棉秆炭减缓土壤中镉对水稻生长的胁迫效应

为探讨棉花秸秆生物质炭减缓镉对水稻（Oryza sativa L.）生长的胁迫影响,采用室外盆栽试验,以水稻品种‘特丰优2号’为试验材料,在镉浓度为0、1、4、8 mg·kg-1的稻田土壤中分别添加炭土质量比为0%（C0）、1%（C1）、2.5%（C2.5）和5%（C5）的棉花秸秆生物质炭,分析水稻拔节期、孕穗期、灌浆期和完熟期施用生物质炭对水稻株高、叶片SPAD值、光合特性、叶片水分利用率等生理及产量指标的影响。结果表明:①C0处理条件下,镉胁迫处理均使水稻株高、叶片SPAD值、光合能力、叶片水分利用率和产量降低,并随着镉浓度的增加,降低幅度增大。C1和C2.5处理显著提升了水稻叶片光合能力,C2.5处理的水稻叶片SPAD值较C1更高（P<0.05）。②镉胁迫处理下,与C0相比,C1处理可以显著提高水稻株高、叶片水分利用率,并使水稻增产（P<0.05）。在0、1、4、8 mg·kg-1四个镉浓度梯度下,与C0相比,C1处理的水稻产量分别增加45.45%、30.63%、22.20%和12.98%。综上,重金属镉对水稻生长具有胁迫效应,降低水稻光合能力及产量,施用1%生物质炭后可以有效减弱镉对水稻造成的胁迫,提高水稻产量。     

紫云英翻压条件下生物炭施用量对水稻Cd迁移积累的影响

[目的]稻田重金属污染已成为威胁我国粮食安全的主要问题之一.紫云英是我国南方种植水稻的主要绿肥作物,为研究翻压紫云英条件下,化肥配施生物炭对水稻产量及水稻镉(Cd)吸收、迁移和积累的影响.[方法]采用盆栽试验,在紫云英替代30％氮肥条件下,设置4个生物炭添加水平[CK(0 g/kg),C25(2.5 g/kg),C50(5 g/kg),C100(10 g/kg)],分析不同生物炭施用量对水稻生长及镉迁移积累的影响.[结果]生物炭表面具有多个不规则球状凸起,球状凸起表面有少量残屑附着且生物炭自身含有羟基、羰基和羧基等较多的含氧官能团;生物炭的施加可明显提高水稻各器官干物质量,C50处理水稻根干物质量显著(P<0.05)高于C25和C100处理,分别提高了30.9％和44.4％;其水稻秸秆和籽粒干物质量显著(P<0.05)高于CK和C100两个处理,秸秆干质量分别提高了14.3％和14.1％,籽粒干质量分别提高了52.5％和26.3％;与不添加生物炭相比,施用生物炭能明显提高水稻籽粒产量,在25 g/kg和50 g/kg的生物炭添加量时显著提高,分别提高了52.5％和33.7％;生物炭的施加可降低水稻籽粒中的Cd含量,C25、C50、C1003个处理较对照分别降低了13.2％、14.1％和11.0％;生物炭能抑制Cd在水稻各器官中的转运,所有转运过程的转运系数(TF)均有降低,与对照相比,TF地上部位/根的降低幅度为5％～11.6％,TF秸秆/根的降低幅度为1.5％～10.4％,TF籽粒/秸秆的降低幅度为6.1％～12.1％.[结论]生物炭具有较大的比表面积和多种含氧官能团,能有效钝化土壤重金属;翻压紫云英条件下添加生物炭不仅能提高水稻产量,还能降低水稻籽粒中的Cd含量,抑制Cd向水稻籽粒的转运,该施肥方案对Cd污染土壤的水稻安全生产具有一定参考价值.     

