生物炭及炭基硝酸铵肥料对土壤化学性质及作物产量的影响

为了促进生物炭研究和农用,采用盆栽试验研究了两种生物炭基氮肥及相应生物炭对土壤部分化学性质、养分状况及作物产量的影响.试验结果表明:施用生物炭基氮肥可显著提高土壤有机碳含量,提高土壤pH值、阳离子交换量、土壤速效磷、速效钾和矿质态氮含量,增强土壤保肥能力,促进作物增产.生物炭对土壤化学性质和养分状况虽有一定改善作用,但作物增产效应不明显甚至减产.因此,将生物炭与肥料复合制成生物炭基肥料不但可以保持生物炭改良土壤的功能,还可促进作物生长和增产,有利于生物炭农用效益的提升.     

生物炭对塿土土壤微生物及酶活性的影响

研究玉米-小麦轮作体系条件下生物炭施用量对塿土土壤微生物及酶活性变化的影响。结果表明:随生物炭施用量的增加,玉米、小麦生育季土壤脲酶、过氧化氢酶活性均增加,玉米收获期碱性磷酸酶活性增加,并存在显著性差异;对小麦季碱性磷酸酶影响不显著。生物炭施用量为80t·hm~(-2)时,能够显著提高微生物种群数量且达到最高。施用生物炭能够增加微生物碳氮量,并减少微生物量碳氮比的季节波动。     

生物炭对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

为明确半干旱地区草甸土玉米栽培过程中生物炭的最佳施用量,进行了田间小区试验,研究了生物炭不同施用量(0 t/hm~2、10 t/hm~2、20 t/hm~2、40 t/hm~2、80 t/hm~2)对土壤养分、土壤酶活性及产量的影响。结果表明:施用生物炭对土壤有机碳、全氮、速效钾含量均有提高作用,且均与施炭量成正相关。但土壤有效磷含量在生物炭施用量80 t/hm~2时最显著。土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性也均表现为施炭量80 t/hm~2促进作用更明显,且持续时间更长。不同生物炭施用量对玉米产量均有促进作用,10 t/hm~2、20 t/hm~2、40 t/hm~2、80 t/hm~2处理玉米产量分别较对照增加了1.16%、9.97%、28.53%、42.13%。因此,生物炭的施用改善了土壤养分状况、提高了土壤酶活性、促进了产量形成,在0～80 t/hm~2的施用范围内,随着生物炭施用量的增加,其作用效果更为显著。     

不同土壤类型条件下生物炭施用量对水稻产量、品质和土壤理化性状的影响

为探明如皋沙壤土和如东草甸土条件下生物炭施用对水稻产量品质和土壤理化性状的影响,以南粳5055为材料,进行了不同生物炭施用量(0、20、40、60、80 t/hm²)的盆栽试验。结果表明,施用生物炭可以增加水稻株高、干物质积累和叶片SPAD值,提高每盆穗数、结实率和实际产量,减短穗长,减少一次枝梗数和二次枝梗数,不同土壤类型趋势一致。每穗粒数和千粒质量则因土壤类型而异,草甸土条件下呈下降趋势,沙壤土条件下则先升后降。其中产量和施用生物炭之间呈正相关关系,草甸土条件下达显著水平(r₁=0.918)。随着生物炭施用量的增加,糙米率、精米率以及整精米率逐渐上升,垩白粒率、垩白度逐渐下降,稻米蛋白质含量有所增加,胶稠度、直链淀粉含量和碱消值变化多不显著,其中胶稠度随生物炭施用量的增加有变长的趋势。施用生物炭显著降低了土壤的pH值,却显著提高了土壤EC值、阳离子交换量以及全氮、速效磷、速效钾、有机质的含量。此外,生物炭对沙壤土条件下水稻相关农艺性状、稻米品质、土壤EC值和养分含量的调节作用相对草甸土更为显著。     

外源添加生物炭对水稻产量和土壤性质的影响

采用盆栽试验,研究不同用量秸秆生物炭（CK、1%、2%和4%）对水稻产量及其构成因素和土壤性质的影响。结果表明,外源添加生物炭显著提高了水稻产量,且水稻产量随着生物炭用量的增加而增加;添加生物炭有效提高了土壤pH、显著降低了土壤交换性酸和交换性铝,且生物炭施用越多,效果越明显;外源添加生物炭对土壤塑性指数无显著影响,但添加较多生物炭（4%）显著降低了土壤抗压强度。由此可见,外源添加生物炭不但可以增加水稻产量,而且有效改善了土壤性状。     

