Ameliorating Effects of Fungus Chaff and Its Biochar on Soil Acidity

A biochar was generated from fungus chaff at 300 °C, and the ameliorating effects of fungus chaff and its biochar on an acidic Ultisol were compared using incubation experiments. Incorporation of fungus chaff and its biochar significantly increased soil pH and soil exchangeable base cations but decreased soil exchangeable acidity. The ameliorating effect was greater for the biochar than the fungus chaff, and thus the biochar was a better amendment for acidic soil than its feedstock of fungus chaff. The biochar ameliorated soil acidity mainly through the release of its contained alkaline substances, while fungus chaff increased pH of acidic soils through two mechanisms: release of alkaline substances and inhibition of soil nitrification. The incorporation of fungus chaff increased soil-available organic carbon and thus accelerated the microbial assimilation of inorganic nitrogen, while incorporation of fungus chaff biochar enhanced nitrification due to increased soil pH.     

南方茶园土壤酸化特征及交换性酸在水稳性团聚体中的分布

通过采集浙江省杭州西湖龙井茶园土壤,研究茶园土壤剖面的酸度特征、养分变化以及交换性酸在水稳性团聚体中的分布特征,以了解南方茶园土壤的酸化过程。结果表明:茶园表层土壤(0-20cm)酸化严重,最低的pHH2O值达到4.0,并且有明显的深层化趋势;表土的有机质和速效磷含量较高,速效磷含量最高可达138.2mg/kg;表土团聚体分级表明茶园土壤有良好的团聚体结构,具有良好的水稳性;除了交换性H+在0.5～0.25mm和0.25～0.106mm水稳性团聚体之间没有明显差别外,交换性酸总量、交换性H+和交换性Al 3+含量均随着水稳性团聚体粒径的减小而降低;水稳性大团聚体中交换性Al 3+相对交换性H+占有明显的优势,而在0.106～0.05mm水稳性微团聚体中交换性H+占有明显的优势。交换性酸总量、交换性H+和交换性铝主要分布于>2mm和2～0.5mm水稳性团聚体中,同时在不同粒级团聚体中的分布随粒径的减小而降低。     

秸秆及生物质炭对砖红壤酸度及交换性能的影响

为合理运用秸秆材料改良热带地区砖红壤,采用室内培养试验研究了玉米秸秆及其制备的生物质炭对海南花岗岩母质发育的砖红壤的酸度和交换性能的影响。试验设单施生物质炭(B)、生物质炭和秸秆混合施用(BCS)、单施秸秆(CS)及对照(CK)共4个处理。结果表明,添加生物质炭和秸秆显著提高土壤p H、CEC、交换性盐基总量和盐基饱和度。秸秆和生物质炭可降低土壤交换性酸,尤其是交换性酸中交换性铝含量更是显著降低,表明生物碳和秸秆施用能够有效降低砖红壤酸度,提高交换性能。不同处理改良效果的大小顺序为CSBCSB。     

磁化微咸水灌溉对土壤交换性盐基离子组成的影响

在淡水资源贫乏的土壤盐渍化地区,通过对磁化微咸水灌溉后土壤交换性盐基离子组成和水溶性盐分的测定分析,探讨地下微咸水灌溉对土壤交换性盐基离子组成的影响。结果表明:(1)微咸水灌溉中土壤交换性Mg~(2+)、K~+、Na~+降低0.7%~25%,其交换性盐基饱和度(BSP)降低7.9%~32.4%;交换性Ca~(2+)和交换性盐基总量(TEB)提高6.7%~7.9%,BSP Ca~(2+)(Ca~(2+)在交换性盐基中所占百分比)提高1.5%~3.0%;(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB、Ca~(2+)/K~+、Ca~(2+)/Mg~(2+)和Mg~(2+)/K~+均增加0.6%~51%,K~+/TEB则降低13.2%~31.3%;(2)磁化微咸水灌溉后,土壤交换性K~+、Ca~(2+)、TEB和BSP K~+、BSP Ca~(2+)含量提高13.2%~31.3%;交换性Na~+、Mg~(2+)和BSP Na~+、BSP Mg~(2+)均降低为9.3%~56.5%,呈显著差异水平(P0.05),且各交换性盐基离子平均含量大小依次为Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+K~+;Ca~(2+)/K~+、Ca~(2+)/Mg~(2+)、(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB、K~+/TEB均提高3.7%~47.8%,Mg~(2+)/K~+则降低47.8%~55.4%;(3)土壤交换性盐基离子与水溶性盐基离子K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)之间总体呈极显著相关(P0.01),与(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB均表现为极显著相关(P0.01)。综上所述,磁化微咸水灌溉改变了土壤盐基离子的交换特性和离子组成,对降低土壤盐渍化地区长期应用微咸水灌溉产生的土壤盐分积聚有良好的作用。     