不同农艺措施对双季稻植株地上部镉积累的影响

设置施用1 000 kg/hm~2生物炭(生物炭1处理)、施用2 000 kg/hm~2生物炭(生物炭2处理)、喷施叶面肥、控水4种农艺措施,以常规栽培为对照,研究各农艺措施对双季稻植株地上部镉积累的影响,明确双季稻在各农艺措施下的镉积累规律,以期为湖南省镉污染稻田双季稻降镉农艺措施的选择提供参考。结果表明,与对照相比,4种农艺措施总体上均增加了早稻的穗数、穗粒数,进而提高产量,其中,陆两优996产量达到显著水平,增幅为11.59%～14.36%,但对晚稻产量无显著影响;与对照相比,喷施叶面肥处理显著增加了晚稻丰源优299成熟期茎的镉含量,增幅为15.54%,显著降低了其成熟期叶的镉含量,降幅为53.00%;施用生物炭1、生物炭2处理显著降低了晚稻丰源优299成熟期茎、叶、谷壳、糙米的镉含量及地上部镉积累总量,分别使糙米的镉含量降低了39.76%、26.40%,分别使地上部镉积累总量降低了24.45%、22.83%;与叶面肥处理相比,生物炭1、生物炭2处理显著降低早稻陆两优996成熟期茎、叶、糙米的镉含量,分别使糙米的镉含量降低了37.71%、35.17%;与对照相比,控水处理显著降低晚稻湘晚籼13号和丰源优299成熟期谷壳的镉含量,降幅分别为38.25%和10.37%,但对其他指标无明显影响。综上,施加生物炭能有效降低水稻植株和糙米的镉含量。     

立体修复技术对镉铅复合污染麦田土壤的作用效果研究

针对镉(Cd)、铅(Pb)复合污染土壤中小麦籽粒重金属超标问题,以Cd、Pb复合污染石灰性土壤为研究对象,选用Cd、Pb低积累小麦品种‘济麦22’,探究杏核生物炭单独施用以及与叶面调理剂(ZnSO4、MgSO4、氨基酸复合菌剂)联合施用对Cd、Pb复合污染麦田的修复效果。结果表明：生物炭单独施用修复效果有限,单施生物炭处理根际土有效态Cd、Pb含量占总量的比值与对照(CK)相比差异不显著,而添加10 t/hm²生物炭(C2)处理效果优于5 t/hm²(C1)处理,10 t/hm²生物炭+叶面喷施调理剂联施与单施生物炭相比,各处理根际土壤有效态Cd、Pb含量占总量的比值差异不显著,对Cd而言,只有生物炭+氨基酸复合菌剂处理(C2+A)小麦籽粒Cd降低22.56%(P>0.05),对于Pb而言,生物炭+ZnSO4处理(C2+Zn)和C2+A处理小麦籽粒Pb含量分别降低27.36%和28.06%(P<0.05),Pb含量可降至我国食品安全标准限值以下(0.2 mg/kg,GB 2762—2017),生物炭+MgSO...     

生物炭和猪粪堆肥对Cd污染土壤上黑麦草生理生化的影响

通过室内盆栽试验,研究添加不同物料(生物炭和猪粪堆肥)对不同Cd~(2+)浓度(0、5、10、20、40 mg/kg)污染下黑麦草(Perennial ryegrass)生长2个月后体内Cd浓度、光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素)含量、抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)]活性,以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果显示:与CK相比,PM和BC处理显著降低了黑麦草对Cd的吸收,但添加物料的2个处理之间(PM、BC)差异未达到显著性水平。随着外源Cd浓度的增加,光合色素含量呈降低的趋势,PM、BC处理有助于提高黑麦草叶片光合色素含量。低Cd浓度(0、5、10 mg/kg)时,CK处理的黑麦草体内CAT、SOD活性较高,而高Cd浓度(20、40 mg/kg)时,PM和BC处理的黑麦草体内CAT、SOD活性对应高于CK处理。随着Cd浓度的增加,MDA的浓度呈逐渐增加的趋势,但PM和BC处理的黑麦草体内MDA浓度都低于CK处理,5 mg/kg的Cd浓度时,PM、BC处理较CK处理黑麦草体内MDA含量分别少30.39%和14.20%;Cd浓度为40 mg/kg时,PM、BC处理较CK处理黑麦草体内MDA含量分别少16.11%和26.64%。本研究结果表明,猪粪堆肥和生物炭均可降低黑麦草对Cd的吸收,低浓度Cd污染土壤采用猪粪堆肥缓解Cd对黑麦草的氧化胁迫效果较好,而高浓度Cd污染土壤添加生物炭缓解Cd对黑麦草的氧化胁迫效果更好。     

