玉米秸秆生物炭对秸秆腐熟进程、养分含量和CO2排放量的影响

生物炭具有良好的理化特性(富碳、呈碱性、孔隙丰富),能够有效调节其所在系统的理化性质.通过室内培养试验研究了玉米秸秆生物炭对玉米秸秆腐熟进程以及腐熟产物的理化性质、养分含量和CO₂气体排放的影响.试验设置4个处理:对照(CK);生物炭添加量5%(B₁,生物炭干基质量占玉米秸秆腐熟体系的干基质量分数);生物炭添加量10%(B₂);生物炭添加量20%(B₃).结果表明: 生物炭能够提高秸秆腐熟体系的升温速率和温度峰值,加快秸秆腐熟进程;生物炭能够提高秸秆腐熟过程中微生物活跃时期的pH值,提高秸秆腐熟体系的电导率(EC),为微生物降解有机物提供更适宜的环境;生物炭能够促进秸秆腐熟体系有机质的降解,增加秸秆腐熟体系的总养分含量,提高秸秆腐熟产物的品质.另外,随着生物炭添加量的提高,氮(N)含量没有显著变化,磷(P₂O₅)含量和钾(K₂O)含量都显著提高.其中,B₃处理的P₂O₅和K₂O含量较CK分别提高了0.2%和0.9%.生物炭添加能够提高秸秆腐熟体系CO₂的排放通量,且CO₂排放通量与温度的变化趋势一致,进一步说明生物炭能够提高微生物降解有机物的强度.     

应用微生物与秸秆降低鸡粪氨气释放量

为减轻大量禽畜废弃物中氨气流失对环境的污染,研究和优化了微生物与秸秆等辅料对氨气释放量的影响。结果表明,F468、M1?M9等除臭微生物能显著降低氨气的释放量,其中F468是最优微生物,其它微生物与F468的配伍并没有显著增强F468降低氨气释放量的能力,有些微生物还降低了其能力,因此选择单一微生物法降低氨气释放量。单独添加辅料对降低氨气的释放影响较小,辅料与微生物的配伍可大量降低氨气的释放量。5%的F468与10%的秸秆配伍在1?5 d降低88%的释放量。应用微生物与秸秆不仅降低氨气挥发对环境的危害,也是秸秆资源化利用的有效途径之一。     

玉米秸秆生物炭对秸秆腐熟进程、养分含量和CO2排放量的影响

生物炭具有良好的理化特性(富碳、呈碱性、孔隙丰富),能够有效调节其所在系统的理化性质.通过室内培养试验研究了玉米秸秆生物炭对玉米秸秆腐熟进程以及腐熟产物的理化性质、养分含量和CO₂气体排放的影响.试验设置4个处理:对照(CK);生物炭添加量5%(B₁,生物炭干基质量占玉米秸秆腐熟体系的干基质量分数);生物炭添加量10%(B₂);生物炭添加量20%(B₃).结果表明: 生物炭能够提高秸秆腐熟体系的升温速率和温度峰值,加快秸秆腐熟进程;生物炭能够提高秸秆腐熟过程中微生物活跃时期的pH值,提高秸秆腐熟体系的电导率(EC),为微生物降解有机物提供更适宜的环境;生物炭能够促进秸秆腐熟体系有机质的降解,增加秸秆腐熟体系的总养分含量,提高秸秆腐熟产物的品质.另外,随着生物炭添加量的提高,氮(N)含量没有显著变化,磷(P₂O₅)含量和钾(K₂O)含量都显著提高.其中,B₃处理的P₂O₅和K₂O含量较CK分别提高了0.2%和0.9%.生物炭添加能够提高秸秆腐熟体系CO₂的排放通量,且CO₂排放通量与温度的变化趋势一致,进一步说明生物炭能够提高微生物降解有机物的强度.     