生物炭对土壤理化性质及玉米产量的影响

为了解秸秆生物炭对土壤容重、pH值、土壤性状、重金属生物有效性以及玉米产量的影响。在甘肃省酒泉市城郊农场开展不同生物炭量的试验研究。结果表明,施入生物炭后能显著改变土壤性状,有机质、速效磷、碱解氮、速效钾含量分别提高了3.3%～4.7%、11.1%～32.8%、0.5%～4.7%、26.7%～35.6%,且施入量越高影响越显著(T4>T3>T2>T1),土壤容重降低3.5%～6.3%、pH值提高1.8%～3.0%;施生物炭后对玉米产量没有显著影响,T4处理产量最高,比T1增产2.5%;施入不同量的生物炭可不同程度的降低土壤中重金属生物有效性。研究为生物质炭在河西走廊寒旱农业区土壤改良方面的应用提供了试验依据。     

秸秆生物炭对水稻生长及滩涂土壤化学性质的影响

为改善滨海滩涂土壤结构和性质,提高其保肥供肥能力。本研究单施秸秆生物炭,并按滩涂土壤湿质量的5%、10%、15%和20%的比例将生物炭与滩涂土壤混匀,连续两年考察一次性施用生物炭以及生物炭改良滩涂土壤的效果。调查了两个稻季的水稻产量和谷草比,并监测了两个稻季土壤性质的动态变化。结果表明：适宜地添加秸秆生物炭增加了水稻产量、提高了谷草比;增加了土壤电导率（EC）和阳离子交换量（CEC）;提高了土壤碳、氮含量,但在稻季休闲期,土壤中碳、氮会发生矿化而引起碳、氮含量减少;生物炭的添加对滩涂土壤pH没有显著影响。研究表明,滩涂土壤施加秸秆生物炭可以改善土壤结构,培肥地力,在消化大量农作物秸秆的同时为粮食产区的发展分担压力。     

生物炭对碱性砂质土壤小麦出苗及幼苗生长的影响

为探究生物炭还田对砂质土壤小麦出苗和幼苗生长的影响及原因。本研究设置2个盆栽试验。试验1比较0%、0.6%、1.8%、3.6%和5.4%(质量分数)5个生物炭梯度对小麦出苗率、小麦萎蔫时含水量和有效水含量的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加出苗率及有效水含量呈降低趋势,小麦萎蔫时含水量则与之相反。在此基础上,试验2进一步研究30%~50%(WL)、50%~70%(WF)、70%(WE)3个水分梯度下生物炭施用量与5个生物炭梯度的耦合效应试验,分析其对幼苗生长、土壤pH和EC的影响。结果表明,各水分梯度下施用过量生物炭(3.6%)抑制小麦幼苗生长,WF和WE水分条件下土壤pH和WL、WF和WE水分条件下土壤电导率均与小麦根系活力、植株含水量和地上部生物量显著负相关。综合表明,在碱性土壤中施用生物炭后会提高土壤pH和EC,从而抑制小麦出苗和幼苗生长。     

生物炭对双季水稻产量和土壤性状的持续效应

【目的】大量研究表明,在酸性稻田上施用生物炭能够提高水稻产量和改良土壤酸化,但是施用生物炭的长期效应还不清楚。研究采用定位试验,旨在明确一次性施用生物炭对双季水稻产量和土壤性状的持续效应。【方法】采用单因素随机区组设计,于2015—2020年开展田间试验,设置不施生物炭和2015年早稻翻耕前一次性配施20 t/hm2生物炭2个处理,阐明一次性施用生物炭对双季水稻产量和土壤性状的持续效应。【结果】施用生物炭除在第1年(2015年)降低了早、晚稻产量外,其他年份产量均高于对照。其中,2016年早、晚稻,2018年早稻和2019年晚稻达到显著水平,增产率分别为14.1%、13.4%、5.9%和17.1%。施用生物炭显著提高了2016年和2018年土壤pH值,分别提升0.3和0.1个单位。施用生物炭显著提高了土壤有机质含量,但增幅从2016年的41.7%逐渐降低到2020年的26.0%。施用生物炭显著提高了2016年和2020年土壤速效钾含量,增幅分别为90.9%和41.4%,但对土壤碱解氮含量和土壤速效磷含量均无显著影响。【结论】在此酸性双季稻田上,一次性施用生物炭对水稻产量在5年内有显著影...     

