不同裂解温度稻秆生物炭对土壤CH_4、N_2O排放影响分析

生物炭能有效减少稻田温室气体(CH_4、N_2O)排放,不同裂解温度下生物炭对稻田土壤CH_4、N_2O排放的影响及机制需进一步探究。本研究利用两个原料产地(哈尔滨、丹阳)水稻秸秆生物炭,以江苏省丹阳典型稻麦轮作田为研究区,研究施加不同裂解温度水稻秸秆生物炭对土壤CH_4、N_2O排放的影响。结果表明:(1)相比常规施肥,施加300℃、500℃、700℃裂解的丹阳和哈尔滨水稻秸秆生物炭CH_4累积排放量分别减少10.38%、21.09%、13.28%和42.83%、65.29%、55.44%,N_2O累积排放量分别减少42.77%、53.54%、51.19%和45.34%、48.51%、48.40%;(2)通过温室气体排放强度公式计算得出,施加500℃裂解的丹阳和哈尔滨水稻秸秆生物炭分别比300℃、700℃减少27.09%、25.85%和40.54%、8.09%;(3)分析得出500℃裂解温度的生物炭减排效果优于300℃、700℃,主要原因是施加三种裂解生物炭后,土壤产甲烷古菌丰度值降低,且500℃低于300℃、700℃生物炭,平均降低48.33%、29.35%。同时施加500℃生物炭土壤硝化细菌丰度低于施加300℃、700℃生物炭。     

生物炭及炭基缓释肥对土壤酶活性的影响

选取3种秸秆(玉米、小麦、水稻)生物炭及炭基缓释肥为试验材料对土壤相关酶活性的动态变化进行分析,设计未施加生物炭(CK)、500℃小麦生物炭(WBC)、500℃玉米生物炭(CBC)、300℃水稻生物炭(NBC_3)、500℃水稻生物炭(NBC_5)、700℃水稻生物炭(NBC_7)和炭基缓释肥(CN)7个处理。结果表明,在同等养分条件下,施加生物炭和炭基缓释肥均能提高本研究中土壤酶活性。通过研究水稻生长时期各处理对酶活的影响发现,单一酶的最佳处理分别为NBC_3、NBC_5、NBC_5、NBC_5、NBC_5、WBC;同时NBC_5处理土壤总体酶活性参数E_t值最高,其次分别为WBC、CBC、NBC_7、CN、NBC_3处理,较CK处理分别提高19.81%、16.63%、13.59%、10.54%、9.09%和9.03%,土壤总体酶活性参数完善了单一酶活性反映的片面性。因此,NBC_5处理表现明显提高土壤酶活性的优势。     

生物炭配施化肥对稻田土壤有效氮素以及水稻产量的影响

采用盆栽试验,以小麦秸秆炭、水稻秸秆炭、玉米秸秆炭为材料,在配施化肥的条件下,对各处理的土壤碱解氮、铵态氮、有机碳含量进行研究,同时对收获水稻进行性状与产量分析。结果发现,3种生物炭配施化肥的处理可以有效提高土壤的有机碳含量和碱解氮含量,减少土壤铵态氮含量,对水稻生长具有明显的促进作用。从环保以及作物产量的角度来看,生物炭配施化肥是一种可行的应用方式。