生物炭和氮肥互作对盐渍化土壤氨挥发的影响

【目的】探明生物炭和氮肥互作对盐渍化土壤氨挥发的影响。【方法】基于室内土壤培养试验,研究了仅施用生物炭、仅施用氮肥、同时施用生物炭和氮肥对不同盐渍化程度土壤的氨挥发速率与矿质态氮量的影响。【结果】添加生物炭可提升非盐渍化和中度渍化土壤pH值,但对重度盐渍化土壤pH值的影响不显著。施氮条件下,添加生物炭对非盐渍化土壤和中度盐渍化土壤的氨挥发速率产生了明显的抑制作用,氨挥发总量分别相比仅施氮处理降低了18.06%和50.88%,氨挥发速率分别降低了14.57%和43.68%。【结论】添加生物炭可显著降低非盐渍化土壤与中度盐渍化土壤的氨挥发损失。     

生物炭对不同地下水位番茄需水规律与产量的影响

为解决渍水胁迫这一困扰南方避雨栽培区农业生产的障碍性问题,定量评估施加生物炭对缓解作物渍害的影响,以避雨栽培番茄为对象,借助土柱试验,系统分析不同地下水位及生物炭施加量对作物耗水规律、土壤氧化还原电位及产量的影响。结果表明,地下水位越浅,作物渍害胁迫越严重,导致耗水量越少;施用生物炭后,作物耗水量显著降低,生物炭保水作用随地下水位降低而有所削弱。地下水补给量随地下水埋深变大而减小,相同地下水位条件下,施用生物炭可显著增加地下水利用量。施用生物炭可使土壤氧化还原电位变大,改善土壤通气性能。地下水位在-80cm时,5%生物炭施加量可显著提高番茄产量和水分利用效率,其增幅分别达到38.7%、56.6%,地下水位对番茄产量影响显著,而地下水位和生物炭交互作用对产量及水分利用效率影响均不显著。     

渍害条件下生物炭对番茄生长及产量的影响

为了探讨南方地区农业生产以施加生物炭作为缓解作物渍害胁迫的可能性,利用土柱试验,系统研究了渍害条件下不同生物炭施加量对番茄形态指标、生理指标、产量及水分利用效率的影响.结果表明,在5%生物炭施用量下,除总根长、根尖数、根冠比和叶绿素荧光参数外,其余各项形态指标、生理指标较对照处理均显著增加;生物炭施用对番茄干物质积累的促进作用更为明显,施用3%生物炭处理下,根干质量、总干物质量较对照处理差异显著,分别增加了0.11 g/株、2.37 g/株.生物炭添加对番茄产量影响并不显著,仅在生物炭施加量为10%时,番茄产量明显高于对照处理,而该处理下WUE的增幅达到了120%.总体上,5%的生物炭施用量较为经济合理,适于实际生产应用.     

生物炭对有机菜心产量、品质及水分利用的影响

为探究生物炭对提升有机菜地土壤保水能力与菜心水分利用的作用,基于田间小区定位试验,研究不施肥（CK）、单施有机肥（MC0,110t/hm2）、有机肥+低量生物炭（MC1,110t/hm2+85t/hm2）和有机肥+高量生物炭（MC2,110t/hm2+17t/hm2）对土壤水分动态以及有机栽培菜心产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,有机肥配施生物炭可显著提高有机菜地表层土壤（0～20cm）含水率,增加0～70cm土壤贮水量,与处理MC0相比,处理MC1和MC2全生育期平均含水率分别提高4.7%和8.6%（P<0.05）,0～70cm土壤贮水量分别提高12.3%与3.4%。CK处理0～20cm土层含水率变化幅度大（10.5%～31.2%）,处理MC1变化幅度相对较小,为15.4%~30.4%。相比处理MC0、MC2和CK,处理MC1可显著促进菜心生长,增加产量,改善菜薹品质。菜心株高、叶片数和叶围面积均以处理MC1为最高,相比处理MC0,处理MC1生物量与产量分别提高36.7%、59.1%,而硝酸盐含量降低20.0%～44.3%。与MC2、MC0和CK相比,处理MC1周年耗水量分别降低3.6%、6.8%和13.7%（P<0.05）,而产量水分利用效率分别提高49.8%、75.7%和2264.8%（P<0.05）,生物量水分利用效率分别提高45.4%、46.6%和720.1%（P<0.05）。处理MC2与MC0相比,菜心产量和水分利用效率虽明显增加,但均显著低于处理MC1。研究结果可以为西北旱区有机蔬菜合理制定培肥制度提供理论依据。     

