不同制备条件对生物质炭理化性质影响研究

秸秆炭化后含有生物生长所必须的大量元素。本文通过对小麦、玉米、水稻三种典型作物秸秆在不同条件下进行煅烧形成生物炭,研究不同制备条件下其理化性质变化情况。结果表明:生物炭物理性质受制备过程中外部氧化条件影响;相同的温度条件下,生物炭的电导率、pH、有机质等受升温速率影响;不同秸秆炭化后,其物理性质受炭化前性质的影响。对生物秸秆等有机态物质进行不同条件下的元素活化,可以为替代性肥力研究提供新的思路。     

隔盐层处理对地下水浅埋区盐渍土盐分及养分变化的影响——以定边县白土岗子村土地开发项目区为例

针对定边县地下水浅埋区蒸降比高、盐分表聚明显、农作物产量差等问题,以定边县堆子梁镇白土岗子村土地开发项目为研究对象,设置秸秆隔层、砾石隔层和对照组三组试验,分析比较了1a时间内不同土层深度(0~10、10~20、20~40cm)条件下,土壤盐分(电导率、水溶性盐总量)和土壤养分(速效K、全N及有机质)含量的变化情况。结果显示:土壤盐分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著减少;土壤养分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著升高;土壤盐分含量随土层深度的增加呈逐层减少的趋势,土壤养分含量随土层深度的增加呈逐层递增的趋势。因此,采用秸秆隔层和砾石隔层进行根区隔盐处理能抑制盐分表聚,降低耕作层盐分含量,提高养分含量,可为地下水浅埋区盐渍化土地开发利用的机制探讨和技术路线制订提供理论依据和参考。     

基于生物质炭的风沙土资源质量提升研究

研究生物质炭对风沙土养分和酶活性的影响机制，对风沙土资源改良利用具有重要意义。本文以豫东平原风沙土为研究对象，开展6年田间定位试验，分析土壤样品养分特性、土壤酶活性对不同生物质炭添加水平的响应关系。结果表明，生物质炭不仅显著降低土壤pH，有效增加全氮、全磷、速效磷、速效钾与有机碳含量，也显著提高风沙土转化酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性；土壤综合肥力水平与生物质炭施用量成正相关。综上，生物质炭施用对风沙土资源质量提升的效果显著，有利于风沙土资源的改良利用。     

生物质炭肥料对夏玉米生长的影响

生物质炭农业与环境应用已经成为国内外的研究热点,本研究将生物质炭与一定量的化学肥料混合,制造成生物质炭肥料,并施入农田,研究生物质炭肥料对夏玉米生长及土壤性质的影响。结果表明:所有施肥处理,土壤pH值、有机质、碱解氮及有效钾显著提高,施用生物质炭肥料,土壤有效钾明显高于其他处理。施用生物质炭肥料显著提高了玉米籽粒产量和地上部生物量,平均分别提高了19%和23%;茎干、叶片和籽粒的NPK含量也显著提高,尤其是叶片NPK含量,平均分别提高了25%、36%和118%,同时加入肥料添加剂的效果更好。研究结果说明生物质炭肥料不仅提高了玉米生物量和产量,而且对土壤具有一定的培肥作用,与肥料添加剂一起施用效果更好。     

温度及pH值对砒砂岩理化性质及营养成分的影响

砒砂岩分布广泛,如何将其中所含丰富的矿物元素转化为可被植物直接吸收利用状态一直备受关注,而在不同活化条件下,砒砂岩的理化性质及营养成分会受到什么程度的影响正是本文研究的重点。本文以pH值和温度两个影响因素为例,研究了经处理后的砒砂岩电导率和主要营养成分,包括全氮、有机质、有效磷和速效钾的变化规律。试验结果发现,砒砂岩电导率在酸性或碱性条件下均可提高;温度是影响砒砂岩中有效磷、有机质及速效钾含量的主要因素之一,而全氮含量与pH值及温度之间的关联并不大。     

生物炭对矿区重金属污染土壤养分影响及修复效果

通过生物炭—辣椒盆栽试验,研究果木炭与猪粪炭在0%(CK)、5%(G5和Z5)和10%(G10和Z10,以风干土计)添加量下,种植辣椒后对重金属污染土壤养分及修复效果的影响。结果表明:添加生物炭后(未种植作物),与CK组相比,土壤全氮、有效磷和速效钾含量明显增加,且添加猪粪炭对养分含量提升效果更显著。种植后,土壤有效磷和速效钾含量均有所下降,而仅添加猪粪炭使全氮含量有所下降。种植前后猪粪炭添加有利于土壤养分的提升与保持,且Z10组效果最佳。生物炭对Pb、Hg和Cd的修复效果依次减弱。其中,猪粪炭添加对三种重金属的修复效果整体较优,且修复效果随猪粪炭浓度增加显著增强;果木炭对Pb和Hg的修复效果较好,对Cd的修复效果较不稳定,后期治理中可优先选用猪粪炭进行修复。     

