秸秆改良土壤对玉米生长发育特征的影响

为探讨秸秆不同处理方式对玉米生长发育特征的影响,将破碎秸秆、腐熟秸秆和秸秆炭添加到模拟施肥的土壤中,研究了秸秆还田后对玉米生长发育特征的影响。结果表明,在不同施肥模式下,秸秆不同处理方式对玉米株高促进作用的顺序为:2.0%秸秆炭1.0%秸秆炭0.5%秸秆炭腐熟秸秆破碎秸秆;秸秆炭处理均能提高玉米的叶宽。在传统施肥模式和测土配方施肥模式下,单穗籽粒重提高5%~7%;秸秆炭处理都能提高玉米产量(P0.05)。     

不同碳化温度下玉米秸秆生物炭的结构性质及其对氮磷的吸附特性

以玉米秸秆为生物质材料, 分别在250,350,450 ℃碳化温度下制备3种玉米秸秆生物炭（分别命名为B250,B350,B450）, 利用红外光谱和扫描电镜对其结构和表面形貌进行表征, 并通过实验室模拟考察其对氮磷的吸附性能. 结果表明： 随着碳化温度的升高, 玉米秸秆生物炭表面的微孔形变程度加剧, 粗糙程度增大, 芳构程度提高, 稳定性增强; B250玉米秸秆生物炭稳定性相对较弱, 在吸附过程中存在较强的磷释放作用, 对磷呈现显著负吸附; B350和B450对磷的吸附动力学过程均可用Lagergren准二级动力学模型描述; 3种玉米秸秆生物炭对磷的吸附热力学过程均可用Langmuir方程描述, 对磷的饱和吸附量为B450>B350>B250; 玉米秸秆生物炭对氮的吸附动力学过程符合Lagergren准二级动力学模型, 吸附热力学过程符合Langmuir方程, 对氮的吸附速率为B450>B350>B250, 饱和吸附量为B450>B350>B250.     

生物质炭对黑土磷吸附-解吸特性的影响

利用平衡法研究添加不同质量分数的3种生物质炭(玉米秸秆、稻壳和松木)对黑土中磷吸附和解吸特性的影响.结果表明:随着生物质炭添加质量分数的增加,生物质炭对黑土中磷的吸附量先增加后减少,当添加质量分数为1.2%时,黑土对磷的吸附量最大;添加不同生物质炭对黑土中磷的吸附能力影响顺序为:松木玉米秸秆稻壳;添加松木生物质炭的黑土对磷的实际最大吸附量为0.697mg/g;添加生物质炭的黑土对磷的吸附量和解吸量均随加入磷溶液质量浓度的增加而增加,但增加幅度逐渐变小;添加生物质炭的黑土对磷的等温吸附曲线符合Langmuir吸附方程.     

不同热解温度及材料来源的生物质炭对水中硝氮的吸附作用研究

采用批次实验方法研究了热解温度和生物质材料来源对制备的生物质炭吸附水体中硝氮吸附特征的影响。结果表明,准一级动力学方程对生物质炭吸附硝氮的动力学过程的拟合效果最好;生物质炭吸附硝氮的热力学过程符合线性分配方程。生物质炭对硝氮的吸附机制以物理吸附为主,多种吸附机制为辅,且各生物质炭对硝氮均具有很好的吸附能力;虽然热解温度和材料来源对吸附速率和吸附能力具有一定的影响,但是并不改变其吸附机制。热解温度越高,生物质炭对硝氮的吸附越易发生而且吸附量越大;不同原材料制备的生物质炭中,玉米秸秆炭对硝氮的吸附量最大,其次为树枝炭。     

磷、 铝与氟交互作用对茶园土壤中氟吸附特征的影响

通过实验室模拟研究磷、 铝与氟的交互作用对 茶园土壤氟吸附特征的影响. 对照处理下, 茶园土壤对氟约25 min达吸附平衡; 在实验浓度范围内, 氟的吸附量随氟初始浓度的增加呈上升趋势. 有磷酸根存在下, 吸附平衡时间缩短, 吸附量下降. 在 不同氟铝比条件下, 吸附平衡时间延长, 吸附量下降, 且随铝比例的增加吸附量下降显著. 在低浓度磷酸根和不同氟铝比共存条件下, 氟的吸附量呈增大趋势, 而高浓度磷酸根和不同氟铝比共存条件下, 氟的吸附量有明显减少趋势. 茶园土壤对氟的吸附热力学特征均可以用Freundlich方程和Temkin方程描述, 部分处理可用Langmuir方程描述.     