秸秆生物质炭对红壤酸度的改良作用:回顾与展望

回顾了近年来用秸秆生物质炭改良红壤酸度和钝化污染红壤中重金属等方面的研究进展,并对该领域未来的发展趋势作简要展望。     

生物炭对侵蚀黑土团聚体的影响

[目的] 探讨生物炭对侵蚀黑土团聚体的修复效果,揭示生物炭对侵蚀黑土团聚体的影响机制,为修复侵蚀黑土提供科学依据。[方法] 以侵蚀黑土为研究对象,研究未剥离农田（CK）、未剥离农田施生物炭（CK+BC）、模拟侵蚀土壤（RS）、侵蚀土壤施生物炭（RS+BC）4个处理生物炭对黑土团聚体的影响。[结果] 与CK处理相比,CK+BC处理中0.25～2 mm粒级团聚体含量增加了14.01%,RS+BC处理中0.25～2 mm粒级团聚体含量比RS处理增加了12.11%,生物炭提高了团聚体的几何平均直径（GMD）和大于0.25 mm团聚体含量,增加了CK+BC和RS+BC两个处理的原土和>0.25 mm粒级团聚体中的土壤有机碳含量（SOC）,GMD分别与SOC和交换性钠呈正相关和负相关,且SOC对团聚体的胶结作用大于交换性钠的分散作用,提高了侵蚀黑土团聚体稳定性。[结论] 生物炭改善黑土侵蚀后的结构,促进了土壤团聚化,对侵蚀土壤具有良好的修复作用,是修复侵蚀黑土的有效措施。     

钢渣与生物质炭配合施用对红壤酸度的改良效果

采用厌氧热解方法制备污泥生物质炭和花生秸秆炭,研究了钢渣和生物质炭单独施用及配合施用对红壤酸度的改良效果,结果表明,钢渣、花生秸秆炭和污泥生物质炭均含有一定量的碱性物质,向红壤中添加钢渣和生物质炭可以中和土壤酸度,提高土壤pH,增加土壤交换性盐基阳离子含量,降低土壤交换性铝含量.90天培养实验结束时,这3种改良剂分别使土壤pH相对对照提高1.10、0.72和0.48.钢渣与花生秸秆炭配合施用对土壤酸度的改良效果最好,使土壤pH相对对照提高2.14,单施污泥生物质炭的改良效果最小.钢渣和生物质炭含一定量的养分元素,添加钢渣和生物质炭可以同时改善土壤肥力.钢渣含丰富的钙,添加钢渣使土壤交换性钙含量增幅最大,相对对照增加4.5倍;添加花生秸秆炭使土壤交换钾增加最显著,相对对照约增加7倍;污泥生物质炭含丰富的磷,添加污泥生物质炭使土壤有效磷增加最显著,相对对照增加5.4倍.添加钢渣和2种生物质炭均显著提高了土壤交换性镁含量,将钢渣与生物质炭配合施用,土壤交换性镁含量的增幅更大.由于钢渣和2种生物质炭的碱含量和养分含量各有特点,因此可以根据土壤酸度状况和养分含量选择将钢渣与不同生物质炭配合施用,以达到既能最大限度中和土壤酸度又能补充土壤所必需养分的目的.     