棉秆生物炭对南疆地区水稻产量和氮素利用效率的影响

以南疆地区水稻田为研究对象,以新稻36号为试验材料,采用随机区组设计,以不施氮肥处理为对照(CK),设不施生物炭(C_0)、低量炭(C1,4 500 kg/hm~2)、中量炭(C2,9 000 kg/hm~2)、高量炭(C3,13 500 kg/hm~2)和超量炭(C4,18 000 kg/hm~2) 5个添加水平,研究施用棉秆生物质炭对水稻产量和氮肥利用效率的影响。结果表明:与C_0处理比较,施用生物炭9 000 kg/hm~2以上均显著提高水稻产量,最高增产幅度为10. 26%,同时也提高水稻有效穗数和穗粒数,当生物炭施用量超过13 500 kg/hm~2时水稻产量表现出降低的趋势。水稻地上部分吸氮量随生物炭用量的增加而逐渐提高,施炭处理氮肥利用率提高幅度在2. 83~5. 91百分点,施用生物炭显著提高耕层土壤(0~40 cm)中硝态氮含量,减少氮素向下淋洗损失。施用生物炭可以显著提高南疆地区水稻产量和氮肥利用率,根据当地土壤肥力实际状况,棉秆生物炭适宜用量应为9 000~13 500 kg/hm~2。     

土壤重金属污染修复剂在镉污染稻田中的应用效果

采用田间小区试验,在典型的镉污染稻区长沙县江背镇、北山镇开展了重金属修复剂“镉康”的田间应用效果试验.结果表明,修复剂“镉康”对水稻增产有一定的促进作用,但不同处理间没有显著差异.施用修复剂能够降低水稻各部位对镉(Cd)的积累,降低土壤有效Cd的含量,且随着修复剂用量的增加,降镉的效果越明显.江背镇、北山镇施用量分别达450 kg/hm2、600 kg/hm2时,降镉效果达显著水平.施用修复剂1 500 kg/hm2可使糙米镉含量降低约0.05 mg/kg,同时,土壤有效Cd含量降低0.17 mg/kg(江背镇)和0.64 mg/kg(北山镇).     

硒与氮磷钾肥配施对水稻产量和外观品质及其吸收硒的影响

采用正交设计的田间小区试验,探讨了氮肥、磷肥、钾肥和硒肥配合施用对水稻(Oryza sativa产量及外观品质及其吸收硒的影响。结果表明,氮肥施用是水稻产量指标变化的主控因子,施氮水平为150kg/hm2(以N计)时,水稻产量性状最佳。水稻主要外观品质也取决于氮肥施用量,在90～210kg/hm2施用量范围内,水稻外观品质随氮肥用量增大而改善。水稻各器官硒含量直接决定于硒肥的施用,施硒量为31.2g/hm2时,精米硒含量最高可达到0.29mg/kg,仍符合国家食品安全标准和富硒食品标准。综合水稻产量、外观品质和硒含量,施氮量150kg/hm2、施磷量(以P2O5计)150kg/hm2、施钾量(以K2O计)0kg/hm2、施硒量(以Se计)15.6g/hm2为最佳的组合,可达到水稻富硒、高产、高品质的最佳效果。     

生物炭对不同连作年限棉田棉花光合特性的影响

以品种C111为试材,选择2、6、11和14年4种连作年限的土壤,采用0(C1)、20(C2)和40 t/hm2(C3)共3个浓度生物炭处理,在苗期(D1)、蕾期(D2)、花铃期(D3)和吐絮期(D4)测定了不同处理对棉花叶片光合气体交换参数、光合生理参数、叶绿素含量和产量的影响。结果表明,与C1处理相比,C2和C3处理显著提高了棉花叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、光合能力(Pm)、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、RUBP最大再生速率(RUBPmax)、叶绿素含量和子棉产量(P0.05),并且40 t/hm-2生物炭处理(C3)显著高于20 t/hm2(C2)处理;不同连作年限生物炭处理胞间CO2浓度(Ci)与对照比差异不显著(P0.05),连作年限长时光合速率下降的主要原因是非气孔因素;添加生物炭处理可以降低蒸腾速率(E),但差异不显著。     

