生物炭对塿土持水能力的影响

通过连续6年定位试验,探究较长时间施用生物炭对土壤保水作用的影响,以期为塿土区水土保持和土壤改良提供理论参考。田间试验于2011年开始,设4个生物炭施用梯度：对照,不施生物炭（B0）;5 t·hm^-2（B5）;10 t·hm^-2（B10）;20 t·hm^-2（B20）。在2017年测定了土壤含水量、土壤基础理化性质和水分累积蒸发量等。结果表明：生物炭能够显著减小土壤容重、增加土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量,且随着生物炭施入量的增加,各指标变化幅度也增大,B20与B0处理相比,土壤容重减少了8.28%,毛管孔隙度增加了20.17%,饱和含水量与田间持水量分别增加了22.17%和14.86%;生物炭显著增加了土壤团聚体稳定性,B20与B0处理相比,土壤水稳性团聚体含量增加了19.00%,团聚体破坏率和不稳定团粒指数分别降低了11.34%和9.61%;生物炭还可有效抑制土壤水分的蒸发,B10和B20处理的土壤累积蒸发量分别比B0处理减少了7.45%和10.18%。结合逐步回归分析与通径分析发现,生物炭对土壤结构的改良是其促进土壤持水能力的主要原因。土壤孔隙度和有机碳含量是影响土壤饱和含水量的主要因子,影响土壤毛管持水量的主要因子为有机碳含量和土壤毛管孔隙度,而毛管孔隙度与水稳性团聚体含量则解释了绝大部分土壤田间持水量的变化。研究表明生物炭施用可以显著改良土壤结构,提升塿土持水性能,增加干旱半干旱地区土壤的蓄水保墒能力。     

生物炭配施沼液对渗出液电导率、全氮含量及土壤理化性质的影响

为增加沼液中养分在土壤中的滞留量,提高沼液利用效率,采用室内土柱试验,设置不同沼液配比(沼液∶水(体积比)分别为1∶4、1∶6、1∶8)、生物炭混掺量(0.0%、0.5%、1.0%、2.0%(土壤质量分数))和生物炭混掺厚度(5、10、15、20 cm),探讨生物炭配施沼液对土柱渗出液电导率、土壤全氮、土壤容重、土壤水稳定性团聚体、土壤总孔隙度、pH值和土壤有机质的影响。结果表明:沼液配比为1∶8时,生物炭配施沼液对全氮淋失无明显作用,沼液配比为1∶6时,渗出液全氮淋失幅度为34.49%～66.79%,沼液配比为1∶4时,渗出液全氮淋失幅度为4.17%～71.67%,即生物炭配施沼液能有效地提高土壤中的全氮含量。随生物炭混掺量的增加,土壤>0.25 mm水稳定性团聚体含量、土壤总孔隙度和土壤有机质含量均有所增加,而随沼液配比的减小均逐渐降低,土壤>0.25 mm水稳定性团聚体较CK增加幅度为8.47%～31.99%,土壤总孔隙度增加幅度为0.76%～3.72%,土壤有机质增加幅度为4.83%～37.17%;土壤容重随土壤中生物炭混掺量和沼液配比的增大而逐渐减小,降低幅度为2...     

生物炭对和田风沙土水力特性的影响

为探究生物炭的施入量对和田风沙土水力特性的影响,设置了5个生物炭施用量处理,质量比(生物炭质量/干土质量)分别为0％(CK)、4％(T1)、8％(T2)、12％(T3)、16％(T4),利用离心机法获取土壤水分与吸力关系,定水头法获得饱和土壤导水率,通过VG-M组合模型拟合土壤水分特征曲线,探究生物炭对风沙土持水性、土...     

氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦产量及氮素利用的影响

于2019—2021年采用再裂区设计,设置氮肥、生物炭和脲酶抑制剂3个因素,主处理设5个氮水平：0、75、150、225 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2,副处理设2个生物炭水平：0 t·hm^-2和7.5 t·hm^-2,副副处理设2个脲酶抑制剂水平：0%和2%,共20个处理,研究氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦轮作体系作物产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明,施用生物炭显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素收获指数以及夏玉米地上部生物量,较不施生物炭处理分别增加4.4%和2.9%、2.3%和3.0%、25.8%和13.5%、4.9%和6.1%、4.5%;氮肥单独配施生物炭可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,且氮肥和生物炭具有显著的交互效应。施用脲酶抑制剂显著增加夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较不施脲酶抑制剂处理分别提高1.5%和3.0%;氮肥单独配施脲酶抑制剂可提高夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,但氮肥与脲酶抑制剂无显著...     

鼠李糖脂改性生物炭对盐渍土小白菜抗性及氮素吸收的影响

为探究鼠李糖脂改性生物炭对盐渍土的改良效果,通过小白菜盆栽试验,以盐渍土壤为材料,按照占土壤质量1%和2%比例各添加4种浓度的鼠李糖脂改性生物炭（浓度为250 mg·L^-1的鼠李糖脂体积(V)占生物炭质量(m)比分别为15%、10%、5%、0%）,研究了鼠李糖脂改性生物炭对盐渍土性质、氮素养分吸收以及小白菜生长和酶活性的影响。结果表明,与对照相比,鼠李糖脂改性生物炭提高了土壤有机碳含量和土壤铵态氮、硝态氮含量,但对土壤pH值无显著影响,其中,施加鼠李糖脂改性生物炭的处理与对照相比有机碳含量显著增加了55.05%~142.67%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%的处理平均与对照相比铵态氮含量显著提高了156.69%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为15%、10%的处理与对照相比硝态氮含量平均分别显著增加了37.94%、41.46%。施用鼠李糖脂改性生物炭显著增加了小白菜生物量和吸氮量,其中,改性比例为10%的处理平均分别比单施生物炭的处理增加了47.13%和43.64%。施用鼠李糖脂改性生物炭提高了叶片谷氨酰胺合成酶和过氧化物酶的活性,提高了可溶性蛋白含量,降低了丙二醛含量,其中,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%的处理平均与对照相比叶片谷氨酰胺酶活性显著提高了113.64%、过氧化物酶活性显著提高了30.87%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%和5%的处理平均分别与对照相比可溶性蛋白含量提高了7.59%和37.60%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%的处理平均与对照相比丙二醛含量显著降低了80.60%。总体看来,采用鼠李糖脂改性的生物炭可以提高盐渍土小白菜的抗性,促进其对氮素的吸收,且以改性比例为10%效果最佳。     

生物炭对黄绵土水分吸渗特征及水力学参数的影响

探究不同生物炭添加量对宁南山区黄绵土水分吸渗特征及水力学参数的变化,为提升区域生态功能及促进农业生产提供数据支撑。选取6种生物炭添加量(0、10、20、30、40和50g/kg),通过室内一维水平土柱试验,利用Philip模型拟合土壤吸渗过程并确定吸渗率(S),并推导出Van Genuchten模型中进气吸力倒数(a)、形状系数(n)及水吸力(h),利用上述水力学参数拟合土壤水分特征曲线、非饱和导水率及比水容量。结果表明：随着生物炭添加量增大,各处理湿润锋运移距离及累积入渗量均逐渐减小。与未添加生物炭处理相比各处理S分别降低了7.83%、14.99%、16.90%、23.36%和39.50%;随生物炭添加量增加,a、n及饱和导水率(K_s)逐渐减小,饱和含水率(θ_s)、滞留含水率(θ_r)逐渐增大。相同土壤含水率下,生物炭添加量增加h增大,非饱和导水率减小且增长速率逐渐降低。相同h下,生物炭添加量越大比水容量越大,水分有效性越高。可以看出添加生物炭显著增强了宁南山区黄绵土持水性能及水分有效性。     

