炭—肥互作对芥菜产量和肥料利用率的影响

进行了生物质炭-化肥互作试验,探究炭-肥互作对红壤养分、芥菜产量、肥料利用率的影响。采用盆栽试验,设置空白对照组CK(不加炭,不施肥)、加炭组(施加5%的稻壳炭),按照化肥投入量的递减率为0、15%、30%、45%,依次标记为RFC0、RFC1、RFC2、RFC3,对应的不加炭处理依次记为RF0、RF1、RF2、RF3。结果表明,添加5%的稻壳炭、化肥施用量为常规施肥量的55%(RFC3)时,氮肥表观利用率最高,炭-肥互作处理的氮肥利用率均显著高于常规施肥处理,平均提高161.42%,而加炭处理(RFC0、RFC1、RFC2、RFC3)的芥菜产量分别比对应的不加炭处理平均提高79.28%。炭-肥互作组的红壤有机质含量比单施化肥组平均高出241.42%;RFC3处理的红壤碱解氮、有效磷含量均高于RF0处理,说明炭可以增加土壤养分,当施肥量为常规施肥量的55%时,生物质炭与化肥互作,保持了土壤的有效养分。另外,炭-肥互作的种植模式也促进了芥菜对氮、磷、钾养分的吸收和贮藏。在本试验条件下,降低肥料投入时,生物质炭发挥其对红壤的综合改良效应及其对养分的吸收和固持作用,从而表现出显著的增产效应;炭-肥互作模式可以在低肥料投入时通过提高肥料表观利用率、氮肥利用率来保证作物的养分供给,保持土壤的肥力,使作物增产。     

生物炭对设施黄瓜根际土壤养分和菌群的影响

以设施黄瓜根际土壤为试验对象,通过每hm2添加5、10、20、40、60 t不同生物炭量作为处理,研究黄瓜结果期养分和细菌群落变化规律,探讨生物炭调控二者间相互作用机制。试验结果表明:在生物炭添加量为5~60 t/hm2时,在黄瓜结果期可不同程度提高根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机碳含量和全氮质量比;在20~60 t/hm2时,可明显提高结果盛期根际土壤细菌中变形菌门、放线菌门、厚壁菌门丰度而降低酸杆菌门、绿弯菌门丰度;生物炭通过调控并提高变形菌门γ-变形菌纲、放线菌门放线菌纲放线菌目等细菌数量和比例,促进根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾质量比的提高;经综合比较,20 t/hm2的生物炭量处理效果优于其他处理,与对照相比,在结果盛期可提高根际土壤碱解氮质量比39.86%、速效磷质量比135.95%、速效钾质量比81.35%、有机碳质量比82.89%、全氮质量比73.77%。     

生物炭对苏打盐碱稻田土壤养分及产量的影响

【目的】探明生物炭对苏打盐碱稻田土壤养分和水稻产量的影响。【方法】于2017—2018年在吉林省白城市舍力镇设置连续2 a的定位试验。以长白9水稻品种为供试材料,采用随机区组设计,设0 t/hm^2(C0)、33.75 t/hm^2(C1)、67.5 t/hm^2(C2)、101.25 t/hm^2(C3)4个生物炭处理,分析了施用生物炭后苏打盐碱地稻田土壤养分、稻谷产量及其构成因子的变化。【结果】苏打盐碱稻田土壤全氮、速效磷、速效钾、有机质的量均随着生物炭的增加而显著增加(P<0.05),但显著降低了土壤碱解氮、铵态氮的量(P<0.05)。施用生物炭显著提高了水稻生物产量和收获指数,生物炭处理(C1、C2、C3处理)水稻生物产量2个试验年度的均值平均增加48.35%、52.09%、57.47%,收获指数表现为C2处理>C1处理>C3处理>C0处理。添加生物炭显著提高了稻谷产量,其中穗数、千粒质量、结实率的增加是主要原因。【结论】施用生物炭可显著提高苏打盐碱稻田土壤养分,改善土壤养分状况,提高水稻产量。     

灌溉方式及生物质炭对冬小麦产量及水肥利用效率的影响

[目的]研究不同灌溉方式下适宜的生物质炭添加量.[方法]采用田间小区试验,研究了不同灌溉方式(漫灌、滴灌、微喷灌、喷灌)与生物质炭不同添加量(0、10 t/hm2和20 t/hm2)对冬小麦产量及其构成要素、灌溉水利用效率及氮肥表观利用效率的影响.[结果]与漫灌处理相比,滴灌、喷灌和微喷灌处理在节水约50％的条件下,其...     