生物炭对原油污染土壤中苏丹草光合生理特征的影响

采用盆栽试验方法,以苏丹草为修复植物,设置土壤原油污染水平(0 g/kg,C0;10 g/kg,C1)和生物炭添加水平(0 g/kg,B0;20 g/kg,B1;40 g/kg,B2),研究了苏丹草拔节期光合生理特征对土壤原油污染胁迫的响应,以及生物炭添加对胁迫效应的影响。结果表明,土壤原油污染对苏丹草光合作用存在胁迫效应,显著降低了苏丹草的生物量、净光合速率(Pn)、光能利用率(Eu)和瞬时水分利用率(WUE)。生物炭添加对苏丹草光合生理特征存在显著影响,且与添加量有关;B1水平下苏丹草Pn、气孔导度(Gs)、Eu和WUE均显著低于B0水平,B2水平下苏丹草的Pn、Gs、蒸腾速率(Tr)和Eu均显著高于B0水平。生物炭添加缓解了土壤原油污染对苏丹草净光合速率的胁迫。在原油污染情况下,B2水平的苏丹草净光合速率比B0水平高72.30%,基本恢复到原油污染前土壤水平。生物炭添加量40 g/kg(B2水平)可缓解原油污染土壤对苏丹草光合生理特征的抑制作用。     

石灰与Cd~(2+)复合作用对三七Cd含量及其累积特征的影响

【目的】研究石灰与Cd2+复合处理条件下,三七生物量和Cd含量及累积特征。【方法】开展田间小区试验,测定不同石灰施用量[0 (CK)、750和1 500 kg/hm2]、Cd2+(0、0.6、3.0、6.0、9.0和12.0 mg/kg)处理条件下,土壤pH、土壤有效态镉含量、三七生物量、Cd含量等指标。【结果】(1)随石灰施用量的增加,土壤pH升高,土壤中有效态镉含量显著降低。当石灰施用量为1 500 kg/hm2时,与CK相比,有效态镉含量显著降低(P0.05),降低幅度为9.2%～38.1%。(2)在1 500 kg/hm2石灰和3.0mg/kg Cd2+处理下,三七主根、茎叶和总生物量分别比CK增加了74.4%、41.4%和31.1%。(3)在Cd2+为3.0、6.0、9.0和12.0 mg/kg时,施加1 500 kg/hm2石灰与CK相比,主根中Cd含量显著降低了13.0%、5.8%、13.2%和17.6%(P0.05);在Cd2+为6.0、9.0、12.0 mg/kg时,施加1 500 kg/hm~2石灰与CK处理相比,茎叶中Cd含量显著降低了13.6%、12.4%、20.8%(P0.05)。【结论】施加石灰可以显著提高土壤pH (P0.05),降低土壤中有效态镉含量,减少三七对Cd的吸收累积,增加三七生物量。     

镉胁迫下不同水稻品种镉的累积与产量差异比较（英文）

探讨在镉(Cd)胁迫下水稻植株内的镉含量,以及水稻不同部位镉累积情况,筛选出高耐镉性且高产的水稻品种。以不同粳稻和籼稻品种为研究对象,通过盆栽试验,在不加镉与镉胁迫2种处理下,探讨不同水稻品种收获期的C d含量,Cd累积情况。2种处理下水稻体内镉含量大致都为根茎叶谷壳籽粒,且镉主要集中在根部;镉在不同水稻品种内的累积与分布存在差异,尤其是镉在籽粒中的累积差异较大,8个中稻品种中籽粒镉含量以品种‘春优84’的增加幅度最低,表现出较低的镉累积能力;同时也表明镉胁迫下粳稻镉累积量高于籼稻;在镉胁迫处理下籼稻产量显著减少,而粳稻产量均增加。‘春优84’籽粒镉含量增幅最低,表现出显著的耐镉性,虽其产量有所影响,但从镉安全性考虑,可作为湖南省镉污染区域推广品种选用。     