香根草对不同形态氮吸收动力学特性研究

对香根草不同形态氮素吸收动力学特性进行了研究,其吸附曲线均符合Michaelis-Menten酶动力学方程,采用Hofstee转化式对实验数据进行处理,得出以下结论： 1)香根草对铵态氮的亲和力小于对硝态氮的亲和力(Km铵态氮＜Km硝态氮),说明香根草有优先吸收硝态氮的趋势; 2)香根草对铵态氮的最大吸收速率Vmax为6.3479 μmol·g－1·h－1,对硝态氮的最大吸收速率Vmax为2.2219 μmol·g－1·h－1,Vmax铵态氮＞Vmax硝态氮,表明香根草对铵态氮的净化速率大于对硝态氮的净化速率;3)对于富营养化水平较高的水体修复,香根草具有更高的效率,可以将Michaelis-Menten动力学模型应用于不同营养化水体修复植物的选择.     

秸秆生物炭及秸秆对大豆生长及土壤微生物活性的影响

为了明确不同秸秆利用方式对作物生长及土壤微生物的影响,采用盆栽试验,研究秸秆直接添加和秸秆生物炭添加对大豆生长状况、根际土壤有机碳及微生物群落功能多样性的影响.结果表明:秸秆生物炭添加(MB和WB)能有效提高大豆盛花期地下生物量.秸秆直接添加(M和W)能显著增加大豆花期根际土壤有机碳的含量,玉米秸秆直接添加处理(M)下的有机碳含量最高,为21.15 mg/g.大豆成熟期,秸秆生物炭添加处理(MB和WB)下土壤有机碳含量较空白处理(CK)显著增加,玉米秸秆添加处理(M)下根际土壤有机碳含量显著高于小麦秸秆添加处理(W).不同秸秆利用方式下大豆根际土壤平均颜色变化率(AWCD)随时间延长而增加,MB和WB处理较M和W处理能显著提高成熟期大豆根际土壤AWCD值.因此,可利用秸秆生物炭添加改善大豆根际土壤微生物活性,提高土壤碳贮量.     

生物质炭改良风沙土对磷的吸附解吸影响

为探究科尔沁沙地土壤改良方法、提升风沙土的土壤质量,以科尔沁沙地南缘辽宁省彰武县境内的风沙土为试验对象进行了田间试验.在试验田内施加3种不同生物质炭,每种炭设置5种不同浓度,均匀地混合至风沙土中.经过燕麦草12周自然生长周期后,采集土壤样品进行室内实验.室内吸附解吸实验主要采用外加磷源法,将磷溶液设置为8种不同浓度.研究风沙土混合不同种生物质炭后对磷素的吸附效果及土壤质量改善效果.研究结果表明,当风沙土中添加1kg/㎡的秸秆炭时,土壤对磷素的吸附解吸效果最好.且将田间需磷肥量降低约10%.说明生物质炭可以改善风沙土土壤质量,且生物质炭类型的不同对改良风沙土效果明显优于生物质炭的添加量.     

沙培体系下植物和生物质炭对胞外DNA残留的影响

为了研究植物和生物质炭对抗性DNA在土壤中残留变化的影响,采用沙培生菜盆栽实验,以小牛胸腺DNA为模拟抗性DNA,测定在栽培生菜和添加玉米秸秆炭处理中DNA的含量随时间的变化。结果表明:沙培期间,所有处理(对照、生菜栽培、添加玉米秸秆炭、生菜-玉米秸秆炭联合处理)中,DNA的含量均呈先快速下降,之后趋于平稳的趋势。相比对照,种植生菜使DNA在快速减少后小幅增加,仅添加生物质炭的处理在培养期间DNA含量均低于对照。植物可能通过根系影响微生物量增加DNA,玉米秸秆炭可能通过吸附作用减小DNA的含量,种植生菜或添加玉米秸秆炭减缓DNA降解速率的机制可能不同。该结果为抗性DNA和抗性基因在土壤-植物中迁移和传播阻控研究提供了采样时间的依据,有利于科学评价抗性基因迁移风险,但植物和玉米秸秆炭对DNA变化的影响和机制需进一步研究。     