生物质炭对稻田氮素淋失和氧化亚氮排放的影响

为降低农田面源污染和温室气体排放,通过田间试验研究了优化施氮情况下,添加不同剂量生物质炭(0、4.5、9、13.5 t/hm~2)对宁夏引黄灌区稻田土壤氮素淋失和土壤N_2O排放的影响。结果表明,添加生物质炭显著降低了100 cm土层处的硝态氮和铵态氮淋失量,降低比例分别为18.23%~26.02%和28.86%~52.05%。与C0处理相比,C1处理(4.5 t/hm~2)对土壤N_2O累计排放量影响不显著,但C2处理(9 t/hm~2)和C3处理(13.5 t/hm~2)土壤N_2O累计排放量显著降低了25.13%和28.88%。添加生物质炭可增加水稻产量和吸氮量,降低土壤硝态氮和铵态氮量以及土壤体积质量,是引起土壤氮素淋失降低和土壤N_2O排放减少的重要原因之一。综合考虑生物质炭对土壤氮素淋失和土壤N_2O排放的影响以及生产成本,宁夏引黄灌区的生物质炭推荐添加量为9 t/hm~2。     

水分管理及生物质炭对稻田土壤含水率及pH值的影响

【目的】我国亚热带地区为典型的双季稻种植区,水分管理多采用长期淹水和间歇灌溉2种方式,灌溉方式的不同会影响土壤含水率的差异,势必会影响土壤酸碱性的改变。添加生物质炭可改变土壤性质。探明稻田淹水灌溉和间歇灌溉条件下添加生物质炭对双季稻田土壤水分及酸碱性的影响。【方法】采用田间小区试验,研究水分管理方式(长期淹水(CF)和间歇灌溉(IF))及生物质炭施用量(0、24 t/hm~2(LB+IF)和48 t/hm~2(HB+IF))对亚热带双季稻田土壤含水率及pH值的影响。【结果】与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉的土壤含水率并没有显著降低。生物质炭添加并未显著影响早稻季和晚稻季土壤含水率,但在休闲季生物质炭处理的土壤含水率有所降低。研究期间,CF、IF、LB+IF和HB+IF处理的土壤含水率周年均值分别为47.35%、39.58%、36.81%和39.02%,与长期淹水相比,间歇灌溉降低了全年的土壤含水率,降幅达16.41%,而生物质炭对间歇灌溉稻田土壤含水率影响不大。与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉处理的土壤pH值分别显著降低了0.22和0.57个单位,休闲季不同水分管理方式之间的土壤pH值差异不显著。由于生物质炭本身呈碱性,添加到土壤后可增加土壤pH值,且随着生物质炭添加量的增加而增加。与IF处理相比,早稻季和晚稻季生物质炭处理的pH值分别增加了0.23～0.68个单位和0.17～0.60个单位。【结论】水分管理可影响双季稻田土壤含水率和pH值。间歇灌溉降低了亚热带地区双季稻酸性土壤的pH值。生物质炭添加,尤其是高量生物质炭添加,可在一定程度上缓解间歇灌溉对酸性土壤pH值的降低作用。     

不同钝化材料对污灌农田镉污染土壤修复效果研究

为了探讨不同钝化材料对镉污染土壤修复效果及其差异性,利用田间小区试验研究了5种钝化材料(赤泥、海泡石、过磷酸钙、钙镁磷肥和生物质炭)对夏玉米生长及其吸收镉的影响。结果表明,5种钝化剂及其施用量均对玉米各部位干物质量及其含镉量以及根际土壤有效态镉量均产生极显著影响(P0.001)。高量施用钝化剂对玉米各部位干物质增加比例最大,其中又以钙镁磷肥增加比例最大,根、茎叶、籽粒干物质量分别增加9.6%、7.0%、1.1%。5种钝化剂低量和高量处理均显著降低了玉米根、茎叶、籽粒含镉量以及根际土壤有效态镉量,其降低范围分别为10.8%~26.3%、9.0%~34.8%、15.7%~37.1%、5.1%~20.5%,其中高量赤泥处理降低玉米对镉的吸收效果最显著。     