钼镉联合胁迫对山羊肾脏细胞凋亡相关基因表达的影响

本研究以波尔山羊为实验动物,旨在观察钼镉联合胁迫对山羊肾脏细胞凋亡相关基因表达的影响。选用63头健康波尔山羊随机分成7组,每组3个重复,选用七钼酸铵([(NH4)6Mo7O24·4H2O])作为实验钼源,氯化镉(Cd Cl2)作为实验镉源,按每kg山羊体质量添加钼、镉对照组(Mo 0 mg/kg+Cd 0 mg/kg),低镉低钼组(Mo 15mg/kg+Cd 0.5 mg/kg),低镉中钼组(Mo 30 mg/kg+Cd 0.5 mg/kg),低镉高钼组(Mo 45 mg/kg+Cd 0.5 mg/kg),高镉低钼组(Mo 15 mg/kg+Cd 1.0 mg/kg),高镉中钼组(Mo 30 mg/kg+Cd 1.0 mg/kg),高镉高钼组(Mo 45 mg/kg+Cd1.0 mg/kg),实验期50 d。并于当天、第25、50天每组各剖杀3头山羊取肾组织进行相关实验,观察不同剂量钼、镉对山羊肾脏细胞凋亡相关基因表达等的影响。结果显示,与对照组相比,在实验第25、50天时,实验组山羊肾脏bcl-2 mRNA表达量下降(P0.01),bax mRNA、caspase-3 mRNA和cytc mRNA表达量上升(P0.05或P0.01);山羊钼镉联合胁迫导致肾线粒体抗氧化功能降低、自由基含量升高,导致细胞促凋亡基因表达量上升,抗凋亡基因的表达量下降,提示钼镉联合胁迫对山羊肾脏有明显损伤。     

生物炭对宁夏扬黄灌区春小麦产量及养分吸收利用的影响

为探明生物炭对宁夏扬黄灌区春小麦的增产作用,采用裂区试验设计研究不同生物炭施用量(0 kg/hm2、6 000kg/hm2、12 000 kg/hm2、18 000 kg/hm2)对春小麦产量、氮磷钾吸收量与利用效率的影响。结果表明:与不施生物炭相比,施用生物炭显著提高了春小麦产量,在2013—2016年间施用生物炭18 000 kg/hm2处理下春小麦籽粒产量可达到6 907.4～7 518.9kg/hm2,增产5.6%～20.9%。在2013—2016年间施用生物炭18 000 kg/hm2处理下籽粒钾含量较不施生物炭增加了17.6%～29.4%,氮磷含量变化不显著;但植株氮、磷、钾素吸收量分别增加了10.7%～24.1%、3.1%～20.2%、16.3%～44.7%。这归因于施用生物炭尤其是施用量达18 000 kg/hm2时提高了春小麦养分吸收效率。综上所述,施用生物炭显著提高了宁夏扬黄灌区春小麦的产量、养分吸收量和养分利用效率。     

氮肥对镉(Cd)胁迫下结缕草生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同氮肥用量[0、200、300、400 mg/kg CO(NH2)2]对镉(Cd)胁迫(50 mg/kg)下结缕草生长和生理特性的影响。结果表明:Cd胁迫下结缕草的生长指标(叶长、株高、根长和生物量)和保护酶(SOD、POD和CAT)活性均显著下降,而丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白的含量均大幅度上升。施加不同浓度的氮肥后,Cd胁迫下结缕草的生长和保护酶活性均有所提高;可溶性蛋白、MDA和Pro的含量均有所降低。施用氮肥对Cd胁迫下结缕草具有一定的缓解作用,当氮肥浓度为300 mg/kg时缓解效果最为显著。     