不同污染负荷棕壤中砷的吸附-解吸行为

采用一次平衡法,对3种不同污染负荷棕壤As(V)的吸附-解吸行为进行了研究.结果表明,3种土壤对As(V)的等温吸附过程可用Langmuir方程与Freundlich方程来描述,均有较好的拟合性.低污染负荷土壤对As(V)的吸附能力高于高污染负荷土壤,吸附态As(V)的解吸率低于高污染负荷土壤,解吸量与其解吸前吸附量之间的关系符合二次幂方程.在反应伊始,3种土壤对As(V)的吸附和解吸速率均较快,随时间的延长速率降低.E lovich方程是描述这3种不同污染负荷土壤中As(V)吸附-解吸动力学行为的最优模型,其次是双常数方程,最差模型是一级动力学方程.     

EM菌和蚯蚓对污染土壤元素转化的作用

将蚯蚓接种至不同Effective Microorganisms（EM菌）添加量的污染土壤中, 28 d后对蚯蚓体质量、 产茧量以及土壤中的有机质、 氮和磷的质量比进行对比, 考察EM菌对蚯蚓在污染土壤中活动的影响及对土壤元素转化的作用. 结果表明： 将蚯蚓接种到污染土壤后, 其体质量减轻, 日增质量倍数为负值; 添加EM菌的污染土壤中蚯蚓的体质量减少量、 日增质量倍数和产茧量低于未加EM菌的对照组; 添加不同EM菌的土壤中有机质、 全氮、 全磷的质量比以及pH值低于未添加EM菌仅蚯蚓作用的土壤; 土壤中的铵态氮、 硝态氮和速效磷质量比的变化规律相反.     

施用稻壳炭对黄棕壤氮磷淋失及微生物生物量碳氮含量的影响

【目的】为减少农田氮磷淋失,提高土壤肥力,探究高孔隙度的稻壳炭在增强黄棕壤对养分元素吸附的特征。【方法】采用室内土柱淋溶试验,研究不同稻壳炭施用量(质量占比分别为0、1%、4%、8%、12%)条件下,黄棕壤总氮(TN)、硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH⁺₄-N)、总磷(TP)、磷酸根(PO^3-₄)及可溶性有机碳(DOC)的淋失变化,并对黄棕壤氮磷养分和土壤微生物生物量的变化进行分析。【结果】随着施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、DOC淋失的抑制效应增强,最佳施用量为12%时,TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N及DOC的淋失量与对照相比分别减少了85.41%、85.16%、92.61%、32.02%; 随其施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤中P淋失的抑制效应不显著,TP和PO^3-₄的淋失量反而增加,TN、NO^-₃-N、有效磷(AP)及土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量增高,而NH⁺₄-N含量减少。【结论】稻壳炭可以有效抑制黄棕壤氮素及DOC的淋失,对磷素的淋失抑制效果不显著。     

秸秆还田条件下分层施肥对玉米产量及氮素利用的影响

辽宁地区玉米种植长期实行浅耕旋耕作业,过量施用化肥,有机物料投入少,导致土壤结构退化、肥料利用率低等问题。为了改善土壤质量和提高肥料利用率,开展了秸秆还田条件下施肥方式对玉米氮素利用的影响。采用田间试验,设不施氮肥对照、常规施肥、秸秆还田+常规施肥和秸秆还田+分层施肥4种处理,研究了秸秆还田配合不同施肥方式对玉米产量、氮素利用率及土壤性质的影响。结果表明,与常规施肥相比,秸秆还田处理明显提高玉米产量,其中秸秆还田配合分层施肥效果较好,2020年玉米产量提高了17.68%,并且该处理比秸秆还田配合常规施肥产量增加了4.65%。秸秆还田处理明显增加玉米氮素吸收量,尤其秸秆还田配合分层施肥处理随着秸秆还田时间的增加效果更明显。秸秆还田处理明显提高土壤有机质、全氮和有效钾含量,但分层施肥与常规施肥间无显著差异,对土壤全磷、全钾、碱解氮和有效磷含量影响不大。可见,秸秆还田+分层施肥有利于玉米对氮素的吸收利用,提高产量。     