再生水和养殖废水灌溉下生物质炭和果胶对土壤盐碱化的影响

再生水和养殖废水作为农业灌溉替代水源会对土壤盐碱性产生影响,而生物质炭和果胶由于其对土壤结构和性质的影响而有可能对2种水源灌溉下造成的土壤盐碱化产生调控作用。【目的】揭示再生水和养殖废水灌溉下生物质炭和果胶对土壤盐碱化的影响及其差异性。【方法】利用根箱试验的方法测定了土壤pH值、EC、盐分离子等指标,计算了土壤钠吸附比和碱化度。【结果】与养殖废水灌溉相比,再生水灌溉增加了土壤pH值、EC、盐分、钠吸附比和碱化度,有引发土壤次生盐渍化和碱化的风险。生物质炭和果胶的添加对土壤pH值无显著影响。在蒸馏水和再生水灌溉时生物质炭处理土壤的电导率和盐分与不添加处理无显著差异,但在养殖废水灌溉时生物质炭处理非根际土壤电导率和盐分分别比不添加处理显著增加了34.9%和40.4%。灌溉水源相同时,果胶处理土壤电导率和盐分与不添加处理无显著差异。果胶处理土壤的钠吸附比和碱化度高于生物质炭处理和不添加处理。【结论】生物质炭增加了养殖废水灌溉下土壤发生次生盐渍化的风险,而果胶增加了再生水和养殖废水灌溉下土壤发生碱化的风险。     

施加生物质炭对盐渍土土壤结构和水力特性的影响

以江苏省沿海围垦区盐渍土为研究对象,基于Micro-CT图像扫描技术,分析施加生物质炭后改良盐渍土土壤孔隙度、土壤水分特征曲线以及非饱和导水率等土壤特性的变化,并建立分形模型预测土壤水力性质,以此揭示施用生物质炭对于海涂围垦区盐渍土土壤结构和水力特性的影响。试验设置0、2%、5%(与表层0～20 cm土壤质量比) 3个生物质炭添加水平,重复3次。结果表明:施加5%生物质炭显著降低盐渍土土壤容重,增加土壤总孔隙度和大孔隙度;大于0. 25 mm水稳性团聚体质量分数显著增加,增加土壤孔隙分形维数;提高土壤饱和含水率和饱和导水率;结合Micro-CT图像扫描技术和孔隙分形理论预测改良盐渍土土壤水分特征曲线和非饱和导水率,预测效果精度高,能够用于实际问题的研究。     

水分胁迫对温室滴灌葡萄根际土壤微生物碳源代谢活性的影响

【目的】探究干旱半干旱地区温室葡萄根际土壤微生物碳源代谢对不同滴灌水平的响应机制。【方法】采用单因素完全随机试验,运用Biolog技术分析了土壤微生物碳源代谢活性在不同水分处理水平(中度胁迫(W1)、轻度胁迫(W2)、充分供水(CK))下的变化特征。【结果】设施葡萄根际土壤中的单糖糖苷聚合糖类、氨基酸类、醇类、酸类等碳源利用程度较高,代表碳源有葡萄糖-1-磷酸盐、D-纤维二糖、甘氨酰-L-谷氨酸、I-赤藻糖醇、4-羟基苯甲酸、r-羟基丁酸;2种胁迫水平均能提升土壤微生物碳源代谢活性,胁迫初期W2处理土壤微生物碳源利用能力最高,中、后期W1处理碳源利用能力最高;轻度胁迫条件下总产和单果平均质量分别提高11.95%、2.62%,中度胁迫则减产。【结论】水分胁迫可以提高温室葡萄根际土壤微生物活性,强化其总体碳源代谢强度,胁迫初期W2处理代谢最强,中、后期W1处理最强。     

生物炭添加量对冬小麦花后干物质积累及转运的影响

【目的】提高微咸水灌溉效率并降低土壤盐渍化风险。【方法】以冬小麦为研究对象,设计避雨条件下不同微咸水-生物炭处理(CK,淡水;B0,5 g/L微咸水;B15,5 g/L微咸水及15 t/hm²生物炭;B30,5 g/L微咸水及30 t/hm²生物炭;B45,5 g/L微咸水及45 t/hm²生物炭)的田间试验,探讨了微咸水灌溉下生物炭添加量对土壤特性和冬小麦花后干物质积累及转运的影响机制。【结果】生物炭添加后土壤表层(0~20 cm)体积质量降低了2.27%~8.33%,总孔隙度增加了4.52%~13.47%,有机质量增加了30.02%~111.12%,土壤表层(0~20 cm)及主根区(0~40 cm)钠吸附比降低了23.88%~33.27%和22.34%~30.80%;15 t/hm²能够促进盐分淋洗,降低了微咸水灌溉下土壤含盐量,然而高剂量时将加剧盐分累积。单独微咸水灌溉下冬小麦生长受抑,最终产量下降了12.04%。生物炭能够缓解盐胁迫下叶片早衰,促进光合作用能力,并增加花前干物质转运量及花后干物质积累量,进而获取了更高的籽粒质量和收获指数。B15、B30、B45处理的最终产量较B0处理分别增加9.18%、7.73%、2.74%。【结论】15 t/hm²添加量的生物炭效果最佳,可促进微咸水资源的农业利用。     