秸秆与牛粪混合发酵对秸秆降解及土壤肥力的影响

利用GET技术可以有效地降解秸秆生产清洁能源生物甲烷,达到无害化处理与利用秸秆的目的。本研究应用GET技术研究了发酵基质(秸秆∶牛粪)配比和温度对秸秆降解及土壤肥力的影响,以求为GET技术的推广与应用提供支撑。结果表明,各处理因素中发酵基质配比和温度及其相互作用对秸秆纤维素和半纤维素的降解有显著影响,两因数的交互作用对纤维素和半纤维素的降解也有显著作用,但对木质素的影响不显著。其中发酵基质配比以1∶1最为适宜,其纤维素和半纤维素的降解率分别为55. 39%和27. 75%;秸秆纤维素的降解率随着温度的升高而增加,但半纤维素降解率在30℃时达到最高,分别比10℃、20℃和40℃时高33. 80%、18. 37%和6. 26%。发酵基质配比和温度对厌氧发酵后土壤的肥力也有显著作用,土壤有机质、全氮和全磷含量均以1∶1配比处理和30℃处理条件下为最高。GET技术的应用还能显著改善土壤结构,厌氧发酵后土壤微团聚体粒径组成由小团聚体转化为大团聚体为主,土壤微团聚体分形维数显著下降。     

秸秆还田量对土壤CO2释放和土壤微生物量的影响

对玉米季、小麦季3种不同秸秆还田量的土壤生物学指标的测定结果表明,在秸秆倍量还田中,随着秸秆量的增加,CO2释放量增加,而且倍量处理的增加量显著大于全量处理;在玉米和小麦季节中,不同量秸秆还田对土壤0～10和10～20cm的土壤微生物量的影响不同,但均能增大土壤微生物量,全量和倍量处理间没有明显差异、在土壤表层及下层,微生物量的最大值均落后于土壤呼吸的最大值,且土壤微生物量达到最大值即其最活跃状态后,下降缓慢,但土壤呼吸减少较快,说明微生物活动存在明显的合成性呼吸与维持性呼吸;综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用秸秆全量还田,既能调节土壤物理环境,促进微生物的代谢活动,利于养分的转化,又可以减少环境污染。     

低温对玉米叶片PEP羧化酶及其调节特性的影响

低温贮存期间,玉米叶片PEP羧化酶活性随贮存时间的延长而明显降低,对效应剂Gly的敏感性也减弱。多羟基醇(甘油和山梨醇)以及PEP羧化酶的正效应剂G-6-P在与Gly和甘油同时作用时,对PEP羧化酶在低温贮存期间的活性和对Gly的敏感性均有保护效应,且对两者的保护程度相一致,表明低温贮存期间PEP羧化酶对效应剂敏感性减弱与其低温失活有直接关系。     

菌肥与腐熟秸秆对盐碱地土壤盐分及燕麦品质的影响

为探究有机改良措施对盐碱土壤盐分及燕麦品质的影响,于2016-2018年在内蒙古农业大学海流图盐碱试验地连续种植燕麦,调查了对照(CK)、菌肥(F)、腐熟秸秆(S)及菌肥与腐熟秸秆配施(FS)4个处理下土壤pH、水溶性盐基离子浓度及燕麦品质的变化.结果表明,通过种植燕麦,各处理0～40 cm 土壤pH、含盐量和土壤盐离...     

秸秆还田量对土壤CO2释放和土壤微生物量的影响

对玉米季、小麦季3种不同秸秆还田量的土壤生物学指标的测定结果表明,在秸秆倍量还田中,随着秸秆量的增加,CO₂释放量增加,而且倍量处理的增加量显著大于全量处理;在玉米和小麦季节中,不同量秸秆还田对土壤0～10和10～20cm的土壤微生物量的影响不同,但均能增大土壤微生物量,全量和倍量处理间没有明显差异.在土壤表层及下层,微生物量的最大值均落后于土壤呼吸的最大值,且土壤微生物量达到最大值即其最活跃状态后,下降缓慢,但土壤呼吸减少较快,说明微生物活动存在明显的合成性呼吸与维持性呼吸;综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用秸秆全量还田,既能调节土壤物理环境,促进微生物的代谢活动,利于养分的转化,又可以减少环境污染.     

长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响

阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑.本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33％秸秆覆盖(NT33)、免耕67％秸秆覆盖(NT67)和免耕10...     

玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响

为考察玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响,2016年6—9月在内蒙古兴安盟扎赉特旗研究了0(CK)、9000(SR1)、10500(SR2)、12000(SR3)、13500(SR4) kg/hm25个梯度对农田地面节肢动物群落影响。结果表明:共捕获地面节肢动物1820只,隶属于16个类群; SR4处理显著提高了地面节肢动物个体数(P0.05),SR3处理显著提高了地面节肢动物类群数(P0.05)。各处理样地地面节肢动物个体数最高值均出现在8月,类群数则出现在7月; SR4处理显著提高了地面节肢动物多样性指数和丰富度指数(P0.05),SR1处理显著提高了地面节肢动物优势度指数(P0.05),对照CK的均匀度指数最高(P0.05)。相关分析表明:农田地面节肢动物的个体数与土壤有机质呈极显著相关(P0.01),与平均入渗率呈显著正相关(P0.05),与土壤容重呈显著负相关(P0.05);类群数与土壤温度呈显著正相关(P0.05);丰富度指数与平均入渗率和土壤含水量呈显著正相关(P0.05)。主成分分析表明:地面节肢动物的个体数、多样性指数、蟋蟀总科、跳甲科和步甲科5个特征指标对玉米秸秆还田最为敏感,初步认为是衡量黑土区土壤玉米秸秆还田后肥力状况的评价指标。     

玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响

为考察玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响,2016年6—9月在内蒙古兴安盟扎赉特旗研究了0(CK)、9000(SR1)、10500(SR2)、12000(SR3)、13500(SR4) kg/hm25个梯度对农田地面节肢动物群落影响。结果表明:共捕获地面节肢动物1820只,隶属于16个类群;SR4处理显著提高了地面节肢动物个体数(P0.05),SR3处理显著提高了地面节肢动物类群数(P0.05)。各处理样地地面节肢动物个体数最高值均出现在8月,类群数则出现在7月;SR4处理显著提高了地面节肢动物多样性指数和丰富度指数(P0.05),SR1处理显著提高了地面节肢动物优势度指数(P0.05),对照CK的均匀度指数最高(P0.05)。相关分析表明:农田地面节肢动物的个体数与土壤有机质呈极显著相关(P0.01),与平均入渗率呈显著正相关(P0.05),与土壤容重呈显著负相关(P0.05);类群数与土壤温度呈显著正相关(P0.05);丰富度指数与平均入渗率和土壤含水量呈显著正相关(P0.05)。主成分分析表明:地面节肢动物的个体数、多样性指数、蟋蟀总科、跳甲科和步甲科5个特征指标对玉米秸秆还田最为敏感,初步认为是衡量黑土区土壤玉米秸秆还田后肥力状况的评价指标。     

莲草直胸跳甲释放量对其种群构建的影响

【背景】莲草直胸跳甲是外来入侵杂草空心莲子草的专一性天敌,其田间种群密度直接影响对空心莲子草的控制效果。研究莲草直胸跳甲的种群动态和扩散速度对于适时和适量投放莲草直胸跳甲防治空心莲子草具有重要意义。【方法】2008年5月底,在湿地环境的空心莲子草上释放不同密度的莲草直胸跳甲后,对其进行了持续至12月的种群动态调查。【结果】莲草直胸跳甲种群在6～7月和10～11月分别出现2个明显的高峰期。在湿地、旱地和水田3种生境的空心莲子草上释放莲草直胸跳甲后的扩散动态调查表明,莲草直胸跳甲在旱地的扩散能力强于湿地和水田,放虫后18d,距释放中心点6m处,旱地生境的种群数目大于湿地生境和水田生境。【结论与意义】应用莲草直胸跳甲防治空心莲子草的释放适期为早春5～6月,在不同生境进行释放时,需根据其扩散能力确定适宜的释放点密度和释放量。     