蒋家沟泥石流区新银合欢细根固土效应

以蒋家沟泥石流区不同龄级新银合欢根系为研究对象,在分析其垂直分布与构成特征的基础上,运用加筋原理研究其固土效应。结果显示,不同龄级新银合欢根系表聚现象明显,随土层深度的增加呈减少趋势,约80%集中在0—120cm土层范围内;细根（D≤1mm）在整个细根根系中所占比例较大,决定着整个细根的分布趋势;10年生新银合欢D≤1mm细根较5年生增幅明显,15年生1mm     

水分胁迫及土壤质地对新银合欢幼苗根系生长的影响

新银合欢是生物措施治理泥石流的重要树种,但在金沙江干热河谷的泥石流源区,干旱少雨和土壤砾石含量高已成为新银合欢生长的主要限制因子。为揭示新银合欢幼苗在生境中的抗逆特性,利用盆栽模拟试验,从水分胁迫和土壤质地的角度研究了非生物因素对新银合欢幼苗根系生长的影响,结果表明:对根系生长的影响水分胁迫程度大于土壤质地状况;在相同土壤质地条件下,水分胁迫程度与根系长度、累积表面积及根尖数量均呈负相关;在相同土壤水分条件下,低砾石含量的土壤对根系生长的促进作用总体优于高砾石含量的,但在极端水分条件下这种差异不明显;低砾石组和高砾石组对根系生长构成限制条件的土壤水分含量分别在8.25%、11.46%以下。     

生物黑炭对黑土根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响

采用盆栽试验,研究了生物黑炭对大豆根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响。结果表明:固氮作用强度在结荚期达到最大值,此后逐渐呈现出降低的趋势。氨化作用强度在开花期、结荚期和鼓粒期有显著差异,5%生物黑炭处理的氨化作用强度均显著高于CK处理。硝化作用强度在苗期、开花期和结荚期,N_2Y_5和N_1Y_5处理下的根际土壤硝化作用强度与CK处理均存在显著性差异;在鼓粒期和成熟期,只有N_2Y_5处理与CK处理存在显著性差异,分别比CK处理提高了58.87%,84.49%。生物黑炭的适量施用提高了根际土壤铵态氮的含量。苗期、花期、结荚期和鼓粒期不同处理之间铵态氮含量存在显著差异,成熟期差异不显著。合理的生物黑炭施用量对硝态氮利用起着关键性的作用,在苗期、花期、结荚期、鼓粒期,5%生物黑炭的处理均显著高于CK处理,在成熟期,N_1Y_5,N_1Y_(10)和N_2Y_(10)处理下的根际土壤硝态氮含量比CK处理显著降低了20.73%,21.04%,22.85%。     

生物炭对水稻土Olsen-P的影响

生物炭如何影响土壤磷素的有效性目前尚不清楚。本研究以稻草和白杨树枝为原料,采用室内培养方法,研究了300℃、450℃和600℃制备的生物炭在5、15和40g/kg施用量下对水稻土Olsen-P的影响。与树枝炭相比,稻草炭显著提高了水稻土Olsen-P含量;3种温度制备的稻草炭对水稻土Olsen-P的影响不存在显著差异;3种施用量稻草炭均显著提高了水稻土Olsen-P含量。生物炭制备原料和施用量均显著影响土壤磷素的有效性,不同温度制备的生物炭对土壤磷素的有效性影响不显著。     

猪场废水灌溉对潮土交换性盐基离子含量的影响

通过田间小区试验,研究了猪场废水处理工艺中3个阶段出水（原水、厌氧水和仿生态塘水）与地下水1∶5混水和厌氧水不同灌溉量灌溉对土壤中交换性盐基离子含量的影响。结果表明,厌氧水不同灌溉量对土壤中交换性钾含量影响显著,与对照相比,厌氧水高量灌溉、中量灌溉、低量灌溉分别使0～20cm和20～40cm土层中交换性钾含量提高了291.76%、152.70%、83.11%和116.10%、74.29%、49.85%;对交换性钠、钙、镁含量有一定影响,但处理间未达到显著水平。不同阶段出水混水灌溉对交换性钾、钠、钙、镁的含量处理间未达到显著水平,但土壤中交换性钾和钠含量在0～20cm和20～40cm和处理间呈现了相反的变化趋势,验证了竞争吸附点位理论。     