生物炭对砂壤土节水保肥及番茄产量的影响研究

采用室内盆栽试验定量分析方法,研究了砂壤土中施加不同含量生物炭对土壤节水保肥及提高番茄产量的影响。试验共设5个处理:不添加生物炭(CK),每1 kg干土加生物炭10 g(C10)、20 g(C20)、40 g(C40)和60 g(C60)。结果表明:施加生物炭处理有利于提高土壤肥力,其中较高施用量的处理增幅明显。与CK相比,C60处理的有机质含量增加560%;C60和C40的碱解氮含量分别增加110%和130%,速效磷含量增加410%和290%,速效钾含量增加290%和150%。随着生物炭施用量的增大土壤含水率呈现递增趋势,其中C60较CK提高170%。较高生物炭施用量可以有效增加番茄产量,C60和C40处理分别比CK提高98%和170%,其中C40处理的产量增幅最大。相关分析可知,水、肥因素对番茄产量影响显著,相关性超过80%,通过在砂壤土中施加生物炭可有效提高肥水利用效率,提高番茄产量。     

生物炭施用对滨海盐碱地番茄生长与耗水规律的影响

减轻盐胁迫、提高土地农业生产效率,是滨海盐碱地土地资源开发利用的重要基础.通过施用生物炭作为土壤改良剂可有效提高土壤肥力和减轻非生物胁迫,从而提高作物产量和品质.通过盆栽试验,研究了0％～8％添加量的生物炭[0％(CK)、0.5％(B2)、2％(B3),4％(B4)和8％(B5)(W/W干重比)的比例添加量]对滨海盐碱...     

生物炭和灌水量对土壤保水性及温室番茄生理特性的影响

为了探究生物炭用量和灌水量对土壤物理性质及作物生长生理特性的影响,采用田间对比试验,以温室番茄为试验对象,设置了3个生物炭施用量处理B0,B1,B2(施用量分别为0,2.5,5.0 kg/m²);在每个生物炭处理下设置3个不同灌水量水平T1,T2,T3(分别为1.4Ep,1.2Ep,1.0Ep;Ep为累计水面蒸发量);观测并分析土壤物理性质、番茄生长及光合作用对生物炭施用量和灌水量的响应关系.结果表明,土壤中适当添加生物炭可以有效地增加土壤的保水性,处理B1和B2相对B0增大土壤最大体积含水率为21.9%和32.1%,处理B1有益于土壤的长期持水能力;降低了土壤容重2.5%~16.6%,增加了土壤孔隙度1.9%~10.5%.生物炭施用量在充分灌溉和中度亏缺的处理下均可以有效提高番茄的气孔导度和光合速率,处理B1和B2分别提高番茄叶片的光合速率为11.4%和54.8%;而在重度亏缺的条件下,处理B1和B2抑制了番茄叶片的光合速率16.7%和50.6%.     

生物炭在微咸水-淡水轮灌下对土壤含水量与含盐量的影响

【目的】为利用好盐碱土,使其有利于植物的生长发育。【方法】本研究在微咸水-淡水交替灌溉下,进行了室内土柱试验,观察施加不同生物炭的不同质量比的盐碱土（1%、2%、3%、5%）的含水率与含盐量,并通过脱盐率的计算推测最有利于土壤脱盐效果的生物炭以及相应的质量比。【结果】加入生物炭后,土壤的入渗能力提升、含水量增加、脱盐效果提高;在掺入相同质量比的条件下,稻壳生物炭的脱盐效果优于小麦秸秆生物炭;小麦秸秆生物炭使用2%的质量比效果更佳,但对于质量比5%的生物炭而言,效果不如纯土本身的脱盐效果。【结论】建议使用质量比为1%～3%的稻壳生物炭或者质量比为2%左右的小麦生物炭对盐碱土进行改良。     

