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.     

海涂土壤结构改良对水稻叶绿素荧光参数和产量的影响

为探索添加生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)改良海涂围垦区土壤结构对水稻叶片叶绿素荧光特性和产量的影响,开展测坑栽培试验.试验供试土壤分别设置3个水平生物炭(0%、2%、5%,分别表示为B₁、B₂和B₃,占表层0~20 cm土重比)和PAM(0‰、0.4‰、1‰,分别表示为P₁、P₂和P₃,占表层0~20 cm土重比)添加量处理.3年试验结果表明: 添加适宜生物炭和PAM有利于改善水稻叶片荧光特性,而高浓度生物碳和PAM对其影响不明显,甚至出现抑制现象.各生育期水稻叶片最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭(q_P)和非光化学淬灭(NPQ)均在B₂P₂组合处理下达到峰值.生物炭添加量处理间水稻叶片叶绿素量(SPAD值)无明显差异,而PAM添加量不同导致水稻叶片SPAD值差异显著,添加0.4‰PAM(P₂)下水稻叶片SPAD值最高.添加生物炭和PAM改良盐渍土对水稻产量影响显著,在B₂P₂组合处理下产量最高,达到7236 kg·hm^-2;与对照组(B₁P₁)相比,产量提高了28.5%.添加生物炭和PAM改良海涂盐渍土对水稻产量的影响主要是通过对水稻千粒重、每穴穗数、每穗粒数和结实率的影响而实现的.添加适量生物炭和PAM改良滩涂围垦区土壤结构有利于提高水稻叶绿素荧光特性和产量.     

生物炭对茶园土壤CO2和N2O排放量及微生物特性的影响

以茶叶修剪物制备的生物炭为试验材料,采集多年种植茶树的酸化土壤进行室内培养试验,探究以0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的不同生物炭比例添加至茶园土壤中,对茶园土壤CO₂和N₂O气体排放、pH值和微生物群落的影响.结果表明： 与空白对照处理相比,生物炭添加在短期内对CO₂和N₂O气体排放具有一定的促进作用,增强C、N的矿化率,但促进作用随着生物炭施用量的增加而减弱.不同生物炭处理对土壤pH值、脱氢酶及微生物生物量碳具有增加作用.检测土壤中不同标记的磷脂脂肪酸PLFA发现,添加1.5%的生物炭处理组中土壤磷脂脂肪酸含量最高,为(203.93±3.14) μg·g^-1,与对照差异显著(P<0.05).其中16:0、14:0(细菌)、18:1ω9c(真菌)、10Me18:0(放线菌)标记含量较高,不同处理的单个磷脂脂肪酸含量差异显著(P<0.05).表明添加生物炭能改善茶园酸性土壤,提升土壤微生物生物量及微生物数量.     

生物炭对茶园土壤CO2和N2O排放量及微生物特性的影响

以茶叶修剪物制备的生物炭为试验材料,采集多年种植茶树的酸化土壤进行室内培养试验,探究以0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的不同生物炭比例添加至茶园土壤中,对茶园土壤CO₂和N₂O气体排放、pH值和微生物群落的影响.结果表明： 与空白对照处理相比,生物炭添加在短期内对CO₂和N₂O气体排放具有一定的促进作用,增强C、N的矿化率,但促进作用随着生物炭施用量的增加而减弱.不同生物炭处理对土壤pH值、脱氢酶及微生物生物量碳具有增加作用.检测土壤中不同标记的磷脂脂肪酸PLFA发现,添加1.5%的生物炭处理组中土壤磷脂脂肪酸含量最高,为(203.93±3.14) μg·g^-1,与对照差异显著(P<0.05).其中16:0、14:0(细菌)、18:1ω9c(真菌)、10Me18:0(放线菌)标记含量较高,不同处理的单个磷脂脂肪酸含量差异显著(P<0.05).表明添加生物炭能改善茶园酸性土壤,提升土壤微生物生物量及微生物数量.     

