响。结果表明：有机肥和生物炭处理显著提高小白菜的干、鲜重,有机肥处理提高小白菜干重达到55%以上,生物炭处理提高小白菜干重达到30%以上。其中播种后28 d小白菜气孔导度和光合速率显著提升,42 d时蒸腾速率显著提升,不同施肥处理一定程度上提高小白菜净光合速率。56 d时,50%有机肥替代化肥和3%生物炭处理小白菜的硝酸盐含量显著低于对照,两处理小白菜的硝酸还原酶活性均显著高于对照。生长56 d时,施用50%有机肥和3%生物炭处理小白菜根际土壤中有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、土壤EC值和pH值均显著高于施用常规化肥的对照,两处理小白菜的株高,干、鲜重和根长均显著高于对照。小白菜干物质积累与胞间二氧化碳和硝酸还原酶呈显著正相关,与土壤速效养分呈显著负相关。小白菜的硝酸盐含量与胞间二氧化碳浓度和硝酸还原酶活性呈显著负相关,与土壤速效养分呈显著正相关...     

翻压紫云英条件下化肥配施生物炭基肥对水稻Cu吸收转运的影响

针对稻田土壤重金属Cu污染问题,在翻压紫云英条件下,探究化肥与生物炭基肥配施对土壤-水稻系统Cu吸收及转运的影响。采用盆栽试验,设置5个施肥处理:对照(CK,不施肥)、常规施氮(CN)、紫云英+氮肥(CNG)、紫云英+有机肥+氮肥(CNGO)、紫云英+生物炭基肥+氮肥(CNGC)。研究了不同施肥处理对早稻五优156生长和重金属Cu吸收特性的影响。结果表明:与CN相比,CNG在无污染和污染土壤中水稻籽粒产量分别提高47.1%和50.1%;与CNG相比,CNGC在无污染和污染土壤中水稻籽粒产量分别提高4.5%和12.8%。单施化肥条件下水稻植株体中Cu的总吸收量最大,且水稻根部Cu含量最高;在污染土壤中,CNG处理下水稻糙米存在一定的重金属污染风险,而在CNGC处理下糙米中Cu含量低于相关食品卫生标准(≤10.0 mg·kg~(-1))。进一步研究表明,翻压紫云英能提高Cu从根向秸秆的转运能力,而在污染土壤条件下Cu从秸秆向谷壳的转运能力会受到抑制。在污染土壤中CN处理下Cu有效态含量最高,CNGC处理比CN处理土壤Cu有效态含量降低39.4%,比CK处理降低17.6%。研究表明,翻压紫云英条件下化肥配施生物炭基肥可以提高水稻产量,抑制水稻对Cu的吸收和转运,降低水稻籽粒中Cu含量,适宜在重金属Cu污染稻田施用。     

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。     

不同有机物料对银北盐碱地土壤养分含量及其氮素有效性的影响

针对银北灌区土壤盐碱化较重的问题,为了合理施用有机物料,采用随机区组小区试验,研究T1不施肥(CK)、T2秸秆+化肥减半(ST)、T3秸秆+生物炭+化肥减半(MIX)、T4生物炭+化肥减半(BC)、T5有机肥+化肥减半(CD)、T6常规化肥(CF)几个处理对银北盐碱地土壤养分含量及其氮素有效性的影响。结果表明,各有机物料处理土壤有机质含量相对CK处理均有不同程度的提高,提高了4.55%～21.97%,其中最高的为 CD处理；不同有机物料在盐碱地上施用氮素有效性在65.7%～88.6%之间,其中氮素有效性最高的是ST处理。综合考虑,从提高盐碱地有机质的角度考虑,各有机物料中施用有机肥的效果最好,而从氮素有效性的角度看,秸秆为最佳有机物料。     

