生物炭对土壤环境及作物生长影响的研究进展

综述了生物炭（biomass charcoal）特性及其对土壤环境和作物生长的影响。生物炭可提高土壤碳库容量,提高土壤pH值,同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量,减少养分损失,改变土壤微生物丰度及群落,降解土壤污染物等。此外,综述了生物炭对作物的肥效及肥效机理等,在一定范围内,能增加作物生物量和产量,因此生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有效途径。     

生物炭用量对鲜食糯玉米产量及品质的影响

为探究生物炭不同用量对糯玉米品质、产量及其构成要素的影响,为玉米高效、优质的生产提供理论依据,通过在糯玉米(金糯262)种植过程中加入不同用量的生物炭(60、120、180 kg/hm²)进行基施处理,以未施用生物炭处理为对照,来探究生物炭不同用量对糯玉米外观品质、蒸煮品质、营养品质、产量及其构成要素的影响。结果表明,施用生物炭可以有效改善鲜食糯玉米外观品质和蒸煮品质,其中生物炭60 kg/hm²处理效果最佳,其次为180 kg/hm²。鲜食糯玉米籽粒可溶性糖含量、蔗糖含量、葡萄糖含量随生物炭施用量增加呈先降低后升高的趋势,其中生物炭60 kg/hm²处理含量最高,分别比对照提高115.16%、29.22%和79.35%。籽粒果糖含量、粗蛋白含量、粗脂肪含量和籽粒含水量随生物炭施用量增加呈先升高后降低的趋势,以生物炭120 kg/hm²处理效果最好,分别比对照提高3.43%、14.20%、10.34%和8.32%。施炭处理还可以有效降低籽粒粗淀粉含量,延缓籽粒淀粉合成时间,相比...     

王草产量和品质对生物炭浓度梯度的响应

利用盆栽试验,选用普通的木炭作为材料,研究生物炭的加入对王草(Pennisetum purpureum K.Scbumacb×P.typhoideum Rich)产量和品质的影响。结果显示:(1)王草产量与生物炭量呈显著正相关。生物炭体积比为20%时,王草产量最高、为420.28 t/hm2;(2)生物炭量与王草粗蛋白、粗纤维、无氮浸出物含量呈显著负线性相关,与粗脂肪、粗灰分则呈曲线相关。结合产量,王草品质以20%处理最好。在王草栽培过程中,可通过增施生物炭,达到优质高产的目的。     

添加生物炭对不结球小白菜产量与品质的影响

为进一步提高不结球小白菜的产量与品质,通过连续3季盆栽试验,探讨不同生物炭投入量对小白菜产量与品质的影响。结果表明,5%~10%生物炭投入量能显著提高小白菜产量,3季平均产量为4821~4840 kg/hm_²。5%~10%生物炭投入处理小白菜维生素C含量也显著提高,3季平均含量为11.4~11.5 mg/kg;硝酸盐含量随着生物炭添加量提高而降低,其中15%生物炭投入后较不0%生物炭投入降低40.1%;可溶性糖含量在处理间不显著。总体而言,5%~10%生物炭投入能显著提高小白菜产量,提高维生素C含量,降低硝酸盐含量。     

生物炭及其对土壤环境的影响

综述了生物炭的基本特性、环境效应以及生物炭对土壤理化性质、微生物数量及种群结构多样性的影响。土壤中添加生物炭可以提高其对土壤水分和养分的吸附能力,并且增加土壤持水性和养分有效性,延缓肥料养分的释放,进而增加土壤保肥能力,提高养分利用率;生物炭的特性也为土壤微生物提供了栖息的场所和养分,从而提高土壤微生物的数量。不同生物炭类型所提供的碳源的差别,将会引起土壤微生物群落组成和多样性发生变化。最后,对生物炭研究过程中需要注意的问题进行了展望。     

生物炭对土壤肥力及作物产量和品质影响的研究进展

生物炭是由生物材料在厌氧或无氧条件下,经高温热解产生的一类富含碳素、孔隙发达、比表面积巨大、高度芳香化、性质稳定的固态多功能材料。生物炭施入土壤具有改善土壤结构、增强蓄肥保水能力、提高土壤养分含量、促进植物菌根生长,进而提高作物产量和品质的作用。本文从生物炭的性质特征以及生物炭对土壤理化性质和养分、作物产量和品质的影响等方面综述了生物炭对土壤肥力及作物产量和品质影响的研究进展,分析现有研究的不足,指出了未来生物炭应用的研究方向,为生物炭的推广应用提供了参考。     

不同炭基肥料对高粱产量与品质的影响

以豫粱八号为材料,研究不同炭基肥料对高粱产量、品质的影响。结果表明:不同炭基肥料能够优化高粱的农艺性状和产量因子,提高高粱产量,但是不同炭基肥料配方的作用存在差异,以25%尿素、22%氯化铵、12%磷酸一铵、3%氯化钾、35%炭粉配制的炭基肥效果最佳,产量为7 899.52 kg/hm2,品质也最优。     

