施用小麦秸秆炭对灌耕风沙土土壤养分含量及玉米产量的影响

【目的】研究生物炭对灌耕风沙土改良效果。【方法】以灌耕风沙土为供试土壤,小麦秸秆炭为供试材料,采用田间定位试验,设置4个处理,分别为(1)不施炭(CK);(2)67.5 t/hm²生物炭;(3)112.5 t/hm²生物炭;(4)225.0 t/hm²生物炭。玉米生长后期测定产量,采集土壤分析相关养分指标。【结果】0~20 cm和20~40 cm土层,与对照相比,施用小麦秸秆炭对灌耕风沙土土壤pH值影响不明显。与对照相比,施用小麦秸秆炭能够显著增加灌耕风沙土土壤全氮、有机质、速效氮及速效钾含量,在0~20 cm土层分别增加了14.5%～29.6%,、48.9%～89.5%、28.7%～93.5%、6.9%～31.3%。在20~40 cm土层分别增加了38.1%～56.0%、24.9%～40.1%、30.8%～68.1%、15.6%～45.2%。施用小麦秸秆炭处理能够明显增加玉米产量,增产了28.7%～49.2%。【结论】施用小麦秸秆炭能够提高灌耕风沙土的土壤肥力,增加作物产量。     

新疆水稻田土壤团聚体及有机碳动态变化

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤物理化学性质及生物化学性质具有重要影响。通过湿筛法对新疆水稻土团聚体及其有机碳的变化进行研究。结果表明：稻田土壤总有机碳随着种植水稻时间的延长而增加,种植水稻100a土壤总有机碳比荒地的增加了28.35g/kg;荒地开垦种植水稻后,随着种稻时间的延长,土壤水稳性团聚体（〉250μm）和微团聚体（53～250μm）显著增加,〈53μm矿物结合态团聚体则显著下降;水稳性团聚体和微团聚体有机碳随植稻时间的延长而显著增加,矿物结合态有机碳含量呈现下降趋势,不同粒级土壤团聚体有机碳之间存在明显差异。荒地开垦种植水稻有利于新疆水稻田土壤总有机碳、水稳性团聚体及其有机碳的积累,有利于土壤结构的改善和提高。     

灌溉定额对膜下滴灌玉米生理性状及产量的影响

通过不同灌溉定额对膜下滴灌套播玉米生理性状及产量指标影响的研究,为套播玉米膜下滴灌栽培技术的应用和推广提供科学依据。在田间试验条件下,设置不同灌溉定额处理3 000 m³/hm²（D1）,4 500 m³/hm²（D2）,5 250 m³/hm²（D3）,6 000 m³/hm²（D4）和6 750 m³/hm²（D5）和常规地面灌（CK）处理,采用随机区组试验设计,研究不同灌溉定额对套播玉米生理性状和产量指标的影响。不同灌溉定额下套播玉米茎粗、株高、叶面积和SPAD值随灌溉定额的增加而增大,表现出D5 > D4 > D3 > D2 > D1,玉米整个生育期高灌溉定额（D5）比低灌溉定额（D1）分别平均提高21.74%,17.36%,18.73%,18.50%;产量及产量构成在一定灌溉定额下（3 000~6 000 m³/hm²）随灌溉定额的增加而增大,超过一定的灌溉定额（> 6 000 m³/hm²）对玉米的产量及产量构成无显著提高。膜下滴灌条件下,南疆套播玉米灌溉定额在5 250~6 000 m³/hm²内比较合适。     