生物炭配施沼液对土壤团聚体及其有机碳分布的影响

【目的】探究生物炭与沼液配施的最优组合,为农田合理施肥提供科学依据。【方法】基于3 a(2017―2019年)田间定位试验,设置CK、单施生物炭(12 t/hm2)、3个水平沼液(沼液∶水分别为1∶6、1∶4和1∶2)和生物炭分别与3个水平沼液配施,共计8个处理,利用湿筛法测定了土壤团聚体分布和有机碳质量分数。【结果】生物炭和沼液配施能有效提高>0.25 mm粒级的土壤水稳性团聚体质量分数,较CK增加幅度为13.0%～36.3%;各施肥处理不同程度地提高了土壤团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),增加幅度分别为9.8%～39.3%和10.0%～37.5%,沼液配比为1∶4时生物炭配施沼液对团聚体MWD值和GMD值影响最大;施肥处理各粒级团聚体有机碳质量分数显著高于CK,生物炭配施沼液的效果要优于单施生物炭或沼液处理。有机碳与>0.25 mm粒级的团聚体质量分数、MWD值和GMD值均呈极显著正相关关系。同时,各施肥处理降低了土壤体积质量,最大降幅为6.7%。添加生物炭和猪场沼液对提高土壤团聚体稳定性和改善土壤结构有积极作用。【结论】从提高土壤质量和资源高效利...     

不同水氮条件下生物炭对夏玉米水氮耦合效应的影响

【目的】提高水氮亏缺下夏玉米籽粒产量并促进水氮耦合效应,实现夏玉米节水增产。【方法】采用田间小区试验,设定4个生物炭施用水平(0、5、10、15t/hm²,分别记为C0、C1、C2、C3)、2种灌溉方式(正常灌溉I1、亏缺灌溉I2)和2个施氮水平(常规施氮N1、亏缺施氮N2),正常、亏缺灌溉灌水量分别为100%和50%作物需水量,常规、亏缺施氮量分别为200 kg/hm²和100 kg/hm²,探究了不同水氮条件下生物炭对砂壤土持水保肥效果以及夏玉米水氮耦合效应的影响。【结果】添加5 t/hm²和10 t/hm²生物炭处理明显提高了土壤总孔隙度和持水能力,并减少了土壤铵态氮和硝态氮的淋洗,10 t/hm²下效果最佳。同时,5 t/hm²和10 t/hm²生物炭可促进夏玉米根系生长,提高籽粒产量及水氮利用效率,在10 t/hm²下产量,水分利用效率和氮素偏生产力显著增加(P<0.05),...     

微生物基覆盖材料对新垦滨海盐土理化性质的影响

微生物菌丝能够固结有机物物料形成的封闭覆盖物,实现对土壤的有效覆盖.[目的]微生物基覆盖材料的应用可降低海涂土壤蒸发、增强土壤水分入渗、促进土壤团粒结构形成和稳定,有利于减少表层土壤盐分累积,加速盐分洗脱.[方法]设置原始匡围滩涂处理(RCS,滩涂匡围完成后不进行人为处理)、常规处理(CVT,淡水洗盐+牛粪堆肥,牛粪堆...     

添加生物炭对降低冬小麦幼苗盐害并促进其生长的效果研究

黄河三角洲盐碱农田具有"盐、板、瘦"的特点,以NaCl为主要成分的盐渍危害直接影响着滨海土壤质量。生物炭添加可改善土壤性质,促进作物生长。【目的】明晰炭添加对盐渍土盐分离子和冬小麦幼苗生长的影响。【方法】研究依托田间试验探究了低剂量(0～4 g/kg)的芦苇炭添加对盐渍土盐离子、麦苗体内钾钠比、钾素利用率及幼苗生物量的影响。【结果】施用生物炭可降低土壤溶液中的盐离子、增加冬小麦幼苗体内钾钠比和麦苗钾素利用率,有助于提升幼苗生物量;以4 g/kg炭添加量下的降盐、增量效果最为明显。土壤溶液中的Na+较CK降低了9.43%,幼苗K/Na和钾素利用率分别提升了56.80%和25.48%,麦苗生物量增加了15.72%。【结论】炭添加可通过固持土壤溶液中的Na+、提升麦苗K/Na和钾素利用率来促进其生物量的增加。研究可为生物炭用于盐渍土改良的降盐培肥和增效增产的过程机理提供理论依据,为生物炭用于盐渍化土壤改良的可行性提供初步指导。     