不同秸秆还田量和氮肥配施对玉米田土壤CO2排放的影响

探讨不同秸秆还田量和氮肥量配施对辽西北半干旱区玉米田土壤CO₂排放的影响,可为固碳减排和黑土地保护计划的实施提供理论支撑。本试验主区设置3个秸秆还田水平,分别为3000(S₁)、6000(S₂)和9000 kg·hm^-2(S₃,秸秆全量还田);副区设置3个氮肥施用水平,分别为105(N₁)、210(N₂,常规施氮量)和420 kg N·hm^-2(N₃),另设置不施氮肥不添加秸秆的对照处理(CK),共10个处理。采集定位试验4年后玉米田间土壤,通过培养试验,探究不同处理对玉米田土壤CO₂排放的影响及CO₂排放与土壤溶解性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明: 秸秆还田和氮肥施用均会促进玉米田土壤CO₂排放,并随秸秆还田量和施氮量的增加而显著增加,其中氮肥施用是促进玉米田土壤CO₂排放的最主要因素;秸秆还田与氮肥配施通过促进微生物生物量增加并加剧DOC消耗来促进玉米田土壤CO₂排放;MBC和DOC含量显著刺激玉米田土壤CO₂排放,且主要受两者培养前期含量的影响。从保障秸秆还田培肥地力同时减少CO₂排放的角度考虑,210 kg N·hm^-2常规施氮量与6000 kg·hm^-2秸秆还田配合施用(N₂S₂)是本试验条件下辽西北半干旱区最有潜力的田间施肥模式。     

生物炭施用3年后对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响

本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B₃)和新施入生物炭(B₀)对稻麦轮作系统CH₄和N₂O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB₀)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB₃)处理.结果表明: NB₀和NB₃处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB₃处理显著增加了作物产量,增幅14.1%,并且显著降低了CH₄和N₂O排放,降幅分别为9.0%和34.0%;而NB₀处理显著增加作物产量,增幅9.3%,显著降低N₂O排放,降幅38.6%,但增加了CH₄排放,增幅4.7%;同时NB₀和NB₃处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB₃处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应.     

添加秸秆和生物炭土壤N2O排放对温度的响应

为探讨添加秸秆和生物炭土壤N₂O排放对温度的响应,利用室内培养试验,研究CK(不施秸秆和生物炭)、LC(1%生物炭)、HC(2%生物炭)和HS(2.75%秸秆)4个处理分别在10℃(T1)、20℃(T2)和30℃(T3)3个培养温度下的N₂O排放。随培养温度升高,CK、LC、HC和HS处理的土壤NH₄⁺-N含量降低,NO₃^--N含量升高。相同温度下,添加不同物料的土壤铵态氮浓度表现为CK>LC>HC>HS,硝态氮含量表现为HC>LC>CK>HS。不同温度下,添加不同物料的土壤N₂O排放差异较大。随着温度的升高(T1～T3),CK、LC、HC和HS处理土壤N₂O累积排放量分别升高了46.49%～412.81%、64.69%～456.55%、7.42%～145.96%和105.91%～1421.66%。T3时,生物炭添加越多对土壤N₂O排放的抑制作用越明显,L...     

添加秸秆和磷素对土壤微生物群落的影响

为了探讨添加小麦秸秆和磷素对低磷土壤微生物数量和群落结构的影响,设置2个梯度的小麦秸秆添加量(N₀和N₁分别为0和2.08 g·kg^-1)和4个施磷水平(P₀、P₁、P₂和P₃分别为0、100、200和400 mg·kg^-1)组合处理,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定土壤微生物生物量.结果表明: 添加秸秆配合施入磷素对微生物总生物量、细菌生物量、真菌生物量和真菌/细菌(F/B)比值具有显著的促进作用,微生物总生物量、细菌生物量、真菌生物量和F/B均为N₁P₁>N₁P₀>N₁P₂>N₁P₃>N₀P₁>N₀P₂>N₀P₃.在相同磷素水平下,添加秸秆处理的各指标均显著高于未添加秸秆处理;在添加相同秸秆量条件下,施磷处理的各指标随磷素施入量先增加后降低,以P₁水平组合最优,其次是P₀,最后是P₂和P₃.     