不同秸秆还田方式对土壤有机质及速效养分的影响

为探明不同秸秆还田方式对大田表层(0~5cm)土壤有机质及速效养分的影响,设置4种不同秸秆还田方式:秸秆不还田(CK)、秸秆焚烧还田(SA)、秸秆粉碎还田(SC)、秸秆高留茬还田(SH)。结果表明:秸秆直接还田(SC、SH)显著提高了土壤有机质含量(P0.05),在玉米苗期、大喇叭口期、成熟期相比CK提高幅度分别为0.5%~5.3%、2.6%~9.5%、4.5%~18.9%;秸秆焚烧还田降低了土壤有机质含量,各时期分别比CK降低8.9%、14.7%、8.5%。对速效磷、速效钾的影响,各处理表现为SCSHSACK,经过玉米生育期,三种还田处理的速效磷、速效钾含量分别比CK提高了24.5%~53.9%、24.6%~70.9%。玉米生育期内,SA、SC、SH的速效氮(硝态氮、铵态氮)含量相比CK的增加幅度呈现先减小后增加的趋势。SC的硝态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理,铵态氮含量在玉米成熟期高于其他处理;SA的硝态氮含量在玉米成熟期高于其他处理,铵态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理;经过玉米生育期,三种还田处理的硝态氮、铵态氮分别比CK提高了9.4%~57.2%,10.5%~50.2%。综合各项指标,秸秆粉碎还田处理对土壤有机质和速效养分的积累有最明显的作用。     

不同施肥处理对土壤性质及作物产量的影响

为对比探讨不同施肥方式对生土熟化过程中土壤性质及作物产量的影响,采用室内盆栽玉米试验,以多年未耕种的土壤为试验材料,通过设置生物有机肥处理(BF)、单施有机肥处理(OF)、无公害施肥处理(NP)、常规施肥处理(CF)4种施肥处理方式,分别测定了土壤pH值、电导率、有机质、有效磷、速效钾和玉米生物量等相关指标。研究结果表明:与常规施肥处理相比,生物有机肥和单施有机肥处理可以有效缓解当地土壤pH值的下降幅度,减缓表层土壤盐分累积的程度,不同程度提高了土壤有机质、速效钾和有效磷含量,其中,在0～10 cm土层, BF和OF处理下有机质含量分别提高了52.5%和27.7%,速效钾含量分别提高了54.6%和35.0%,有效磷含量分别提高了71.6%和40.5%;进一步研究不同施肥处理对玉米生物量的影响,得出生物有机肥和单施有机肥处理明显促进了玉米根系的生长发育和玉米产量的增加,表明生物有机肥和单施有机肥处理有助于改善土壤性质,提高土壤养分含量,促进玉米根系的生长和玉米产量的增加,这为生土熟化和减施化学肥料提供了理论借鉴。     

黄土高原治沟造地农田土壤养分分布特征

治沟造地是黄土高原丘陵沟壑区实施的一项重大土地整治工程,工程实施前后土壤养分状况的变化直接影响了工程质量及项目的可持续性,本研究以羊圈沟治沟造地工程为例,分析了沟道农田土壤养分的分布特征。结果表明,研究区域内有机质含量随土壤深度的增加呈现出先减小后增大的趋势,全氮、有效磷、速效钾含量则随土层深度的增加逐渐降低;沟道不同土层养分指标的变异性表现为全氮有机质有效磷速效钾;随着距沟头距离增加,0～30 cm土壤有机质含量先减小后增大,30 cm以下有机质含量逐渐减小,土壤全氮在各个深度范围内均呈现出先减小后增大的趋势,土壤有效磷及速效钾含量变化相对较小。     

电导率法结合Logistic方程对冬小麦抗寒性的研究

"以东农冬麦1号和济麦22的不同部位为试验材料,于不同温度下取样,测定电导率,拟合Logistic方程计算两种小麦的半致死温度,判断其抗寒性。研究结果表明:两种小麦的根、叶片、分蘖节的电导率随温度的降低均呈现上升的趋势,且根和叶片的电导率均高于分蘖节;从品种上看,东农冬麦1号各器官的相对电导率明显低于济麦22,通过拟合两种小麦的Logistic方程计算得到东农冬麦1号和济麦22的半致死温度分别为-20.67℃和-13.04℃,说明东农冬麦1号的抗寒性更强。     