棉秆炭配施生物有机肥对连作棉花根际土壤微生态和棉花生长的影响

为了研究棉秆炭配施生物有机肥对棉花连作障碍的防控效果,采用盆栽试验,以连作棉田土壤为试验材料,设计连作土壤(CK)、连作土壤+棉秆炭(T1)、连作土壤+生物有机肥(T2)、连作土壤+棉秆炭+生物有机肥(T3)共4个处理。采用常规方法、Biolog微平板和高通量测序技术,分析不同处理对连作棉花根际土壤养分、微生物数量、功能多样性和病原真菌数量、棉花长势和与抗病性相关的叶片防御性保护酶活性的影响。结果表明:棉秆炭、生物有机肥以及二者配施可显著提高连作棉花根际土壤养分含量和可培养微生物数量,以二者配施(T3处理)的提升效果最好。与CK处理相比,T3处理土壤有机质、速效磷和速效钾含量分别显著提高46.09%、19.71%和144.75%;细菌、放线菌和真菌数量分别显著提高62.32%、63.46%和11.74%。Biolog微生物碳源利用试验表明,T3处理并没有显著增加Biolog微平板上碳源的利用,但提高了土壤微生物多样性,且不同处理间有较明显差异,糖类和氨基酸类是决定主成分分异的主要碳源。高通量测序结果表明,T3处理显著降低了Fusarium病原真菌的数量。棉秆炭、生物有机肥以及二者配施对棉花生长均起促进作用,以T3处理的效果最好,棉花的株高、茎粗、根长分别比CK处理显著增加18.24%、13.89%和14.53%,叶片多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活性分别显著提高116.28%和182.55%。综上,与对照、单施棉秆炭或生物有机肥相比,棉秆炭与生物有机肥配合施用改善了连作棉花根际土壤微生态环境,促进棉花生长,同时提高棉花的防御酶活性,能更好防控棉花连作障碍。结果为棉秆科学高效利用和棉花产业健康可持续发展提供理论依据。     

秸秆还田方式对水稻田土壤理化性质及水稻产量的影响

为了综合评价不同秸秆还田方式对低产水稻田土壤性质及水稻产量的影响,研究了秸秆原料生物炭+化肥、发酵床秸秆垫料有机肥和秸秆+猪粪有机肥施用后土壤养分、有机质、易氧化有机碳及水稻生长和产量的变化。与不施肥对照相比,不同秸秆还田方式下土壤中速效养分含量均有不同程度增加,但差异均不明显。秸秆生物炭+化肥有利于水稻稳产高产,产量高达7.86 t/hm~2,比单施化肥和不施肥对照分别增加9.78%和62.4%;秸秆生物炭施用有利于水稻分蘖期与拔节期生长和吸收养分,发酵床秸秆垫料有机肥和猪粪秸秆有机肥两种处理的水稻产量及生物量均显著低于单施化肥处理。表明不同秸秆还田方式对水稻田土壤理化性质及产量有着不同的影响,其中施用秸秆生物炭能提高土壤肥力并显著提高水稻产量。短期来看,不配施化肥而单施发酵床秸秆垫料有机肥或秸秆猪粪有机肥对水稻生长不利,长期效果有待观察。     

减氮条件下秸秆炭化与直接还田对旱地作物产量及综合温室效应的影响

[目的]本文旨在研究秸秆及生物质炭形式还田下减施氮肥对旱地作物生产及温室效应影响,以期为农业低碳生产及秸秆资源化利用提供依据。[方法]本研究选取华北平原典型旱地土壤(褐土)为研究对象,设置不同施氮水平并配合秸秆直接还田与生物质炭还田施用,对连续两个作物生长季(玉米-小麦)的产量及温室气体排放进行观测。共设置了7个施肥处理:1)不施肥处理(CK);2)常规秸秆还田配施全量化肥氮处理(SN100);3)秸秆还田配施化肥减氮10%处理(SN90);4)秸秆还田配施化肥减氮20%处理(SN80);5)生物质炭配施全量化肥氮处理(BN100);6)生物质炭配施化肥减氮10%处理(BN90);7)生物质炭还田配施化肥减氮20%处理(BN80)。采用静态箱-气相色谱法,在玉米-小麦轮作体系中进行全生育期土壤温室气体排放观测,并测定作物产量。[结果]在保持作物产量稳定的条件下,秸秆两种还田方式均可降低10%~20%的氮肥施用,但秸秆还田配合氮肥减施对作物产量的影响因作物类型而异。减施氮肥显著影响土壤温室气体排放,N_2O随氮肥施用量减少显著降低;CH_4排放主要表现为弱吸收汇;而秸秆还田处理的CO2排放随氮肥的减少而呈增加趋势,对应生物质炭还田处理的CO_2排放变化趋势相反。进一步结合作物产量分析表明,相对于常规秸秆还田措施,秸秆直接还田和炭化还田配合氮肥减施可使土壤温室气体排放强度(GHGI)分别降低36.40%~40.48%和40.48%~53.50%。[结论]生物质炭还田可在稳定旱地作物产量的前提下实现氮肥减施与低碳生产。     