减量化肥配施有机肥一次性基施对烤烟大田生育期养分积累、分配及利用的影响

为了提高烤烟种植中的肥料利用率,降低化肥施用量,简化施肥程序,以贵烟202为试材,采用二因素随机区组试验设计进行大田试验,探究减量化肥配施有机肥一次性基施对烤烟大田生育期养分积累量、养分利用率及分配率动态变化的影响。结果表明,与单施化肥相比,减量化肥配施有机肥一次性基施有利于提高烤烟大田生育期干物质积累量,改善N、P₂O₅、K₂O积累量以及N、P₂O₅、K₂O利用率,提高烤烟移栽后35d时根系和叶片中干物质以及N、P₂O₅、K₂O分配比例;减施化肥比例相同时,配施2250 kg·hm^–2有机肥处理的干物质积累量,N、P₂O₅、K₂O积累量和N、P₂O₅、K₂O利用率高于配施750kg·hm^–2处理;配施有机肥相同时,化...     

秸秆、氮肥和食细菌线虫交互作用对土壤活性碳氮和温室气体排放的影响

采用3因素2水平交互设计室内恒温培养试验,通过调控秸秆施用、氮肥用量及食细菌线虫,探讨三者对土壤微生物生物量碳氮(C_mic和N_mic)、可溶性碳氮(DOC、DON)、矿质氮(NH₄⁺-N和NO₃^--N)及温室气体排放(CO₂、N₂O和CH₄)的交互影响.结果表明： 施用秸秆显著增加了食细菌线虫数量、C_mic和N_mic,而随着氮肥用量增加,C_mic和N_mic降低,食细菌线虫对C_mic和N_mic的影响则依赖于秸秆和氮肥用量.秸秆、氮肥和食细菌线虫对可溶性碳氮和矿质氮表现出强烈的交互作用,其中秸秆和氮肥均增加了DOC、NH₄⁺ -N和NO₃^--N;食细菌线虫对DOC的抑制作用和对矿质氮的促进作用达到显著水平.秸秆处理对CO₂、N₂O的促进及对CH₄的抑制均达到显著水平,而线虫和氮肥的影响则更多表现出交互作用.在培养第56天,有秸秆时,低量氮肥下食细菌线虫显著促进了CO₂的排放,而高量氮肥下则表现出对CO₂和N₂O显著的抑制作用.总之,土壤生态功能的发挥不可忽视土壤动物的作用.     

茄子无土栽培氮磷钾浓度优化施肥方案

本试验采用三因子二次饱和D-最优设计(310),以蛭石为栽培介质,建立了以氮、磷、钾浓度为变量因子,茄子产量和品质为目标函数的三元二次数学模型,以期得到茄子优质高产最优氮磷钾浓度范围.对模型解析结果表明: 氮、磷、钾浓度对茄子产量和品质均有显著影响.对产量和品质的影响程度均以钾浓度较大,对产量的影响程度以氮浓度次之,磷浓度较小,对品质则为磷浓度次之,氮浓度较小.氮磷、氮钾、磷钾浓度交互对茄子产量均有显著影响;氮钾浓度交互对茄子品质亦有显著影响.在低水平条件下,茄子产量和品质均随氮、磷、钾浓度增加而增加,但超过一定范围后,茄子产量和品质均随之降低.通过计算机模拟运算得出,本试验条件下茄子单株产量达3600 g的施肥方案为:氮16.0～20.0 mmol·L^-1、磷2.2～2.6 mmol·L^-1、钾9.9～12.9 mmol·L^-1;品质综合评分在90分以上的施肥方案为:氮18.0～21.1 mmol·L^-1、磷1.9～2.6 mmol·L^-1、钾10.6～13.3 mmol·L^-1.试验小区茄子产量预期达到43.2 kg(6个月生长期)、品质综合评分高达90分以上的优质高产营养液氮磷钾浓度范围为:氮18.0～20.0 mmol·L^-1、磷2.2～2.6 mmol·L^-1、钾10.6～12.6 mmol·L^-1,适宜的N∶P₂O₅∶K₂O浓度比例约为1∶0.13∶0.62.     