镉胁迫下转基因水稻对根际土壤微生物的影响

为了探究镉胁迫下转基因水稻对根际土壤微生物的影响,以抗虫转基因水稻华恢1号(HH1)及其亲本非转基因水稻明恢63(MH63)为研究材料,设置不同Cd~(2+)浓度(0、3.5、60.0、240.0 mg/kg)胁迫进行盆栽试验。结果表明:与Cd_0相比,Cd_(3.5)处理对水稻农艺性状无显著影响;Cd_(240.0)处理显著降低了株高、产量;与Cd_0处理相比,Cd_(60.0)和Cd_(240.0)处理下HH1水稻根际土壤细菌群落组成中Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)的相对丰度显著降低;MH63水稻中Acidobacteria的相对丰度显著升高而Bacteroidetes(拟杆菌门)的相对丰度显著降低。Cd胁迫显著降低了水稻根际土壤细菌群落丰度及多样性。环境因子分析显示,Cd胁迫后水稻根际土壤pH值、总氮含量、铵态氮含量的变化是影响根际土壤细菌群落结构的主要原因。     

镉对两个同核异质红麻杂交种种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究重金属镉对红麻杂交种种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响,为揭示红麻对重金属镉胁迫的生理响应机制打下基础.[方法]以同核异质的两个红麻杂交品种C1P3A/992(简称C1)和C2P3A/992(简称C2)为材料,采用Cd2+浓度分别为0(对照)、15和30 mg/kg的CdCl2溶液处理红麻种子,测定种子的发芽率、发芽势和发芽指数;同时采用Cd2+浓度分别为0(对照)、10、20、30和50 mg/kg的CdCl2溶液处理两个红麻杂交品种幼苗,8 d后测定幼苗的株高、茎粗、根长及其鲜重和干重的相对抑制率,以及叶片抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量,综合分析两个品种间的差异.[结果]不同浓度的Cd2+胁迫对两个红麻杂交种种子的萌发均有促进作用,在同一Cd2+浓度下,C2品种的发芽率、发芽势和发芽指数均显著高于C1品种(P<0.05,下同).随着Cd2+浓度的升高,两个红麻杂交品种幼苗的株高、茎粗、根长及其鲜干重均受到明显抑制,在Cd2+浓度为50 mg/kg时抑制程度最大;在同一Cd2+浓度下,C2品种幼苗各部分鲜干重相对抑制率均显著低于C1品种.两个杂交种幼苗的叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及MDA含量总体上呈先升高后降低的变化趋势,3种酶的活性均在10 mg/kg Cd2+浓度处理时达最大值,MDA含量在30 mg/kg Cd2+浓度处理时达最大值,在10~50 mg/kg Cd2+浓度处理下,C2品种幼苗叶片的SOD和CAT活性均显著高于C1品种,而MDA含量显著低于C1品种.[结论]两个红麻杂交品种对Cd2+的敏感度不同.在0~50 mg/kg范围内,C2品种在种子萌发、幼苗生长及生理指标方面均表现出更好的适应性,对Cd2+的耐性优于C1品种,可作为母本用于配制抗镉胁迫的三系杂交种.     

生物炭对樱桃番茄果实品质及产量的影响

以樱桃番茄(Lycopersicon esculentum Mill)为试验对象,选用玉米秸秆生物炭,在日光温室中进行试验,研究生物炭对樱桃番茄果实品质和产量的影响。生物炭施用量设置3个处理:0 t/hm2(对照)、30 t/hm2(低量)、90 t/hm2(高量),试验结果表明:施用生物炭可改善樱桃番茄果实营养品质且高炭量效果更佳,但生物炭对果实的外观形态品质影响不显著。与对照相比,破色期后,施用生物炭能提高果实维生素C含量20.1%~67.6%;使可溶性糖含量峰值推迟,并提高1.1%~18.2%。施用生物炭能提高樱桃番茄产量7.5%~21.6%,随着施炭量的增加产量有下降趋势。     