再生水灌溉红壤土水力传导度变化及其模拟分析

【目的】研究南方地区再生水灌溉对红壤入渗特征的影响。【方法】以红壤为研究对象开展土柱模拟灌溉试验,采用再生水(RW)、稀释2倍再生水(RW-2)、稀释4倍再生水(RW-4)、稀释6倍再生水(RW-6)进行干湿交替灌溉,以蒸馏水灌溉(CK)为对照组。利用便携式入渗计进行入渗率测定,采用压力膜仪法测定土壤水分特征曲线。【结果】再生水灌溉后,土壤水力传导度(K)减小显著(P<0.05),各处理的水力传导度分别是CK的12%(RW)、17%(RW-2)、20%(RW-4)、44%(RW-6);同一吸力下,RW和RW-2处理土壤水分的吸持能力高于CK,RW-4和RW-6处理土壤水分的吸持能力小于CK;水力传导度与形状系数n极显著正相关(P<0.01),与再生水稀释倍数和残余含水率θr显著正相关(P<0.05)。【结论】再生水灌溉会降低土壤的导水特性,一定浓度再生水可增加土壤持水性,通过稀释再生水可改善土壤的孔隙结构。     

豫北潮土灌区土壤肥力特征与作物产量的关系研究

【目的】了解豫北潮土水浇地土壤肥力特征及其与作物产量的关系,为建立豫北潮土区水浇地合理耕层评价指标提供基础数据支撑。【方法】本研究对豫北潮土区62个样点进行了抽样调查,调查指标包括:耕层深度、犁底层厚度、土壤体积质量、紧实度、土壤p H值、土壤电导率、土壤有机质、速效磷、速效钾以及耕作方式、播种、灌水、施肥。【结果】豫北潮土区田整体耕层深度16.8 cm,犁底层厚度11.2 cm;低产田耕层深度在15.2 cm,犁底层厚度11.9 cm,高产田耕层深度20.0 cm,犁底层厚度9.8 cm;高、中、低3种产田耕层土壤的平均紧实度分别为1 725、1 449、1 831 kPa,土壤的平均土壤体积质量分别为1.46、1.51、1.53 g/cm~3,pH值分别为8.47、8.39、8.39,有机质量分别为12.34、11.81、10.67 g/kg,速效磷量分别为16.05、12.84、10.89 mg/kg,速效钾量分别为156.69、157.20、120.56 mg/kg,养分主要分布于0～40 cm土层土壤;产量与耕层深度及耕层土壤速效钾、有机质、速效磷均呈显著正相关关系,与犁底层厚度、土壤紧实度及耕层土壤体积质量均呈显著负相关关系;产量与深层土壤pH值显著负相关,与深层土壤速效钾、有机质显著正相关。【结论】豫北潮土区影响作物产量的主要因素为耕层深度、犁底层厚度以及耕层土壤速效钾、有机质量,对作物产量的贡献大小为耕层深度>犁底层厚度>速效钾>有机质。     

不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质及脲酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质和脲酶活性的影响。【方法】采用盆栽试验种植上海青,以清水灌溉为对照,上海青出苗后灌水4次,每次1 L,研究了不同施氮条件下(0、120、150、180 mg/L)再生水灌溉对土壤氮素分布和脲酶活性的影响。【结果】与清水灌溉相比,再生水灌溉降低了土壤pH值,对有机质量、全氮量、铵态氮量无显著影响,显著降低了土壤EC值和水溶性Na+量,显著增加土壤硝态氮、水溶性K+量和0～10cm土层脲酶活性。土壤理化性质与脲酶活性相关性分析表明,0～5cm土壤脲酶活性与全氮和水溶性Na+呈显著负相关,与水溶性K+显著正相关。【结论】再生水灌溉条件下施120 mg/kg氮素更有利于提升土壤养分水平。