施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性与土壤理化性质及黄萎病的相关性

【目的】研究施用棉秆炭,连作棉花根际土壤真菌群落多样性与土壤理化性质及黄萎病病害的关系,为棉秆的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】以棉秆移除(NPK)和棉秆还田(NPKS)为对照,采用常规分析和454高通量测序技术,研究棉秆移除基础上施用常量棉秆炭(22.50 t/hm²,NPKB1)和增量棉秆炭(45.00 t/hm²,NPKB2)条件下,新疆棉花根际土壤真菌群落多样性、理化性质和黄萎病病害发生的相关性。【结果】施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性和理化性质有显著相关性。经过2年的2%棉秆炭的施用显著降低了真菌多样性。真菌NPKS和NPKB2处理OTU丰度分别显著降低了15.63%和46.25%(P<0.05),Shannon多样性指数分别显著降低了11.81%和65.40%。不同用量棉秆炭对子囊菌门和接合菌门真菌数量的影响较大,但菌根真菌数量降低。NPKB2处理土壤中Gibberella、Fusarium和Verticillium等病原真菌数量较NPK处理显著降低。施用棉秆炭显著增加了棉花根际土壤中有机质、速效钾和速效氮的含量,而速效磷的含量则降低;对pH的影响不显著,但显著提高了土壤的电导率。RDA分析中,土壤有机质和速效氮是影响棉花根际土壤真菌群落结构的重要环境因素。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。Verticillium数量与黄萎病发病率和病情指数呈极显著正相关。施用棉秆炭降低了棉花黄萎病病原菌数量,与NPK处理相比,增量棉秆炭Verticillium数量显著降低了63.83%。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。【结论】施用棉秆炭降低了连作棉花根际土壤真菌多样性,减少了黄萎病病原菌数量,增加了连作棉花根际土壤养分含量。虽然没有显著降低棉花黄萎病发病率,但有缓解病害发病程度的趋势。     

生物炭输入对灌耕风沙土团聚体及养分含量的影响

以灌耕风沙土为供试土壤,采用田间微区定位试验,研究了生物炭不同输入量对土壤团聚体及养分含量的影响。试验以不施生物炭为对照(CK),设3个生物炭用量处理:67.5 t/hm~2(3%BC)、112.5 t/hm~2(5%BC)、225.0 t/hm~2(10%BC)。6年定位试验结果表明,灌耕风沙土施入生物炭对0.25 mm水稳性团聚体影响不明显,不利于0.053～0.25 mm粒级团聚体的形成,可促进0.053 mm粒级团聚体含量的增加。与对照相比,灌耕风沙土施入生物炭可显著增加土壤有机质、全氮、CEC及速效钾的含量,其中以高量生物炭处理(10%BC)增加最多,分别增加了93.0%、25.4%、22.3%、14.1%;灌耕风沙土施入生物炭对土壤速效氮、速效磷含量影响不明显。综之,施用生物炭对灌耕风沙土的团聚体形成影响不明显,能有效改善灌耕风沙土的土壤养分状况,提高灌耕风沙土土壤肥力。     

新疆绿洲农田不同开垦年限土壤有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳变化

研究不同开垦年限新疆绿洲农田土壤有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳的变化规律,评价长期垦殖对新疆绿洲农田土壤有机碳的影响。以相应未开垦地为对照,选取南北疆兰州湾、31团和普惠农场三个典型绿洲不同开垦年限土壤为研究对象,应用物理分组方法研究不同粒径土壤颗粒中有机碳含量及分布。结果表明:(1)开垦有利于新疆绿洲农田土壤总有机碳的积累,开垦初期(0～5a)增加迅速,年均增加0·5gkg-1,10a后增加趋于平缓。(2)垦殖增加了不同粒径土壤颗粒有机碳的含量,砂粒有机碳在垦殖10a间达到最大值后趋于相对稳定的水平;粉砂粒和黏粒有机碳随垦殖年限延长增加。(3)开垦提高了POC/MOC值,表现为开垦初期(0～5a)增加迅速,10a左右达到最大值后开始下降。研究说明,新疆绿洲区域未开垦地开垦增加了土壤总有机碳和不同粒径土壤颗粒有机碳含量,随垦殖年限延长,粉砂粒和黏粒有机碳成为绿洲农田土壤主要碳库,土壤自身生产力存在下降可能,土壤质量存在潜在退化风险。     