棉隆熏蒸联合生物炭和沸石对土壤微生态及土传病原菌的影响

采用室内培养法研究棉隆熏蒸后添加常用剂量的生物炭和沸石对土壤微生态和土传病原菌的影响。结果表明：与对照相比,各处理土壤硝态氮的含量均显著增加。与仅棉隆熏蒸相比,熏蒸后添加沸石处理土壤硝态氮含量显著增加6.29%～11.74%。棉隆熏蒸后添加生物炭处理在培养期结束时土壤有效磷、速效钾、有机质含量以及电导率显著增加,土壤酸碱度降低,效果优于添加沸石处理。此外,与对照相比,棉隆熏蒸后添加生物炭还可提高土壤过氧化氢酶(5.68%～14.51%)和蔗糖酶(3.71%～12.08%)的活性。棉隆熏蒸后添加沸石的处理其土壤酶活性在培养期结束时和对照、仅棉隆熏蒸处理间无显著差异。对土壤微生物的分析结果表明,与仅棉隆熏蒸相比,棉隆熏蒸后添加生物炭和沸石处理其细菌数量显著增加3.49%～33.95%,真菌数量呈现先降低后增加的趋势。对病原菌数据分析表明,棉隆熏蒸后添加生物炭和沸石均可提高对镰刀菌和疫霉的防治效果,但沸石防治效果更好、更持久,培养期结束时对镰刀菌和疫霉的抑制率高达89.29%和72.58%。我们的研究结果表明棉隆熏蒸土壤后添加生物炭和沸石可提高土壤养分,改善土壤微生态环境,同时加强对病原菌的...     

生物质炭与不同形态氮肥配施对黄绵土氮素矿化的影响

通过室内培养试验将生物质炭施用于西北黄土高原旱地土壤,旨在探讨不同形态化学氮肥施用下施用生物质炭对土壤氮素矿化速率及无机氮库的影响。结果表明:(1)施用化学氮肥会提高土壤无机氮累积量,但会在无机氮释放高峰过后显著降低氮素矿化速率;其中,施用酰胺态氮肥和铵态氮肥对土壤氮素的矿化抑制作用强于施用硝态氮肥。(2)在无机氮释放高峰过后,生物质炭的施用会显著降低施用酰胺态氮肥处理下的氨化速率、硝化速率及净氮矿化速率,降低幅度分别为64.9%,44.6%和47.7%,且其降低程度在较低土壤含水量水平大于较高土壤含水量,而对施用硝态氮肥和铵态氮肥无显著影响。(3)生物质炭的施用一定程度上降低了施用酰胺态氮肥和铵态氮肥处理下的无机氮累积量,且在较低土壤含水量下无机氮累积低于较高土壤含水量处理。综合考虑,旱地施用酰胺态氮肥或铵态氮肥配合施用生物质炭可以有效降低土壤无机氮累积量,从而降低氮素损失的风险。     

集雨栽培冬小麦田土壤水分和矿质氮

在半湿润易旱地区的关中红油土上,研究了垄上覆膜集雨栽培措施对冬小麦(Triticumaestivum)田土壤水分和矿质氮的影响。结果表明覆膜有一定的蓄水保墒效果,冬小麦返青期,0～40cm土壤贮水量覆膜处理比不覆膜处理平均多7.7mm;覆膜能使冬小麦在生长后期更有效地利用土壤深层贮水,在小麦成熟期,100～200cm土壤贮水量覆膜处理比未覆膜处理少23.8mm。覆膜有利于作物对氮肥的吸收利用,氮肥用量相同的处理,覆膜条件下的硝态氮浓度和矿质氮累积量低于不覆膜处理;施氮也可以明显增加土壤剖面中的硝态氮含量和矿质氮累积量。     

生物炭施用对冬麦田土壤水热环境及土壤呼吸的影响

探究施用生物炭对冬麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响,对生物炭在麦田应用及农田固碳减排有重要的实践意义。2018年10月至2021年6月在关中灌区连续3 a进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为：0 t·hm^-2·a^-1（C0）、10 t·hm^-2·a^-1（C10）、20 t·hm^-2·a^-1（C20）,通过测定小麦生长季的土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量,明确不同施炭量对冬小麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响。各处理生育期内土壤呼吸速率及全生育期CO₂排放量存在显著性差异（P<0.05）,均表现为C0>C20>C10。生物炭施入增加了生育期内的平均土壤温度,同时显著提高了0～20 cm土壤含水量（P<0.05）,并减弱了土壤水分在生育期内的变化幅度。C10、C20处理3 a平均土壤含水量较C0分别增加了17.0%、29.0%。5 cm及10 cm土壤温度能分别解释土壤呼吸变化的54.7%～...     