桃花溪河岸生态建设中植物配置与面源氮磷削减

 用重庆市常见植物进行现场、盆栽和PO3-4 吸附等温试验,探讨植物配置与面源氮磷削减的关系。结果表明,河岸生态建设中不同植物配置的面源氮磷去除效果不同,对泥沙结合态氮磷的去除,“蝴+吉+樟”混栽的去除效果较显著;植物混栽中,乔木覆盖率越高,对泥沙结合态氮磷去除效果越差。对水溶态营养盐的去除,各盆栽对NO-3 去除效果不显著,有株盆栽能有效地减少NO-3 流失;对PO3-4 的去除,各盆栽都具有显著效果;土壤含水率与PO3-4 去除率反相关;磷的吸附能力,壤土高于沙土;植物对土壤磷吸附影响,吉祥草最显著,蝴蝶花次之。桃花溪河岸生态建设中应采用“蝴+吉+栀+樟”配置,其布局为蝴蝶花、吉祥草分层种植,蝴蝶花位于上端,香樟、海栀子、吉祥草混种。     

秸秆还田与施肥方式下淮河流域安徽段灰潮土氮素淋失特征

为揭示农田灰潮土的氮素淋失特征,采用室内试验槽土壤淋溶试验,设无秸秆+不施肥(CK)、无秸秆+常规施肥(SF)、秸秆破碎填埋10 cm+常规施肥(JGF)、秸秆原状覆盖+不施肥(JG0)、秸秆破碎填埋10 cm+不施肥(JG10)、秸秆破碎填埋20 cm+不施肥(JG20)6种处理,综合研究坡度为5°时不同施肥方式及不同秸秆还田方式下总氮(TN)、总溶解性氮(TDN)、硝态氮(NO■-N)和铵态氮(NH■-N)的淋失特征。结果表明：不同处理下各形态氮素累积淋失量均在前期最大,秸秆配施化肥较单施化肥能够降低NO■-N及NH■-N淋失比例,减少土壤氮素的淋失。秸秆还田可抑制氮素淋失,且抑制效果表现为JG10> JG20> JG0。JG10能有效抑制TN及NH■-N的淋失率,JG20能有效抑制TDN及NO■-N的淋失率。氮素大部分以溶解态无机氮淋失,秸秆填埋越深,溶解性无机氮淋失量越小。研究结果对减少农田灰潮土氮素淋失量及控制农业非点源污染具有实际意义。     

杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响

将杨树叶生物质炭添加到模拟施肥的风沙土中, 研究杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响. 结果表明： 与传统施肥模式及测土配方施肥模式相比, 制备的生物质炭可增加风沙土铵态氮、 硝态氮、 速效氮和全氮的质量比; 在玉米的生长周期内, 铵态氮、 硝态氮和全氮质量比与生物质炭的添加量成正比; 当生物质炭添加质量分数为2%时, 与土壤充分混合, 铵态氮、 硝态氮和全氮的质量比分别为36.43 mg/kg,35.02 mg/kg,5.76 g/kg, 传统施肥模式下的质量比最高; 速效氮在添加生物质炭的质量分数为0.5%时, 测土配方施肥模式下的质量比最高, 为79.52 mg/kg.     

杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响

将杨树叶生物质炭添加到模拟施肥的风沙土中, 研究杨树叶生物质炭对风沙土中氮形态分布的影响. 结果表明： 与传统施肥模式及测土配方施肥模式相比, 制备的生物质炭可增加风沙土铵态氮、 硝态氮、 速效氮和全氮的质量比; 在玉米的生长周期内, 铵态氮、 硝态氮和全氮质量比与生物质炭的添加量成正比; 当生物质炭添加质量分数为2%时, 与土壤充分混合, 铵态氮、 硝态氮和全氮的质量比分别为36.43 mg/kg,35.02 mg/kg,5.76 g/kg, 传统施肥模式下的质量比最高; 速效氮在添加生物质炭的质量分数为0.5%时, 测土配方施肥模式下的质量比最高, 为79.52 mg/kg.