安徽省冬小麦施肥现状与肥料利用效率

冬小麦是安徽省重要的粮食作物。合理施肥是冬小麦获得高产的重要措施,明确当前安徽省冬小麦施肥现状和存在的问题对于指导冬小麦科学施肥具有重要意义。本研究以安徽省冬小麦为对象,于2018年对全省冬小麦主产区1591户农户进行调查,调查内容包括肥料品种、肥料用量、施肥方式、种植面积和产量水平。根据调查结果统计分析安徽省冬小麦种植过程中的施肥现状及存在问题,并以全省冬小麦平均产量和平均施肥量为基准,采用Cate-Nelson方法(十字交叉法)评估安徽省冬小麦产量与氮、磷和钾肥施用的关系,以探索安徽省冬小麦进一步增产增效的主要施肥途径。结果表明: 安徽省冬小麦平均产量为5185 kg·hm^-2,氮、磷和钾肥平均施用量分别为206、80和78 kg·hm^-2。其中旱茬麦氮、磷和钾肥平均施用水平比稻茬麦分别高14、16和3 kg·hm^-2。总体上,安徽省冬小麦种植中化肥平均用量趋于合理化,但是在施肥方式、养分运筹和肥料品种上还存在不合理现象。Cate-Nelson方法结果表明,全省冬小麦氮、磷、钾肥施用量中,仅有23.8%、21.2%和25.7%低于全省平均水平却获得较高的产量,此时氮、磷、钾肥偏生产力最高;有26.3%、19.3%和22.5%的施用量低于全省平均水平但没有实现高产;有26.2%、29.6%和25.0%的施用量虽然获得了高产,但施用量较高,氮磷钾肥偏生产力较低。这说明安徽省冬小麦增产增效还有很大的空间。全省冬小麦基肥和追肥机械化比例分别为62.7%和10.0%。虽然氮肥普遍实现了分次施用,但氮肥作基肥的比例仍然占到全生育期氮肥总量的69.0%,应适当降低。此外,在肥料品种选择上存在偏施化肥、不重视有机肥等问题。     

生物炭和EM菌对黄河三角洲盐碱地田菁生长和光合特性的影响

为揭示生物炭和EM菌对黄河三角洲田菁生长和光合作用的影响,通过盆栽试验,进行不同EM菌处理(不添加EM菌,EM-;添加EM菌,EM+)和不同水平生物炭处理(0,B₀;0.5%,B₁;1.5%,B₂;3%,B₃;生物炭质量/土壤质量),测定田菁生长指标、光合光响应曲线和叶绿素荧光参数的变化。结果表明: 在生物炭和EM菌及其交互处理中,EM+B₃处理效果最好,其中田菁株高、基径和总生物量比EM-B₀分别显著增加69.5%、90.0%和141.1%。生物炭和EM菌显著改善田菁的光合作用,EM+B₃处理田菁的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度比EM-B₀分别提高93.8%、35.1%、43.4%、34.8%。生物炭和EM菌有效改善叶绿素荧光参数,EM+B₃处理的潜在光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递效率和非光化学淬灭系数比EM-B₀分别显著提高25.8%、31.5%、37.2%和56.8%。田菁的生长指标、光合参数和叶绿素荧光参数在EM+处理下随着生物炭量的增加而增大,而在EM-处理下B₃出现抑制现象。添加EM菌和3%生物炭(EM+B₃)有助于提高田菁光合能力和叶绿素荧光特性,拓宽叶片的光照生态幅,增强保水抗旱性能,促进田菁的生长。     