有机肥对高粱产量及品质的影响

通过在中等肥力黄砂泥土上实施有机肥对高粱的产量及品质的影响试验,结果表明:施用3种有机肥料对提高高粱结实率和千粒重效果明显,与施用农家肥处理相比,平均增产47.7%,产量差异极显著。而且,施用有机肥能增强高粱的抗逆能力,降低高粱不完善率,总淀粉含量比对照平均提高2.4个百分点。     

生物炭对浙贝母产量和品质及土壤理化性质的影响

试验结果表明,施用适量生物炭可促进浙贝母产量提高,降低枯萎病发病率,提高浙贝母中生物碱含量。施用适量生物炭可降低浙贝母土壤容重,提高土壤pH、全氮、速效钾。     

生物炭有机肥对榨菜主要性状·产量和品质的影响及效益分析

针对重庆榨菜产区土壤酸化、肥力下降,榨菜产量降低、品质变差、种植效益减少的问题,开展了生物炭有机肥对榨菜主要性状、产量、品质及效益的影响研究.结果表明,榨菜优良地方品种"永安小叶"在增施生物炭有机肥的情况下,其株高、开展度显著增加,单株叶重和瘤茎重明显增加,瘤茎皮筋减少,空心率略有增大,干物率增加,粗蛋白含量增加,叶片产量增加显著,瘤茎产量提高,收益增加,榨菜种植效益/成本均大于未施生物炭有机肥的常规处理,在常规施肥条件下,增施生物炭有机肥1050 kg/hm2时,瘤茎产量达46904.25 kg/hm2,净收益8507.55元/hm2,效益/成本达1.43,榨菜提质增效明显.     

不同肥力条件下施肥对粒用高粱产量、品质及养分吸收利用的影响

【目的】研究土壤肥力、施肥及其互作对高粱产量、品质及养分利用的影响,为不同肥力条件下高粱施肥提供理论依据。【方法】 从连续6年长期定位试验的不施肥、氮磷钾配施、氮磷钾结合有机肥和秸秆还田3个处理采集土壤,分别代表低肥力（LSF）、中肥力（MSF）和高肥力（HSF）,每个肥力水平设不施肥（NF）和施肥（CF）2个处理,在温室进行盆栽试验。籽粒成熟后每盆单独收获测产,测定并计算地上部及籽粒的氮磷钾养分含量、土壤氮磷钾养分依存率及氮磷钾肥养分利用效率,分析各处理对籽粒中淀粉、单宁及蛋白质含量的影响。【结果】 土壤基础肥力显著影响高粱地上部生物量和籽粒产量,但施肥后LSF、MSF和HSF 3个处理具有相同的生物量和产量。土壤基础肥力对籽粒淀粉含量没有显著影响,不施肥时LSF、MSF及HSF籽粒淀粉含量为67.99%—69.33%;但施肥降低高粱籽粒淀粉含量,随土壤基础肥力的升高,影响更为明显,HSF的CF处理淀粉含量仅为60.75%,比NF处理降低了九个百分点;土壤基础肥力对直链淀粉和支链淀粉比值没有影响。不施肥时LSF籽粒单宁含量最高,达13.69 g·kg ^-1,MSF和HSF的籽粒单宁含量分别为10.67和10.78 g·kg ^-1;施肥降低了LSF和HSF处理籽粒单宁含量,降幅达30%;尽管随土壤基础肥力提升籽粒蛋白质含量增加,但不施肥处理蛋白质含量较低,为50.98—68.54 g·kg ^-1;施肥显著提高了籽粒蛋白质含量,施肥后LSF、MSF和HSF处理的籽粒蛋白质含量分别为108.13、118.13和117.19 g·kg ^-1。土壤基础肥力显著影响了土壤地力和肥料对籽粒产量贡献率,LSF、MSF和HSF肥力下施肥对产量的贡献率分别为90.2%、51.7%和8.5%。不施肥时随土壤基础肥力提升,籽粒和秸秆中氮磷钾含量增加;与对应土壤基础肥力比较,施肥提高了籽粒和秸秆中氮磷钾养分吸收量,以HSF为例籽粒和秸秆中氮的吸收量分别由319.42和481.63 mg/盆增至597.11和924.92 mg/盆,造成了养分的奢侈吸收,降低了氮磷钾的收获指数,而在LSF和MSF情况下施肥提高了氮磷钾的收获指数。 【结论】 施肥能使低肥力土壤获得最大产量潜力;土壤基础肥力影响籽粒产量,但对籽粒淀粉、单宁和蛋白质含量的影响远远小于施肥;低肥力不施肥籽粒淀粉和单宁含量最高,高肥力施肥明显降低籽粒淀粉和单宁含量;施肥对籽粒蛋白质含量的影响远大于土壤肥力。施肥提高低土壤肥力植株氮磷钾收获指数,降低了高肥力养分收获指数,低肥力土壤合理施肥能实现籽粒高粱产量和品质的协同提高。     