深层入渗对土壤含水率和苹果产量的影响

选取15年生开心形富士苹果,设计7个不同入渗方式处理,测定了不同处理的苹果产量和不同生育期土壤含水率。结果表明,苹果成熟前不同处理土壤含水率之间差异不明显,进入雨季以后,深层入渗技术能够将雨季降雨有效收集,并入渗到深层储存,在60～200cm,土壤含水率高出对照1%～5.22%;各处理之间苹果单株产量差异极显著,其中深层入渗技术都有增产效果,平均增产13.46%。深层入渗技术能够有效的使降雨入渗到更深层次并储存,为苹果需水临界期提供土壤水分保证,提高产量。     

全膜垄作对旱作马铃薯土壤含水率、酶活性及产量的影响

为明确全膜垄作对黄土高原旱作马铃薯土壤保水改土效果及产量形成的影响,设全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3)和露地常耕平作(CK)4种方式进行田间试验,分析了不同耕作方式对马铃薯田间土壤含水率、土壤酶活性和产量的影响。结果表明,全膜垄作均能提高各生育阶段0~100 cm土层土壤含水率,特别是对0~20 cm土层影响最为显著,在马铃薯需水关键期块茎形成期和块茎膨大期,0~100 cm土层土壤含水率A1、A2、A3处理较CK分别提高了27.93%、19.23%、34.93%和25.12%、26.94%、57.00%;全膜垄作均能显著提高马铃薯0~60 cm土层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性,以0~10 cm土层酶活性最高,随马铃薯生育期推进,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在块茎膨大期达到最大;同时,全膜垄作均能增加马铃薯产量,由高到低次序为A3处理A1处理A2处理CK,其中A3处理比A1处理增加5.53%,比A2处理增加14.23%;A1、A2、A3处理的产量分别较CK提高了75.77%、66.56%、53.88%;与CK相比,全膜垄作不仅提高了马铃薯产量,而且降低马铃薯烂薯率和青薯率,其中全膜单垄垄上微沟播(A3)优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区节水高产栽培模式。     

玉米苗期非充分灌溉条件下水炭耦合的节水增产效应

为研究玉米苗期非充分灌溉条件下水炭耦合对产量及水分利用效率的影响,在玉米苗期设置3个灌水量上限水平和4个生物炭用量水平,对不同处理的产量和耗水量进行了方差分析和回归分析,研究了水、炭因子的耦合效应。结果表明:建立的回归模型均达到极显著水平。在玉米苗期非充分灌溉条件下,水、炭因素对产量及耗水量均具有极显著影响,且生物炭对产量的影响大于水,而对耗水量的影响则小于水;水炭耦合对产量具有显著的负交互作用,即水炭耦合对产量提高具有相互替代作用,而对耗水量无显著交互作用;玉米产量随灌水量上限和生物炭用量的升高而显著提高,但超过一定范围后产量则逐渐降低;当灌水量上限为田间持水率的66%、生物炭用量为33 g/kg时,玉米产量最高,为167.58 g/盆;当灌水量上限为田间持水率的57%、生物炭用量为35 g/kg时,水分利用效率最大,为4.38 g/kg。     

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。     

生物炭对黑土区坡耕地水土保持及大豆增产效应研究

针对东北黑土区坡耕地水土流失严重,农业用水量不足的问题,研究生物炭对该地区的水土保持及作物增产效应,并寻求最优生物炭施用量。2015年,以黑龙江农垦北安分局红星农场3°坡耕地为研究对象,研究不同生物炭施用量对大豆生育期土壤水分动态、表径流、土壤侵蚀、产量和作物水分利用效率的影响。结果表明,生物炭对坡耕地水土保持及大豆节水增产有较好的效果,其中对于水土保持方面,生物炭施用量越高,水土保持效果越好;而对于大豆产量与水分利用效率方面,则生物炭施用量为75 t/hm~2的处理效果最为明显。     

盐渍化土壤向日葵水-肥耦合试验研究

以内蒙古河套灌区主要作物油料向日葵为研究对象,进行了田间试验,采用312-D最优饱和试验设计方案,随机排列,2次重复,以产量为目标函数建立了不同盐分水平下的回归模型,并进行分析。研究结果表明,在盐渍化地区土壤中水肥因子的影响效应轻度盐渍化土壤依次为水分、磷、氮,中度盐渍化土壤依次为水分、氮、磷。最佳水肥配比范围轻度灌水量为1 581～2 116 m3/hm2,中度灌水量为1 088～1 549 m3/hm2,氮为225 kg/hm2,磷为150 kg/hm2。     