栽培模式对马铃薯植株镉积累和产量及品质的影响

以马铃薯费乌瑞它为材料,设水稻-马铃薯轮作氮零栽培模式(RP–N0)、水稻-马铃薯轮作传统栽培模式(RP–T)、水稻-马铃薯轮作高产栽培模式(RP–H)、水稻–马铃薯轮作超高产栽培模式(RP–SH)、玉米–马铃薯轮作高产栽培模式(MP–H)5个处理,研究了不同栽培模式对马铃薯植株镉积累和产量以及品质的影响。结果表明,同一处理不同时期马铃薯植株叶片的镉含量4.23~5.52 mg/kg,茎的镉含量4.85~5.02 mg/kg,显著高于块茎的镉含量(0.34~0.39 mg/kg);马铃薯茎叶的镉生物富集系数为10.15~13.25,显著高于块茎生物富集系数的(0.82~0.92);不同栽培模式的马铃薯产量和商品薯率以RP–N0处理的最低,为11.12 t/hm~2和71%,显著低于其他4个处理的产量及商品薯率,以MP–H处理的产量最高,达42.07 t/hm~2,淀粉含量以RP–N0最高(11.55 g/(100 g));马铃薯块茎的镉含量与土壤pH呈负相关(r=–0.65),块茎的镉生物富集指数与土壤p H呈显著负相关(r=–0.81)。     

生物炭与无机氮配施对稻田温室气体排放及氮肥利用率的影响

【目的】生物炭作为比表面积大、富含有多种营养元素的一种物质已被广泛应用于农业生产。弄清生物炭与化肥氮配合施用对稻田温室气体排放和氮肥利用率的综合影响,为合理使用生物炭提供科学依据。【方法】在武穴市花桥镇进行两年大田试验,设置4个处理,即不施氮肥（CK）、常规施氮（180 kg·hm ^-2）（IF）、常规施氮+10 t·hm ^-2生物炭（IF+C）、减氮30%+10 t·hm ^-2生物炭（RIF+C）。采用静态箱-气相色谱法对2018和2019年水稻生长季节稻田CH₄和N₂O排放通量进行监测,并测定水稻产量,探讨生物炭配施不同量无机氮对稻田CH₄和N₂O排放、水稻产量以及氮肥利用率的影响。【结果】（1）稻季CH₄和N₂O排放呈现明显的季节性变化规律。CH₄排放峰值主要出现在分蘖期和齐穗期,N₂O排放峰值主要出现在氮肥施用和排水后。2018和2019年稻季各处理CH₄排放通量分别为0.01—48.97 mg·m ^-2·h ^-1和0.36—18.08 mg·m ^-2·h ^-1,N₂O排放通量分别为-0.002—0.17 mg·m ^-2·h ^-1和0.01—0.28 mg·m ^-2·h ^-1。2018年各处理CH₄和N₂O的平均排放通量分别为6.17—7.16 mg·m ^-2·h ^-1和0.02—0.04 mg·m ^-2·h ^-1,2019年的分别为5.16—5.83 mg·m ^-2·h ^-1和0.05—0.08 mg·m ^-2·h ^-1。（2）与CK相比,无机氮肥的施用对CH₄排放没有影响,但显著提高了N₂O排放,增幅为32.6%—113.0%。与IF处理相比,生物炭与无机氮配施（IF+C、RIF+C）显著降低N₂O排放,在2018年降幅为33.4%—43.1%,2019年为37.0%—39.5%,但对CH₄排放的影响不显著,因此对全球增温潜势的影响不显著。生物炭与无机氮配施处理IF+C与RIF+C间CH₄和N₂O排放差异不显著。CH₄排放是综合增温潜势（GWP）的主要贡献者,对GWP的贡献达84.4%—95.2%。（3）氮肥施用显著提高水稻产量,增幅达4.0%—6.0%。与IF处理相比,生物炭处理（IF+C、RIF+C）显著增加水稻产量,增幅达9.9%—11.9%。生物炭与无机氮配施处理IF+C与RIF+C间水稻产量差异不显著。与IF处理相比,IF+C、RIF+C处理氮肥利用率显著增加了7.7%—8.1%,且RIF+C的氮肥偏生产力两年分别增加了57.1%、52.3%。【结论】减氮30%配施生物炭能有效地降低稻田N₂O排放、增加水稻产量、提高氮肥利用率,是一项可持续的农艺措施。但生物炭对稻田温室气体减排的效应还要进一步研究探讨。