生物炭和肥料深施对芝麻田土壤酶活性和产量的影响

采用大田试验,研究了1500 kg/hm²生物炭+肥料深施、3000 kg/hm2生物炭+肥料深施、3000 kg/hm²生物炭+肥料深施、6000 kg/hm2生物炭+肥料深施、6000 kg/hm²生物炭+肥料深施对芝麻田土壤酶活性及产量的影响。结果表明:与对照相比,不同处理均能不同程度地提高芝麻田的土壤酶活性,不同处理间表现为6000 kg/hm2生物炭+肥料深施对芝麻田土壤酶活性及产量的影响。结果表明:与对照相比,不同处理均能不同程度地提高芝麻田的土壤酶活性,不同处理间表现为6000 kg/hm²生物炭+肥料深施>3000 kg/hm2生物炭+肥料深施>3000 kg/hm²生物炭+肥料深施>1500 kg/hm2生物炭+肥料深施>1500 kg/hm²生物炭+肥料深施>对照,生物炭+肥料深施能够显著提高生育后期的土壤酶活性。6000 kg/hm2生物炭+肥料深施>对照,生物炭+肥料深施能够显著提高生育后期的土壤酶活性。6000 kg/hm²生物炭+肥料深施能够显著提高芝麻的产量,分别比对照、1500 kg/hm2生物炭+肥料深施能够显著提高芝麻的产量,分别比对照、1500 kg/hm²生物炭+肥料深施、3000 kg/hm2生物炭+肥料深施、3000 kg/hm²生物炭+肥料深施提高63.50%、43.27%、28.58%。     

臭氧对温室土壤化学性质和甜瓜产量的影响

研究了臭氧处理对温室土壤化学性质和甜瓜单瓜质量的影响.结果表明,随着臭氧处理剂量的升高,土壤有机质下降,其中高剂量臭氧处理后10~15 cm土层有机质含量显著低于对照;各土层氨态氮显著下降,土壤pH值、EC值、硝态氮上升,全氮、全磷、有效磷呈下降趋势,但处理与对照间均未达到显著水平;臭氧处理对土壤全钾、速效钾无明显影响,但可促进大棚甜瓜单果质量增加,其中低剂量处理单瓜质量显著高于对照.     

不同有机养分替代化肥对小麦产量、氮肥利用率及土壤肥力的影响

为探究有机肥种类和替代比例对小麦产量、氮肥利用率及土壤肥力的影响,通过田间小区试验,设置不施肥（CK）,常规施肥（CN）,优化减量施肥（ON）,优化减量配施15%(ONL-15%)、30%(ONL-30%)和50%(ONL-50%)沼液氮,优化减量配施30%堆肥氮（ONC-30%）,优化减量配施30%商品有机肥氮（ONS-30%）共8个处理。结果表明：与CN处理相比,ON、ONL-15%和ONL-30%处理均显著增加小麦籽粒产量和氮肥利用率,其中ONL-15%处理小麦产量最高,较CN和ON处理分别增产16.18%和14.08%,该处理下氮肥利用率也由CN处理的18.41%增至36.46%,表明优化减量配施15%沼液氮肥为减氮配施沼液最佳比例。在30%替代比例下,不同种类有机肥配施对小麦增产效果存在差异,与ON处理相比,沼液配施增加小麦产量和氮肥利用率,而堆肥和商品有机肥配施显著降低小麦产量。堆肥配施可以促进土壤全氮、水解性氮和有效磷的积累,商品有机肥配施对缓解土壤酸化、增加土壤有机质含量具有较好效果。有机无机配施处理减少32.60%～65.91%硝态氮在耕层土壤的残留,增加土壤有效氮含...     

立式旋耕对小麦生长季土壤紧实度及产量的影响

为了探究土壤立式旋耕方式对小麦生长季关键生育时期土壤紧实状况的影响,以常规旋耕（TR,12 cm±5 cm）为对照,连续两季（2017—2018年和2018—2019年）研究了立式旋耕（VR,30 cm±5 cm）在不施肥（nF）、施肥（F）条件下小麦关键生育时期土壤紧实度、产量及养分效率的变化。结果表明,与常规旋耕相比,立式旋耕能连续两季持续增加小麦产量,提高氮肥利用率,降低耕层土壤紧实程度;而且立式旋耕能进一步激发土地生产潜力,与常规旋耕不施肥（nFTR）处理相比,2018年立式旋耕施肥（FVR）、常规旋耕施肥（FTR）处理产量分别增加50.16%、36.28%,2019年分别增加42.91%、34.79%。与FTR处理相比,FVR氮肥农学效率提高38.29%（2018年）、23.35%（2019年）;氮肥偏生产力提高10.15%（2018年）、6.02%（2019年）。与常规旋耕相比,立式旋耕能显著降低第一季小麦拔节期、灌浆期10 cm土壤耕层的紧实度;而第二季处理间差异不显著。立式旋耕能降低小麦拔节期20 cm耕层土壤紧实度,在施肥情况下显著降低。两种耕作方式下灌浆期5 cm耕层的土壤紧实度差异不显著。研究表明,立式旋耕较常规旋耕能够有效降低当季小麦拔节期、灌浆期耕层（10 cm）土壤的紧实度,构建良好的土壤结构,提高小麦产量和养分利用率。     