连年施加生物炭对黑土区土壤改良与玉米产量的影响

为研究连年施加生物炭对黑土区坡耕地的土壤结构、持水性能、玉米产量及可持续性的影响,从2015年开始,在黑土区3°坡耕地径流小区内,将玉米作为试验作物连续进行4年生物炭效应试验。共设置C0（0 t/hm²）、C25（25 t/hm²）、C50（50 t/hm²）、C75（75 t/hm²）和C100（100 t/hm²） 5种生物炭的施用量处理。结果表明:4年中土壤容重随生物炭的增加有减小的倾向,孔隙度有逐渐增加的倾向;适量生物炭可有效降低土壤固相比例,提高气相和液相比例,除2015年外,连续3年广义土壤结构指数（GSSI）随施炭量的增加先增大后减小,土壤三相结构距离指数（STPSD）随施炭量的增加先减小后增大,均在第3年C50处理达到最优（99.96、0.63）,同时土壤三相比偏离值R最小（1.03）,三相比最接近理想状态;连续4年大于0.25 mm团聚体含量R_0.25、平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）随着生物炭的增加有先增加后减小的倾向;连...     

不同生育阶段土壤含水率对番茄果实维生素C含量的影响

为实现番茄的优质生产及水资源高效利用,探求不同生育阶段土壤含水率与番茄果实维生素C含量之间的关系。以番茄苗期、始花结果期、果实生长初期、膨大期和品质形成期5个阶段的土壤含水率为试验因素,每个因素设5个水平,采取五元二次通用旋转组合设计,进行盆栽试验。建立维生素C含量与不同阶段土壤含水率的数学模型,分析因子主效应、单因子效应及两因素的耦合效应,并对模型模拟寻优。结果表明,品质形成期土壤含水率对番茄果实维生素C含量的影响最大,苗期次之,始花结果期最小。控制其它阶段土壤水分为(70%~80%)θf时,果实维生素C含量随苗期、始花结果期土壤含水率变化不大(变异系数分别为2.46%、3.08%);随果实生长初期、膨大期和品质形成期土壤含水率呈抛物线变化,且影响程度依次增大(变异系数分别为5.79%、8.09%、17.25%),且这3个阶段土壤含水率分别为(67.79%~77.79%)θf、(65.58%~75.58%)θf、(68.86%~78.86%)θf时,维生素C含量有最大值,分别为24.10、24.21、24.10 mg/(100 g)。耦合效应表明,苗期与始花结果期和果实生长初期、始花结果期与膨大期、膨大期与品质形成期土壤含水率对番茄果实维生素C含量的交互作用均呈正效应;苗期与膨大期和品质形成期、始花结果期与果实生长初期和品质形成期、果实生长初期与膨大期和品质形成期土壤含水率间的交互作用均呈负效应。在5个阶段土壤含水率分别为(50%~60%)θf、(90%~100%)θf、(50%~60%)θf、(80%~90%)θf、(70%~80%)θf时,番茄果实维生素C含量达最高30.10 mg/(100 g),但不利于产量的形成。当5个阶段土壤含水率分别为(90%~99.9%)θf、(90%~99.8%)θf、(90%~99.6%)θf、(74.0%~81.8%)θf、(74.3%~82.5%)θf时,可以同时获得较高的番茄单株产量(996.75~1 037.99 g)和维生素C含量(25.40~26.02 mg/(100 g))。     

生物炭肥料对河套灌区耕层土壤肥力及含水率影响的研究

为了研究生物炭肥料对河套灌区耕层土壤肥力及含水率的影响,试验设置以当地常规施肥为对照(CK),分别采用与CK处理等养分(C3)、70%养分(C2)和40%养分(C1)的生物炭肥料处理,共计4个处理。结果表明:在有灌水的情况下,生物炭肥料对耕层土壤含水率提高显著。生物炭肥料的施用对耕层土壤有机质、速效磷及速效钾含量均有显著提高,而碱解氮含量随着生物炭肥施用量的增加有所下降,但未出现显著变化。试验结果初步表明,在河套灌区施用生物炭肥料,能够减少肥料投入,对增加耕层土壤肥力有着积极的作用。