施氮对关中还田玉米秸秆腐解和养分释放特征的影响

在陕西关中平原的冬小麦-夏玉米轮作区,采用尼龙网袋田间填埋与¹⁵N同位素标记玉米秸秆相结合的方法,设置不施氮和施氮200 kg·hm^-2两个处理,研究施氮对小麦生长期内还田玉米秸秆腐解的影响以及腐解过程中秸秆碳、氮、磷、钾的养分释放.结果表明: 从小麦播种到越冬期,施用氮肥对秸秆碳和干物质分解无显著影响,但可促进秸秆中磷的释放,抑制氮和钾的释放.灌浆到成熟期,氮肥对秸秆腐解及其N、P、K养分的释放无显著影响,但秸秆碳的释放显著增加.不同生育期,玉米秸秆碳的释放与干物质分解变化趋势一致,C/N逐渐下降.种植一季小麦后,秸秆干物质累计腐解率不足50%;秸秆碳释放率为47.9%～51.1%,不施氮和施氮处理的秸秆C/N分别由32.2降低到20.2和17.9.小麦收获时,秸秆氮、磷、钾均为净释放,氮释放量为7.2～9.4 kg·hm^-2,占秸秆氮的12.7%～16.6%;磷释放量为1.29～1.44 kg·hm^-2,占29.0%～32.4%;钾的释放量大、释放快,越冬前超过80%,成熟时释放量为51.8～52.5 kg·hm^-2,占90.5%～91.7%.在秸秆还田条件下,应考虑秸秆归还的钾,减少小麦钾肥用量,适量补充氮、磷.     

秸秆不同还田量对宁南旱区土壤水分、玉米生长及光合特性的影响

在宁南半干旱区通过大田定位试验研究了不同秸秆还田量对农田土壤水分、春玉米生长性状、关键生育期光合特性及产量的影响。试验设计为3个秸秆还田量水平,小麦秸秆按3000 kg/hm²(L)、6000 kg/hm²(M)、,9000 kg/hm²(H)粉碎还田;玉米秸秆按4500 kg/hm²(L) 、9000 kg/hm²(M)、13500 kg/hm²(H)粉碎还田,对照为秸秆不还田。每个处理设3次重复,随机区组排列,秸秆被粉碎机打碎成5cm左右的小段,人工均匀翻埋至25cm左右深度的土层。结果表明,不同秸秆还田量(高、中、低)下, 播前各处理0-200cm土层土壤贮水量均较CK(对照)有显著提高, 秸秆还田量由高到低,0-200cm土层土壤贮水量增加量是30.17-32.83 mm,不同还田量之间没有显著差异。玉米株高、茎粗和单株叶面积显著增加,和对照比较差异达显著水平(P<0.05)。还田处理玉米叶片的光合速率和蒸腾速率在12:00-15:00持续出现高值,高、中、低3个秸秆还田量处理的叶片光合速率分别显著高出对照6.52、3.74、3.20μmol · m^-2 · s^-1 (P<0.05),蒸腾速率分别高于对照2.08、1.63、0.72μmol · m^-2 · s^-1 。随秸秆还田量由高到低,高、中、低3个不同秸秆还田量处理的玉米籽粒产量较对照分别提高了58.3%、36.7%和5.4%,玉米水分利用效率(WUE)较CK分别提高38.5％、31％和0.9％。秸秆还田可提高土壤的水分利用率和蓄水能力,促进作物的光合作用,进而使作物增产。不同土壤含水量条件下,光合速率、蒸腾速率的日变化规律不同,土壤水分亏缺对干旱地区作物光合作用来说将是最大的限制因子。     

接种量及秸秆加入量对城市污泥厌氧发酵产气特性的影响

研究不同接种量及秸秆加入量条件下污泥的厌氧消化产气规律,并分析厌氧消化前后污泥性质的变化。实验结果表明:体积比(下同)为10%沼液接种回流污泥(碳氮比为6.16)的产气效率优于20%沼液接种回流的污泥(碳氮比为5.99),但不显著;秸秆的加入使污泥产气效率明显提高,且秸秆加入量对产气量也有显著影响。接种体积比为20%沼液的处理污泥(1600mL泥)加入20g秸秆(碳氮比为7.53)后,比加入15g秸秆(碳氮比为7.15)产气量增加783mL,碳氮比最高的为10%沼液、15g秸秆污泥,为7.94,其产气总量和CH4含量也较高。同时,厌氧消化改变了污泥的理化性质,消化后的污泥有机质质量分数(不包括秸秆)平均降低2.4%。     