免耕和秸秆覆盖对旱作区土壤氮素、水分和春小麦产量的影响

采用随机区组设计进行大田试验,设置传统耕作(CT)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种处理,研究不同处理下旱作区春小麦田的土壤容重、含水量、全氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量和小麦产量。结果表明:不同处理实施2 a后,NT和NTS处理的0～10 cm土层土壤容重显著(P<0.05)高于CT和TS处理;TS和NTS处理较CT处理增加了土壤含水量和土壤表层(0～40 cm)全氮含量,就2 a试验平均值而言,TS、NT和NTS处理的土壤含水量较CT处理分别增加8.33%、3.17%和3.82%,TS和NTS处理的土壤全氮含量分别较CT处理显著(P<0.05)增加1.78%和3.48%;但TS、NT和NTS处理的土壤铵态氮和硝态氮含量较CT处理显著(P<0.05)降低。从2 a试验平均值看,与CT处理相比,TS和NTS处理的春小麦产量明显增加,而NT处理的春小麦产量下降。     

土壤调理剂不同用量对木薯产量和土壤理化性状的影响

[目的]研究土壤调理剂不同施用量对连作木薯地土壤理化性质和木薯产量及其性状的影响,为木薯的高产栽培提供理论依据.[方法]以木薯品种新选048为试验材料,设置0(CK)、750(A)、1500(B)和2250 kg/ha(C)共4个处理,测定土壤调理剂不同用量处理下的土壤水含率、孔隙度、三相比、速效氮、速效磷、速效钾、有机质含量及木薯产量的相关性状.[结果]施用土壤调理剂处理与CK相比,土壤水含率差异不显著(P>0.05).施用土壤调理剂的3个处理均能增加土壤的孔隙度,降低土壤固相比例,增加气相比例,其中以2250 kg/ha用量的效果最佳.调理剂能增加土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量,施用量为1500和2250 kg/ha能显著增加木薯块根长及单株块根重,从而提高块根产量.[结论]土壤调理剂可改善土壤物理性状,促进土壤养分有效化,促进木薯块根伸长增粗,增产效果明显,其中,施用量为1500和2250 kg/ha的处理效果相对较优,在广西木薯生产上具有一定的推广价值.     

秸秆覆盖还田对土壤理化性质及作物产量的影响

通过田间定位试验和土壤理化性质的测定,探讨了秸秆覆盖对川中丘陵区土壤的改良效果及对作物产量的影响。研究结果表明,与对照CK1相比,秸秆覆盖可使土壤总孔隙度增加2.88%~5.76%,土壤容重降低1.86%~3.73%,并且各生育期覆盖处理的土壤含水量均比对照高,并且秸秆覆盖还田对促进土壤团粒结构形成具有较大作用,改善了土壤通透性和保水保肥性;同时秸秆覆盖还田使土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾得到明显提高,从而培肥地力。试验表明随秸秆覆盖量的增加,作物增产效果越明显。     

不同地膜覆盖对土壤水温及谷子水分利用和产量构成的影响

为研究不同地膜覆盖材料对旱区谷子的增产效果和机理,利用田间试验研究不同地膜覆盖(白色聚乙烯地膜(WP)、白色可降解地膜(WD)和黑色可降解地膜(BD))对土壤水温、谷子叶片和群体水分利用效率及产量构成的影响。结果表明:1)与对照(CK,露地)相比,各覆膜处理均使0~20cm土层土壤温度和土壤含水量显著提高,0~100cm土层的蓄水保墒能力有所增加。其中WP处理的地温日较差最大,增温效应最明显,WD、BD处理依次减弱。WP处理的0~20cm土层保水效果最好。各覆膜处理均使谷子生育前期0~100cm土层的蓄水保墒能力提高,为谷子的需水关键期提供了保障。2)各覆膜处理均较CK使谷子的水分利用效率显著提高。其中,BD处理的叶片和群体水分利用效率表现最佳,WD较WP处理水分利用表现略差。3)各覆膜处理较CK均使谷子产量显著提高。BD处理产量最高,WP与WD处理产量相当。4)各覆膜处理中,BD处理的杂草防除效果最优,WP与WD处理效果相当。综上,在谷子田间生产中,黑色、白色可降解地膜具有替代普通聚乙烯地膜的可行性,黑色可降解地膜在水分利用和杂草防除方面表现更优。     