温室蔬菜栽培对土壤交换性盐基离子组成的影响

对沈阳市大民屯镇蔬菜生产基地温室番茄栽培条件下土壤交换性盐基离子组成变化的研究表明，使用5年和11年温室0～30cm土层的土壤交换性K平均含量分别是其相邻露地菜田的4．1倍和8．7倍。由于土壤交换性K含量的增加，交换性K与盐量总量的比值随温室使用年限增加而显著增加，而Ca＋Mg与盐基总量的比值随温室使用年限增加而显著降低。土壤水溶性与交换性Ca、Mg、K之间、水溶性阳离子总量与交换性盐基离子及总量之间具有极显著的相关关系（P〈0．01），表明温室土壤交换性盐基组成是土壤水溶性盐分积累的一个主要影响因素。与露地菜田相比，高量施肥条件下温室土壤交换性K含量的显著增加是交换性盐基组成及盐基离子之间比值变化的一个主要特征。     

Effect of Simulated N Deposition on Soil Exchangeable Cations in Three Forest Types of Subtropical China

The effects of simulated nitrogen (N) deposition on soil exchangeable cations were studied in three forest types of subtropical China.Four N treatments with three replications were designed for the monsoon evergreen broadleaf forest (mature forest):control (0 kg N ha-1 year-1),low N (50 kg N ha-1 year-1),medium N (100 kg N ha-1 year-1) and high N (150 kg N ha-1 ycar-1),and only three treatments (i.e.,control,low N,medium N) were established for the pine and mixed forests.Nitrogen had been applied continuously for 26 months before the measurement.The mature forest responded more rapidly and intensively to N additions than the pine and mixed forests,and exhibited some significant negative symptoms,e.g.,soil acidification,Al mobilization and leaching of base cations from soil.The pine and mixed forests responded slowly to N additions and exhibited no significant response of soil cations.Response of soil exchangeable cations to N deposition varied in the forests of subtropical China,depending on soil N status and land-nse history.     

不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响

为全面评价不同灌溉方式下设施土壤养分供应状况,以设施土壤为研究对象,采用田间试验与室内分析相结合的方法,对连年采用沟灌、滴灌和渗灌灌溉下的设施土壤有机质含量、阳离子交换量、盐基离子组成及其比列进行了研究。结果表明:3种灌溉方式土壤有机质、阳离子交换量及盐基离子含量表层较高,不同灌溉方式间表层土壤有机质含量及阳离子交换量表现为渗灌高于沟灌,沟灌高于滴灌,土壤交换性盐基离子含量总体以渗灌处理最高。各灌溉方式0—60cm土层土壤盐基离子饱和度大小顺序均为Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+,Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度随土层深度的增加而增大,K~+、Na~+饱和度总体呈随土层加深先降低后上升的变化趋势。Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度在0—30cm土层滴灌最高,30—60cm土层渗灌最高。K~+饱和度总体以渗灌为高,沟灌居中,滴灌最低。土壤Ca/K、Mg/K值总体以滴灌最高,沟灌次之、渗灌较小。从不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响来看,采用滴灌方法不仅能省水,有效供应养分,更有利于保持养分之间的平衡,是一种较为合适的灌溉方法。     

改性生物炭的吸附作用及其对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响

在实验室通过生物炭与FeCl3的不同配比确定了生物炭的最佳改性条件,并利用土柱模拟试验,研究改性生物炭对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响。结果表明,Fe3+与生物炭质量比为0.7是最佳改性条件,改性作用大大增强了生物炭吸附硝态氮和有效磷的能力。在含N量为50mg.L-1的KNO3和含P量为50mg.L-1的KH2PO4溶液中,最佳改性炭的吸附量分别比改性前提高了12倍和66倍,氮和磷的理论最大吸附量分别为2.47mg.g-1和16.58mg.g-1。土壤中添加最佳改性炭能够延缓并减少硝态氮和有效磷的淋失,添加量为2.5%、5%和10%与不添加任何物质的对照相比,硝态氮的淋失量分别显著降低20%、43%和59%(P<0.05),有效磷的淋失量分别显著降低45%、59%和75%(P<0.05),表明土壤中添加改性生物炭能够有效降低土壤硝态氮和有效磷的淋失风险。     