蔗区土壤连续施用生物有机肥效应研究

【目的】深入了解生物有机肥在甘蔗生产上的增产效果及对土壤肥力的培肥作用,为进一步推进广西甘蔗生产提供参考。【方法】设（1）施生物有机肥;（2）施生物有机肥＋化肥;（3）施等量灭菌有机肥为对照（CK1）;（4）常规施肥（仅施用化肥）为对照（CK2）;（5）空白对照（不施肥,CK3）等5个施肥处理,连续种植3年,在收获期测定甘蔗产量、株高、茎粗、单茎重、蔗汁锤度、蔗糖分和还原糖以及土壤pH值、有机质、速效氮、速效磷、速效钾、缓效钾含量等项目。【结果】所调查蔗区约70%的土壤有机质含量在2%以上。施生物有机肥处理甘蔗平均产量为105694.5kg/ha,比施等量灭菌有机肥对照处理增产26944.5kg/ha,比常规施肥（仅施用化肥）处理增产4099.5kg/ha;施用生物有机肥处理的甘蔗蔗汁锤度和蔗糖分分别为23.1%和16.2%,较施等量灭菌有机肥分别提高0.2%和0.5%,较常规施肥处理分别提高0.8%和1.1%。连续3年施用生物有机肥后,土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量均比常规施肥（仅施用化肥）处理高;施用生物有机肥处理甘蔗对氮、磷和钾利用率分别为39.3%、12.8%和52.8%,较施等量灭菌有机肥处理提高18.3%、2.2%和21.6%,较常规施肥处理提高15.0%、4.5%和30.8%。【结论】甘蔗种植区连续3年施用生物有机肥后,土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量显著提高;施用生物有机肥能显著提高甘蔗产量和质量以及氮、磷和钾利用率。     

蔗区土壤连续施用生物有机肥效应研究

【目的】深入了解生物有机肥在甘蔗生产上的增产效果及对土壤肥力的培肥作用,为进一步推进广西甘蔗生产提供参考。【方法】设（1）施生物有机肥;（2）施生物有机肥+化肥;（3）施等量灭菌有机肥为对照（CK1）;（4）常规施肥（仅施用化肥）为对照（CK2）;（5）空白对照（不施肥,CK3）等5个施肥处理,连续种植3年,在收获期测定甘蔗产量、株高、茎粗、单茎重、蔗汁锤度、蔗糖分和还原糖以及土壤pH值、有机质、速效氮、速效磷、速效钾、缓效钾含量等项目。【结果】所调查蔗区约70%的土壤有机质含量在2%以上。施生物有机肥处理甘蔗平均产量为105694.5 kg/ha,比施等量灭菌有机肥对照处理增产26944.5 kg/ha,比常规施肥（仅施用化肥）处理增产4099.5 kg/ha;施用生物有机肥处理的甘蔗蔗汁锤度和蔗糖分分别为23.1%和16.2%,较施等量灭菌有机肥分别提高0.2%和0.5%,较常规施肥处理分别提高0.8%和1.1%。连续3年施用生物有机肥后,土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量均比常规施肥（仅施用化肥）处理高;施用生物有机肥处理甘蔗对氮、磷和钾利用率分别为39.3%、12.8%和52.8%,较施等量灭菌有机肥处理提高18.3%、2.2%和21.6%,较常规施肥处理提高15.0%、4.5%和30.8%。【结论】甘蔗种植区连续3年施用生物有机肥后,土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量显著提高;施用生物有机肥能显著提高甘蔗产量和质量以及氮、磷和钾利用率。