炭基肥对设施土壤肥力、番茄产量及品质的影响

[目的]为炭基肥在设施土壤中合理利用提供参考.[方法]选取典型日光温室,采用田间小区试验,研究不同用量炭基肥对土壤肥力、番茄产量及品质的影响.[结果]炭基肥可提高土壤有机质含量1.28％ ～4.45％,提高番茄Vc含量3.26％ ～9.54％,降低硝酸盐含量4.24％ ～15.31％.等氮量(T1)及减氮20％ (T2)炭基肥处理还可分别增加土壤全氮7.62％和3.33％,水解氮7.30％和1.78％,株高7.76％和4.31％,产量4.29％和6.43％,其中减氮50％ (T3)炭基肥处理效果较差.[结论]炭基肥在设施土壤中应用效果显著,其中减氮20％处理综合效果较佳.     

不同施肥处理对核桃产量品质及土壤肥力的影响

以‘香玲’核桃为研究对象,施肥试验共设不施肥,单施化肥,化肥和有机肥,化肥和生物有机肥,化肥、有机肥和生物有机肥5个处理,通过分析核桃产量品质、土壤肥力及微生物数量对不同施肥处理的响应。结果表明：随着施肥年限的延长,核桃产量逐年上升,且化肥、有机肥和生物有机肥增产率最高,可达101%。有机肥配施还可改善核桃品质,其中化肥、有机肥和生物有机肥混合配施效果最佳,蛋白质、谷氨酸、不饱和脂肪酸、微量元素Zn、Fe含量分别可达18.0%、3.65%、93.1%、225.1 mg/kg和34.9 mg/kg。土壤含水率、速效氮、磷、钾含量和土壤微生物数量在不同肥料配比间表现为化肥、有机肥和生物有机肥>化肥和生物有机肥>化肥和有机肥>单施化肥>不施肥,因此化肥、有机肥和生物有机肥混合配施效果最佳,可显著提高核桃产量品质,增加土壤肥力,能满足高产、稳产、优质和可持续发展目标。     

长期施肥对植烟土壤与烤烟产质量的影响

为建立科学施肥制度,实现植烟土壤的可持续利用,采用长期定位试验研究不同施肥模式对植烟土壤和烤烟产量及品质的影响。结果表明:施肥尤其是(MCF)有机肥与化肥配施可显著提高烟叶产量、中上等烟叶比例和烟叶中氮、钾养分含量,并显著降低施木克值和氮碱比。与原始土壤和CK(不施肥)相比,长期施肥显著降低土壤pH值,其中MCF的pH值略高于CF(纯施化肥);另外,CF和MCF的土壤有效磷含量也显著提高。与原始土壤相比,CF的有机质含量显著降低,MCF则有一定程度提高,且MCF较CF显著升高;MCF对土壤全氮含量有一定提高,碱解氮含量较CK和CF均有显著提高;与CK相比,CF的微生物量碳含量有一定提高,但微生物量氮含量则有小幅降低,MCF可大幅提高土壤的微生物量碳、氮含量,其中微生物量碳含量的提升效果达显著水平。可见,有机肥与化肥长期持续配施不仅可以实现烤烟持续增产提质,而且可以减缓土壤酸化、提高土壤有机质含量和优化土壤微生物群落结构、改善土壤养分供应状况。     

测土平衡施肥对玉米产量与品质及效益的影响

研究测土平衡施肥对玉米产量、品质及效益的影响。结果表明:测土平衡施肥可促进玉米的营养生长,增加有效穗数、穗长、穗行数、行粒数、千粒重,提高玉米籽粒蛋白质、脂肪、淀粉含量,降低可溶性糖含量,改善玉米的品质。试验条件下,测土平衡施肥玉米单产达9 071.9 kg/hm2,比常规施肥单产(7 385.2 kg/hm2)增产1 686.7 kg/hm2,增长22.8%;平衡施肥净增效益27 840.66元/hm2,比常规施肥净增效益(21 888.68元/hm2)增加5 951.98元/hm2,增长27.2%;大田示范也获得相似的效果,重现性较好,增产增收显著。     