不同土层加入生物质炭对盐分淋洗的影响

生物质炭作为土壤调理剂,能够显著地改良和培肥土壤,但对盐渍化土壤盐分淋洗的影响缺乏研究和了解。本研究采用土柱模拟试验,将蘑菇棒生物质炭以质量比10%,添加到内蒙古河套地区硫酸盐盐渍化土壤0~20 cm,0~35 cm和0~70 cm的土层中,并进行淋洗,测定淋出液和土壤盐分及主要盐分离子含量,以期了解生物质炭对土壤盐分和主要盐分离子洗脱的影响。结果表明:加入生物质炭的土柱,淋洗液出流的时间提前了34~37 d,电导率降低至5 m S·cm-1,需要的时间缩短了94~101 d;比起0~20 cm和0~70 cm土层加入生物质炭处理,0~35 cm土层加入生物质炭淋出液出流时间最早,盐分洗脱的效果最好。生物质炭对盐分离子淋洗也产生不同的影响,促进Na+、K+和Mg2+的洗脱,但抑制Ca2+洗脱;在淋洗初期生物质炭促进Cl-和SO42-洗脱,后期促进了HCO3-和CO32-的洗脱。可见,生物质炭可用作盐渍化土壤调理剂,不仅缩短盐分洗脱时间,而且还可以提高洗盐效率。     

生物质炭对盐土改良效应研究

采用小麦、糜子连续盆栽种植试验方法,研究了添加不同用量的生物质炭后,盐土中基础养分含量、Ph值、阳离子交换量、水溶性盐及其他盐分离子含量的变化,以期为生物质炭在盐土改良中的应用提供参考.结果表明:随生物质炭用量的增加,盐土中有机碳含量明显提高,矿质态氮、有效磷及速效钾变化很小;Ph值略有降低,但各处理间差异不显著;阳离子交换量大幅度增加;水溶性盐含量降低明显,其中Na+、K+、Mg2+及Ca2+降低幅度较大,C1-和SO42-含量也显著降低.在该盆栽试验中,生物质炭对盐土具有良好的改良效果.     

三江源区土地利用方式对土壤氮素特征的影响

以三江源区曲麻莱县高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的土壤全氮、有效氮、铵态氮、硝态氮、无机氮总量及比例,结果表明:4种利用方式土壤的氮素含量均处于较低水平,在0~10 cm土层,土壤全氮与有效氮含量表现出相似的规律性,人工草地最高,退化高寒草甸草原最低。与高寒草甸草原相比,退化高寒草甸草原0~10 cm土层全氮和有效氮含量分别降低了52.4%和76.2%,而10~40 cm土层的全氮和有效氮含量却明显增加。对土壤铵态氮和硝态氮含量的研究结果进一步表明,研究区域土壤中无机氮以硝态氮为主,退化导致0~10 cm土层的铵态氮和硝态氮含量降低,退化和人工种植均导致0~10 cm土层硝态氮含量明显降低,而10~20 cm和20~40 cm土层的硝态氮含量明显升高,且这两个土层之间差异不显著,40~60 cm土层又明显降低。因此,退化和人工种植均导致土壤硝态氮沿土壤剖面淋溶下移,并且淋溶主要发生在0~40 cm深度的土壤中。土壤无机氮总量与硝态氮表现出相似的规律性,对土壤无机氮总量和比例的研究也表明退化加剧了土壤氮素的矿化过程。