陕西省土地整理中新增耕地土壤养分研究

本文旨在分析土地整理中新增耕地土壤养分含量特征,明确影响新增耕地生产力的主要因素。通过采集陕西省2015年陕北、关中、陕南地区整理后的101个新增耕地土壤样品,测定其pH值、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,分析土壤养分状况。通过与全国第二次土壤普查养分分级标准比较,表明新增耕地土壤养分含量较低。陕西省新增耕地土壤养分含量陕北、关中地区受原土地利用类型影响较大,陕南地区土壤养分差异主要由同区域内地块间随机变化引起;经检验,新增耕地土壤中各养分间相关性较低。土壤有机质含量低是导致肥力较低的主要原因,后期利用应通过有机-无机肥的合理配施和测土配方施肥技术的应用、推广秸秆还田技术,最终实现新增耕地的稳产、高产。     

不同改良材料对复垦土壤有机质及产量的影响

针对宅基地复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的特点,本文通过小区试验,研究了冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)及熟化剂+有机肥(TSF)对土壤有机质及作物产量的影响。结果表明:0～15cm土层土壤有机质含量表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,添加有机肥+粉煤灰有机质增加幅度最高;沿土层深度方向,土壤有机质分布呈现出"S"形趋势,随着种植年限的增加,整个耕作层不同土层深度有机质含量逐步提升。种植第1年和第2年,小麦产量均表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,有机肥和粉煤灰在生土熟化过程中对小麦增产效果明显;经相关性分析,表层土壤有机质与小麦产量相关系数为0.73,呈显著(P0.05)正相关,即增加表土层有机质含量能提高作物产量。     

连续秸秆还田对东北黑土区耕层土壤肥力的影响

为了研究长期秸秆覆盖还田对黑土区玉米—大豆轮作下土壤肥力的影响,本试验于2007~2013年在中国科学院东北地理研究所海伦生态实验站开展田间定点试验,选择该地区典型性的土壤类型—黑土为研究对象,以大豆和玉米轮作为主要种植模式,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤耕层(0~20cm)有机质含量及土壤养分的影响,并与2007年初期土壤进行比较。结果表明,与CK处理、NPK处理和初始土壤相比,NPK+S处理增加了土壤有机质和总磷含量,同时,秸秆还田配施化肥与单施化肥处理相比,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了8.44%、119.91%和10.03%,提升作用显著。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土有机质含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及土壤性质的影响

通过小区模拟试验,研究不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及成土理化性质的影响,寻找适宜作物生长的最佳混合比例。砒砂岩与沙混合比例共设3个处理:1:1(C1)、1:2(C2)和1:5(C3),每处理重复3次,种植作物为冬小麦。试验结果表明:小麦产量以C3处理增产效果最佳,比C2处理增产4.4%,比C1处理增产8.7%。新复配土壤容重C3C2C1,水稳性团聚体C1C2C3,有机质C3C2C1。种植一季作物后各处理土壤容重均有所下降,水稳性团聚体均有所升高,有机质C1、C2处理有所提高,C3处理稍有下降,土壤养分含量除有效磷外,全氮、速效钾及有机质均处于极低水平,在随后的推广应用中应不断加大氮肥和钾肥的投入,增施有机肥,提高复配土壤的养分水平,从而达到新增耕地的可持续利用。该研究可为毛乌素沙地的开发利用、沙化土壤的治理以及当地水土流失的防治提供理论依据和技术支撑。     

无机有机还田材料对空心村整治后土壤养分的影响

了解空心村整治后的土壤养分特性,为废弃、空置宅基地高效利用及复垦为新增耕地提供科学参考。利用陕西澄城县空心村整治项目区复垦后的土样进行小区试验,分别在改良剂FeSO4(TS)、有机肥鸡粪(TF)和改良剂+有机肥(TSF)三种不同还田材料处理下,以不添加还田材料(T0)为对照,按照0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm分层采样,分别测定其全氮、有效磷、速效钾和有机质。结果表明,空心村复垦经一季作物夏玉米种植后的土壤0～100cm剖面平均养分指标(全氮、有效磷、速效钾和有机质)含量均以处理TSF最大,相对处理T0含量分别高出32.21%、154.03%、14.76%和85.76%(P0.05)。土壤有效磷和有机质含量在处理TSF和TF下存在显著性差异(P0.05)。土壤全氮和有效钾在TF处理下也存在显著差异性(P0.05)。因此,在对空心村进行整治后增加复垦地养分方面,与仅施用FeSO4或鸡粪相比,将鸡粪与FeSO4进行结合施用是最优方案。     