亚热带不同人工林土壤理化性质的研究

该文通过对江西大岗山地区马尾松纯林、马褂木纯林、杉木纯林及马褂木 桤木混交林与对照次生林的土壤理化性质状况的比较,研究了不同人工林更新方式对土壤肥力状况的影响.结果表明:除马褂木纯林对土壤孔隙状况的改善表现出一定的作用外,其他林下土壤表现出表层土壤孔隙状况恶化的变化趋势;各人工林林下土壤养分指标均显著降低,4种人工林类型中,马褂木纯林土壤养分状况恶化程度最强烈;土壤有效铁、有效锌含量明显降低,但各层土壤有效铁含量仍高于土壤有效铁临界值,而土壤有效锌含量的降低导致土壤缺锌状态的加剧;杉木纯林有利于土壤有效铜积累,而其他3种人工林林下土壤表现出表层增加,下层降低的变化特征.      

改厕粪肥等氮替代化肥对黄瓜产量、品质及土壤养分的影响

为了研究改厕粪肥替代化肥对黄瓜产量、品质及土壤养分的影响,以期为实现改厕粪肥合理地资源化利用提供理论支撑,以改厕粪肥作追肥等氮替代化肥,设置对照组（CK）、粪肥替代25%的化肥（M25）、粪肥替代50%的化肥（M50）、粪肥替代100%的化肥（M100）以及化肥（CF）共5个处理,测定黄瓜产量与品质（可溶性糖、有机酸、Vc、可溶性蛋白、硝酸盐）指标,分析土壤理化性质及4种土壤酶（脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶）活性,研究黄瓜生长与土壤养分之间的关系。结果表明：粪肥替代显著增加土壤有机质及全氮含量,M50处理最高,分别为28.25和1.45 g(kg^-1,比CK处理分别增加65.20%和13.28%,同时电导率也会随之增大;施用粪肥可以显著提高土壤脲酶活性,M100处理最高,为971.67 U(g^-1,相比CK处理提高14.46%,但土壤中性磷酸酶活性相比降低14.95%～20.65%;施用粪肥显著提高黄瓜的产量,M100处理最高,单个小区为58.03 kg,较CK处理增加26.70%;施用粪肥显著提高黄瓜果实Vc及可溶性糖的含量,M50处理最高,分别为85.32 mg(kg^-1和40.89 mg(g^-1,相比CK处理分别提高29.19%和89.48%,黄瓜果实硝酸盐的含量略有增加,但低于化肥（CF）处理。RDA分析结果表明,影响土壤脲酶活性的主要环境因子是铵态氮和硝态氮,影响中性磷酸酶活性的主要环境因子是pH;Pearson相关性分析表明,黄瓜产量与有机质、铵态氮及硝态氮含量呈显著正相关。模糊隶属函数综合评价黄瓜生长与品质指标的结果表明,M100处理的指标综合得分最高,黄瓜的综合生长情况最好。     

作物轮作对谷田土壤理化性质及谷子根际土壤细菌群落的影响

采用谷子连作(Si-Si-Si)、马铃薯-玉米-谷子轮作(St-Zm-Si)、玉米-大豆-谷子轮作(Zm-Gm-Si)和大豆-马铃薯-谷子轮作(Gm-St-Si)四种种植模式进行定位试验,研究轮作对土壤理化性质、土壤酶活性、谷子产量和根际细菌群落结构的影响。结果显示,与连作相比,Gm-St-Si轮作模式下土壤的pH值升高,碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量增加,土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、纤维素酶和蔗糖酶活性提高,谷子产量显著增加;利用Illumina MiSeq测序技术对谷子根际土壤细菌群落结构进行分析,发现三个轮作处理的OTU数目和多样性指数均高于连作,轮作与连作的细菌群落结构与组成存在明显差异,其中Gm-St-Si处理含有丰富的疣微菌门、酸杆菌门和浮霉菌门,高丰度菌包括Planctomyces、Gemmata、Flavisolibacter、Luteolibacter等。综上表明,大豆-马铃薯-谷子轮作能改善谷田生态环境,提高土壤肥力,促进土壤微生物多样性,使谷子产量增加。