秸秆预处理对土壤微生物量及呼吸活性的影响

冬小麦秸秆经8．0g·L^-1H2O2(pH11．0)溶液、12．5g·L^-1 NaOH溶液或H2SO4溶液浸泡8h并80℃烘干后,与无机N一起加入土壤,进行室内25℃恒温培养试验,在不同时间测定土壤微生物量C、N和CO2释放速率。结果表明,培养前期,秸秆预处理使土壤微生物量C数量增加了1．0～1．4倍,但降低了土壤微生物的呼吸活性;培养后期,NaOH和H2SO4处理使土壤微生物量C分别下降了28％和42％,但增加了土壤微生物的呼吸活性;H2O2处理则使土壤微生物量N增加90％;土壤微生物区系中的真菌比例在不同时刻有所增加,表明将秸秆预处理后施入土壤,将对土壤中微生物数量和呼吸活性产生一定影响。     

玉米秸秆覆盖还田量对免耕土壤有机碳中红外光谱特征的影响

依托位于中国东北黑土地区长期免耕玉米秸秆还田试验平台,分析了不同秸秆还田量(0、33％、67％和100％)连续归还8年后表层(0～5 era)、中层(20～40 cm)和深层(60～100 cm)土壤有机碳中红外光谱特征,评价了玉米秸秆还田量对免耕土壤碳化学组成和稳定性的影响.结果 表明:与免耕无秸秆覆盖还田相比,33...     

黑龙江省20世纪森林变化及对氧气释放量的影响

随着对大气环境质量研究的深入,大气中氧气含量变化也引起了关注。森林是固碳释氧的重要生态系统,黑龙江省近百年来,森林面积减少了37.163%,估算由此导致的森林氧气释放量变化,对研究大气氧气含量变化具有重要意义。以黑龙江省1900年、1949年、1986年和2009年为时间断面,采用C-FIX模型及碳氧平衡方法,模拟并分析了20世纪黑龙江省森林氧气释放量及其变化。结果表明:(1)黑龙江省20世纪森林面积减少了106667.570 km2,森林覆盖率减少了23.568%。除樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)林、针阔混交林面积有所增加外,其它树种的森林面积均减少,其中云冷杉(Picea asperata and Abies nephrolepis)林及红松(Pinus koraiensis)林面积减少超过80%,空间上以松嫩平原及三江平原减少最为显著;(2)森林年氧气释放量百年来减少了5621.560万t,减少近三分之一,其空间变化明显,西南部森林氧气释放量由百年前的最高区域变为最低区域,三江平原释放氧气的森林区域明显减少;(3)百年来各行政区森林年氧气释放量除伊春微弱增加外,其余均呈减少趋势。其中大庆市、齐齐哈尔市减少显著,减少了90%以上;(4)控制实验表明,森林面积变化导致黑龙江省区域森林年氧气释放量减少了50%。人类活动引起的森林面积减少,是导致黑龙江省森林氧气释放量减少的主要因素。     

秸秆覆盖量对红壤旱地棉花生长及土壤温度的影响

为探索红壤旱地较适宜的秸秆覆盖量,采取随机区组大田试验,设置4个秸秆覆盖水平:S1为0 kg/hm~2、S2为4375 kg/hm~2,S3为8750 kg/hm~2和S4为13125 kg/hm~2,研究秸秆覆盖量对红壤旱地棉花产量、出苗率、株高、叶绿素含量和土壤温度的影响。结果表明:秸秆覆盖处理(S2—S4)较不覆盖处理(S1),一是提高棉花出苗率,差异极显著(P0.01);二是影响棉花生育后期的主茎生长速度,以S4效果最好;三是可明显促进棉花叶绿素含量的增加,且以S3和S4的效果较好;四是调节土壤温度,在8:00和20:00提高土壤温度,在14:00降低土壤温度,且日均地温变化幅度小,但随着土层的加深,调温作用逐渐减弱,整个覆盖期内日均温的差值与土壤深度具有高度的相关性;五是显著增加棉花产量,S2、S3和S4分别比S1高11.4%、35.9%和37.7%,差异极显著(P0.01),且随着覆盖量的增加,增产效果逐渐提高。综合来看,秸秆覆盖在改善红壤旱地棉花产量、出苗率、株高、叶绿素含量、调节土壤温度方面发挥着重要作用,且以8750—13125 kg/hm~2效果显著,是红壤旱地值得推广的栽培模式。