生物炭添加对黄绵土水分补给和消退的影响

[目的]明确雨季生物炭添加对黄绵土储水、保水能力的影响,为科学利用生物炭改良黄土高原地区土壤以及确定合理的生物炭施用量提供基本理论支持。[方法]采用多层一体式土壤水分温度测量系统(JDTS-01)对黄土高原地区土壤水分进行野外定点观测,并使用烘干法对监测数据进行校正,研究黄绵土0—40 cm土层水分动态变化与补给、消退情况。基于双变量相关分析探讨了不同生物炭添加量下土壤水分补给和消退变化的影响因素及其相对重要性。[结果](1)整体上生物炭添加能在一定程度上增加土壤水分含量,低生物炭添加量增加了深层土壤水分,而高生物炭添加量增加了表层土壤水分,2.5%左右的生物炭添加量可能是影响土壤水分入渗和蒸发的拐点。(2)添加生物炭后,0—20 cm土层水分补给量增大,20—40 cm土层水分补给量减小。降雨带来的水分补给能够很大程度上滞留在土壤耕层,添加生物炭量较大时土壤水分补给效果更好;0—20 cm土层中添加生物炭处理的水分消退更快,而不添加生物炭的土壤水分入渗土层更深。(3)生物炭添加可以促进黄绵土土壤水分补给,减弱土壤水分消退,有利于降雨后土壤储水。[结论]生物炭添加能够改善黄土高原地区土...     

生物质炭施用量对旱地酸性红壤理化性质的影响

我国南方旱地酸性红壤区,土壤酸化与干旱等问题突出。近几年生物质炭在土壤改良方面的研究应用已有较多的文献报道,但针对南方旱地酸性红壤区土壤改良方面的研究与应用相对较少。对此,本研究设置了生物质炭施加量分别为1%、2%、3%、4%及对照CK共5个处理,每个处理5次重复的室内盆栽试验;每盆一次性均匀浇洒1 L蒸馏水后在温室内自然放置,模拟干旱30 d,随后测定土壤含水量、p H、电导率与氮、磷含量。结果表明:土壤pH、电导率、有效磷含量随生物质炭施加量的增加而显著提高,NH₄⁺-N含量降低,而NO₃^–-N含量无显著影响;模拟干旱后的土壤含水量与生物质炭施加量呈二次函数曲线关系,施加低量生物质炭(1%)显著降低了土壤含水量,而高量生物质炭(4%)的施加则使土壤含水量显著提高。本研究为生物质炭在我国南方旱地酸性红壤区土壤改良方面的应用提供了试验依据。     

Case Study of the Effects of Irrigation and Nitrogen Fertilization on Active and Reserve Soil Acidity

Excessive soil acidity and low soil pH may liberate plant toxic levels of manganese and aluminum from soil minerals, and interfere with nitrogen and phosphorus availability. Active soil acidity is measured as soil pH and reacts quickly in the soil-plant system. Potential or reserve acidity is inactive in the soil, and acts as a source of replenishment for active acidity. Studies to determine the effect of ammoniacal-nitrogen fertilizer treatments and irrigation methods on plant growth and development of cotton, and changes in soil properties were conducted. Nitrogen treatments ranged from 0 to 168.0 kg N/ha in 33.6-kg N/ha increments. Soil samples from each N-treatment from both irrigation blocks were analyzed for active and potential acidity. Irrigation water high in Na⁺, Ca²⁺, and HCO^3? tended to raise soil pH. Under dry land conditions ammonical N-fertilizer lowered soil pH. Reserve acidity was larger under dry land conditions than under furrow irrigation. No significant differences in reserve soil acidity were observed under furrow irrigation, or under dry land conditions. Calcium, Na⁺, and HCO^3? content of the irrigation water were driving forces to reduce both active and potential soil acidity. Fertilization with ammoniacal-nitrogen sources was the driving force in increasing active and potential soil acidity.     

生物质炭对砖红壤性质与养分及硝化作用的影响

土壤性质制约着作为氮转化重要环节的硝化作用,生物质炭显著影响与硝化作用密切相关的土壤性质,可能对硝化作用产生影响。本文利用培养试验研究生物质炭对砖红壤性质及硝化作用的影响。试验设生物质炭+淹水、生物质炭+75%田间持水量、空白+淹水及空白+75%田间持水量4个处理。研究表明,生物质炭能显著提高土壤pH值和有机碳含量以及N、P、K养分元素的有效性。水分条件差异影响生物质炭的作用效果,淹水更利于提高砖红壤的pH值,但显著降低了磷的有效性。添加生物质炭后,土壤硝化作用进程加速,硝化彻底。在利用生物质炭改良砖红壤时,应根据土壤改良目的调整土壤水分,以防硝态氮淋失风险和氨挥发的可能。