内陆干旱区土壤施锌对棉花产量及品质的影响

[目的]揭示锌肥对内陆干旱区棉花产量及品质的影响,为指导锌肥施用提供理论依据.[方法]在棉花生育期设喷施锌肥和喷施清水两个处理,每处理土壤施锌用量分别为O、10、20 kg/hm2,通过2a田间试验,研究棉花产量、品质及氮、磷、钾养分吸收特征.[结果]喷施锌肥并土施10或20 kg/hm2但不喷施锌肥时,棉花产量及增产率最高.施锌方式处理间,喷施锌肥对棉花纤维长度、整齐度及伸长率无显著影响,土施20 kg/hm2锌肥降低了马克隆值;土施锌肥处理间,锌肥显著增加纤维长度和比强度,降低了整齐度及马克隆值.施锌后棉花对氮、磷、钾的吸收增加,其吸收比例因施锌方式及施锌量的不同而有明显差异,总体上养分吸收比例N高于P低于K.土施锌肥P/N由0.31降低到0.29,K/N由1.09升高到1.17.[结论]土壤施锌是提高棉花单株结铃数的重要途径.在稳定提高单株结铃数的基础上,花期喷施锌肥促进单铃重增加,且提高棉花对氮磷钾的吸收.     

生物炭对设施土壤化学性质及黄瓜产量品质的影响

为探究生物炭对设施土壤的改良作用,研究在2014年和2015年分别施用不同用量的生物炭对设施土壤化学性质及黄瓜生产的影响。[结果]研究表明：不同生物炭施用量对土壤速效钾和硝态氮含量作用效果差异显著,当季施用生物炭的处理明显增加土壤速效钾含量60~152 mg/kg,有效减缓了速效磷的下降趋势14.57%-18.42%,与对照相比提高了土壤有机碳的含量1.76~2.59倍,土壤pH值提高了0~0.22个单位,生物炭对降低表层土壤的电导率效果显著。施用生物炭能够增加黄瓜的产量和品质,果实中维生素C含量提高5.64%~13.26%,可溶性糖含量提高17.21%~40.73%,硝酸盐含量降低0.94%~8.34%。[结论]当季施用生物炭明显提高了土壤中有效养分的含量和黄瓜产量,改善了黄瓜品质,而施用生物炭1年后促进效果减弱。     

种植密度和施肥量对酒用糯高粱净光合速率·产量及品质的影响

探究酒用糯高粱品种茅粱糯2号在贵州地区栽培时的最佳种植密度和施肥水平,制定科学合理的肥密互作栽培技术提高其产量及品质,为糯高粱田间栽培提供参考依据.采用二因素随机区组试验,以酒用糯高粱优质品种茅粱糯2号为试验材料,通过设置不同种植密度及施肥水平,探究种植密度和施肥水平互作对糯高粱茅粱糯2号的产量及品质的影响.结果表明,种植密度和施肥水平对茅粱糯2号的净光合速率、农艺性状、产量及品质均有显著影响.种植密度与施肥量的交互作用表明,32.4万株/hm2+基肥340.61 kg/hm2+追肥176.63 kg/hm2(A3B2)处理的产量最高(6371.84 kg/hm2);24.7万株/hm2+基肥340.61 kg/hm2+追肥176.63 kg/hm2(A2B2)处理下的品质最高,茅粱糯2号的单宁含量最高(2.32％);其直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量均达最高(分别为17.32％、58.67％、75.99％).相关性分析结果表明,产量与穗粒数、穗数、穗重、千粒重、总淀粉含量、支链淀粉呈显著正相关;与单宁含量呈负相关.种植密度和施肥量显著影响茅粱糯2号的产量及品质.针对贵州地区糯高粱的产量和品质,茅粱糯2号品种的种植密度和施肥量互作以A3B2和A2B2为宜.     

酸性紫色土定位施肥对甘蓝产量和品质的影响

通过4 a田间小区试验研究了定位施肥对甘蓝产量、品质和经济效益的影响.结果表明,不同年份各施肥处理对产量和品质的影响有所差异,尤以品质的差异较大.4 a甘蓝平均产量,与CK(无肥处理)相比,不同肥料组合对甘蓝有显著的增产作用,产量提高6.7%～37.4%,以N30 P15K20 Ca150处理的产量最高,其次为N30P15 K20 B0.2和N30P15 K20处理;与OPT处理相比,在N30P15 K20(OPT)基础上同时增施磷钾肥产量降低1.5%,而配施钙、硼产量分别增加9.6%和3.8%.2003-2006年,与CK相比,肥料养分组合可提高甘蓝氨基酸、粗蛋白、Vc、可溶性糖含量,改善其品质.与OPT处理相比,在OPT基础上同时增施磷、钾肥,对甘蓝氨基酸和Vc含量有提高作用,而配施钙肥提高氨基酸、粗蛋白和Vc含量,以氨基酸含量提高量最大(达10.0%),增施硼肥可提高的甘蓝氨基酸、Vc和可溶性糖含量.各处理中以OPT处理对降低甘蓝硝酸盐含量效果最佳.综合产量、品质和经济效益,N30 P15K20Ca150为甘蓝优质高产最佳养分组合.