控释肥料对桔梗生长的影响

2008年在山东农业大学药用植物栽培基地,采用盆栽技术研究控释复合肥（N∶P₂O₅∶K₂O = 14∶14∶14）对桔梗生长的影响.结果表明： 与普通复合肥（N∶P₂O₅∶K₂O = 15∶15∶15）处理相比,等养分用量控释复合肥处理能够提高桔梗生育后期叶绿素含量、根体积和根系活力,增加根粗,但降低了根长度;氮素施用量在0.24和0.32 g·kg^-1时,控释复合肥的桔梗根产量分别提高了26.78%和22.50%;可溶性糖、蛋白质和总皂苷含量分别提高了9.77%和6.99%、11.38%和2.20%、8.85%和5.47%.施氮量增加使桔梗可溶性糖含量下降,总皂苷含量上升.在本试验条件下,施氮量0.24 g·kg^-1的控释复合肥效果最佳.     

栽培介质、营养液及化学药剂对红掌生长开花的影响

采用泥炭:珍珠岩:沙(1:1:1)、珍珠岩和水3种栽培介质及3个配方的营养液对红掌进行无土栽培,结果表明,以水作为介质,营养液配方为N:P₂O₅:K₂O=4:1:8的培养液对红掌株高、叶片数及植株净重的增加效果最好,但水培对红掌开花无促进作用。以水为介质的红掌经高温(32℃)胁迫后叶片黄化数为零,显著低于其它处理组;而在泥炭:珍珠岩:沙(1:1:1)介质中,则是6-BA处理的叶片黄化数明显低于其它处理组。     

生物炭施用3年后对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响

本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B_3)和新施入生物炭(B_0)对稻麦轮作系统CH_4和N_2O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB_0)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB_3)处理.结果表明:NB_0和NB_3处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB_3处理显著增加了作物产量,增幅14.1%,并且显著降低了CH_4和N_2O排放,降幅分别为9.0%和34.0%;而NB_0处理显著增加作物产量,增幅9.3%,显著降低N_2O排放,降幅38.6%,但增加了CH_4排放,增幅4.7%;同时NB_0和NB_3处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB_3处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应.     

施肥对降香黄檀营养生长和生殖生长的影响

研究施肥对降香黄檀（Dalbergia odorifera T.Chen.）营养生长和生殖生长的影响,为不同经营目标的降香黄檀人工林培育提供技术支撑。本研究以8年生降香黄檀为对象,设置N（185.6 g N/株）、P（120 g P₂O₅/株）、K（120 g K₂O/株）、PK（120 g P₂O₅+120 g K₂O/株）、NPK（185.6 g N+120 g P₂O₅+120 g K₂O/株）以及不施肥（对照）等六个处理,调查施肥后盛花期内一年生新梢、叶、花的生长情况。结果表明：6个施肥处理间降香黄檀营养生长和生殖生长均差异显著（P<0.05）。N处理的营养枝率、营养枝复叶数和小叶宽分别比对照提高40.25%、21.75%和9.52%,花序直径和花序生物量则降低12.75%和48.63%,显示N肥能促进降香黄檀营养生长,抑制生殖生长,有利于大径材培育;P、PK处理的营养枝率较对照显著降低47.96%和46.84%,表明P肥和K肥能促进生殖生长,有利于良种选育;NPK处理能同时显著促进营养生长和生殖生长,其营养枝率、营养枝长度、营养枝复叶数、营养枝小叶长、宽和枝生物量比对照提高26.04%、68.16%、32.98%、15.20%、11.40%和83.60%,花序数量和花序生物量亦提高54.20%和49.84%。因此,在降香黄檀人工林培育实践中,可通过调整肥料的NPK配比（偏向N或PK）以实现营养生长或生殖生长调控之目的。