改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发特征的影响

【目的】研究不同改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发和土壤理化性质的影响,为棉秆炭化还田改良低产土壤提供依据。【方法】以新疆灰漠土为供试土壤,利用密闭法室内培养模拟试验,设0、200、400 mg/kg 3个施氮水平,棉秆炭(不添加棉秆炭、未改性棉秆炭、味精废液改性棉秆炭、木醋液改性棉秆炭、酒石酸改性棉秆炭)以2%土重均匀施入。研究不同改性棉秆炭及不同施氮量处理氨挥发速率、氨挥发累积量以及与灰漠土理化性质的相互关系。【结果】各处理于施基肥后第1～8 d达到氨挥发速率最大值。灰漠土氨挥发室内培养61 d后,与灰漠土处理相比,添加不同改性棉秆炭处理的氨挥发累积量增加了46.1%～99.8%。与未改性炭处理相比,味精废液改性棉秆炭和木醋液改性棉秆炭显著促进土壤氮肥氨挥发,酒石酸改性炭差异不显著。添加改性棉秆炭,可以降低新疆灰漠土壤的pH、增加土壤中的全氮和有机碳含量以及电导率。改性炭对土壤氨挥发起促进作用的主要是土壤的电导率和土壤全氮含量,而pH表现出抑制效应。土壤全氮含量对土壤氨挥发有一定的积极作用,且受到有机碳的影响较小,未达到显著影响(P>0.05)。【结论】利用味精废液、木醋液、酒...     

生物炭对风沙土理化性质及玉米生长的影响

为了明确生物炭对风沙土的改良以及对玉米生长的影响,通过施用化肥、秸秆还田以及不同施入量的生物炭试验研究生物炭对风沙土理化性质及玉米植株生长和产量的影响。结果表明:与常规施肥(NPK处理)相比,秸秆还田降低风沙土的土壤体积质量,增加田间持水量、苗期的株高、茎粗、叶长、叶宽以及地上、地下干质量和籽粒产量,但都没有达到显著水平。生物炭不同施用量条件下,随着生物炭施用量的增加,土壤体积质量表现为持续降低的趋势,在施用量为31 500kg/hm~2时与NPK处理相比较表现显著差异,并在最大施用量63 000kg/hm~2时达到最低值2.42g/cm3;生长指标中,苗期的叶长和穗期的株高、叶长以及叶宽都在NPK+B12处理条件下达到最大值,其余指标均在NPK+B24处理条件下达到最大值;干物质积累以及籽粒产量亦随着生物炭施用量的增加而增加,其中地上干质量及籽粒产量均在施用量为2 580kg/hm~2时达到与NPK处理相比较差异显著,地下干质量在施用量31 500kg/hm~2时与NPK处理相比较表现显著差异。与秸秆还田相比,生物炭与NPK配施更能改善风沙土的理化性质,促进玉米生长及产量增加,且生物炭的施用量越高,其效果越明显。     

棉杆生物炭对棉花根系特性及生理代谢的影响

探讨棉花根系不同根径形态特性及生理代谢对棉杆生物炭施用的响应,为棉花高产高效生产提供理论支撑.为此,以棉花为研究对象,棉杆生物炭为试验材料,在灰漠土和风沙土两种质地土壤上,选择常规施肥、常规施肥+22.5×103 kg/hm2棉杆生物炭和常规施肥+45.0×103 kg/hm2棉杆生物炭3个处理,探讨棉杆生物炭对棉花根...     

施用生物质炭5年后夏玉米土壤呼吸研究

为探明施用生物质炭对风沙土土壤呼吸及其组分的影响,在新疆石河子121团,以单施化肥（T0）为对照,探究了一次施加15.75（T1）、31.50（T2）、63.00 t·hm^-2（T3）和126.00 t·hm^-2（T4）生物质炭5年后农田风沙土土壤呼吸组分特征及其影响因素。结果表明：风沙土土壤呼吸与异养呼吸日动态均呈单峰曲线,峰值出现在13：00左右;T4处理日平均呼吸速率为2.74 μmol·m^-2·s^-1,显著高于其他处理（P<0.05）;生物质炭显著改变了土壤异养呼吸,对自养呼吸无显著影响。土壤呼吸速率随生物质炭施用量的增加显著增加,随玉米生育期的推进而降低。土壤呼吸速率与土层5、10、15 cm温度显著相关,与土壤含水率无显著相关性;土壤呼吸温度敏感性随生物质炭施用量的增加而增强。综上,生物质炭通过改变绿洲农田风沙土土壤异养呼吸进而改变总呼吸,增强了土壤呼吸的温度敏感性,促进了土壤CO₂排放。