反应条件对餐厨垃圾水热炭化去除钠钾的影响研究

为深入研究水热条件对餐厨垃圾钠钾去除行为的影响,本文选用校园餐厨垃圾作为原料,调控水热炭化温度(150 ℃、180 ℃、210 ℃、240 ℃)和时间(2 h、3 h、4 h)进行试验,测定钠钾离子去除率。结果表明,水热炭化技术可以有效降低餐厨垃圾中钠、钾离子含量。随着反应温度与时间的增加,脱钠除钾的效果增强。餐厨垃圾于240 ℃温度下水热炭化处理4 h后,钠、钾离子分别减少76.10%、81.03%。     

砒砂岩与沙复配土体的植物营养保障措施研究

为探索适宜砒砂岩与沙复配土土体有机重构的植物营养保障措施,开展以生物炭为改良剂的不同梯度盆栽试验,得到适合复配土肥力提升的生物炭施用比例,为复配土的植物营养保障提供技术支撑。研究表明:生物炭能够有效提高土壤持水保肥能力,有利于提高土壤营养元素利用效率。其中投加30g·kg~(-1)生物炭,复配土中各养分含量最高,且作物长势较好;生物炭对复配土中速效钾、有效磷、铵态氮的提升可持续性较好,对复配土中硝态氮提升可持续性较差;在适当比例的生物炭作用影响下,会较好的提升复配土的肥力,若过量施用会抑制作物生长。     

砒砂岩与沙复配成土生物培肥效应研究

为寻求砒砂岩与沙复配成土生物可持续性培肥措施,本研究开展了秸秆、微生物菌剂、有机质、油渣4种改良剂对复配土有机质、有效磷、速效钾肥力提升研究,以期探索适合复配土大田生物培肥措施,为复配土稳定性及可持续良性发展提供理论支撑和技术指导。研究表明:4种培肥技术均可以实现复配土有效磷、速效钾的显著提升,除秸秆外的3种改良剂对有机质均可以显著提升。改良剂的施用可在时间尺度上大幅度缩小复配土自然熟化进程,培肥方式取得的养分效应大于时间尺度的自然熟化进程效应。     

不同改良材料对废弃宅基地复垦土壤养分提升的影响

针对废弃宅基地复垦土壤结构性不良、养分等营养物质含量较低等问题,本文以熟化剂、有机肥、熟化剂+有机肥等作为改良材料,并采用小区试验,开展了不同改良材料对提升废弃宅基地复垦土壤养分的效应研究。通过种植3季作物后,采集土壤样品,分析土壤养分含量,结果发现:(1)施入改良材料后,土壤养分含量均有显著提升,土体养分含量随着土层深度的增加而递减;(2)在0~60cm范围内土壤养分变化显著,60~105cm范围内土壤养分变化差异不大;(3)从耕作层来看,全氮含量在处理间变化规律为TFCTFTCTSFTSCTST0;有效磷含量的变化规律为TSFTFTSTFCTCTSCT0,土壤速效钾含量的变化规律为TSFTFTSTFCTSCTCT0、有机质含量变化为TFTFCTSFTSCTCTST0。由此得出,通过有机肥与粉煤灰配合使用以及耕作种植等技术措施,能显著改善新增耕地土壤养分状况;尽管仅经过3个生育季表层土壤的培肥与改良,却能够获得0~60cm土层养分状况不同程度地提升效果,体现了作物根系对土壤养分空间分配与提升的作用。     

沿黄区域土地易地占补平衡项目土体养分初探——以韩城市下峪口段为例

在沿黄区域—陕西省韩城市下峪口段共采样化验分析土样108个,测定了土样的有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼和有效硅含量,采用域法识别特征值,得到韩城市下峪口段易地占补平衡项目土体养分含量基本情况。结合韩城市下峪口段地形、气候及种植特征,并充分利用区域内丰富的水土资源,将区域内滩涂地、盐碱地通过土体有机重构工程及配套建设,建成莲藕、水稻水田种植兼湿地区域的规划,制定出相应的土壤养分丰缺指标。结果表明,该区域的有机质含量基本可以满足莲藕和水稻的生长需求,但整体水平仍然不高,部分地区仍低于作物的生长需求水平;全氮、有效磷和速效钾含量低,微量元素含量分布不均。