两种生物炭对植烟土壤生物学特性的影响

目的:研究花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤生物学特性的影响。方法:选用品种为中烟100,在河南郏县开展大田试验。试验设四个处理,分别为:CK不施肥、T1为常规施肥、T2为花生壳生物炭+常规施肥、T3为烟秆生物炭+常规施肥,生物炭的用量均为6000kg/hm~2。结果表明:施用生物炭增加了植烟土壤细菌数量,尤其是在移栽后45d～75d,细菌数量提高幅度较大;施用生物炭增加了土壤真菌数量,烟秆生物炭在烟株生长前期作用明显,而花生壳生物炭在烟株生长后期作用明显;施用烟秆生物炭有增加放线菌数量的趋势,而花生壳生物炭对放线菌数量影响不明显。施用花生壳生物炭增加了植烟土壤微生物生物量碳含量,而烟秆生物炭降低了烟株生长后期的微生物生物量碳含量;施用烟秆生物炭增加了微生物生物量氮含量。施用生物炭增加了前期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值,降低了后期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值。施用生物炭增加了植烟土壤全碳和全氮含量,以花生壳生物炭效果明显。结论:施用花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤的生物学特性有较好的改良作用。     

连续施用不同生物质炭对植烟土壤特性和烤烟品质的影响

为探讨连续施用生物质炭对改良植烟土壤、提高烟叶品质的长期效应,设置不添加生物质炭（CK）、添加烟秆炭（T1）、废弃烟叶炭（T2）和玉米秸秆炭（T3）4个处理,通过连续3年定位试验研究其对植烟土壤pH和CEC值、烟叶外观质量及内在化学成分的影响。结果表明,施用生物质炭能够显著提高土壤的pH和CEC值,提升效果为T2>T1>T3。生物质炭处理的叶片外观质量略优于对照。连续施用生物质炭后烟叶品质显著高于对照,其中T2显著高于T1和T3。随着试验年限的延长,烟叶的总糖、还原糖、总氮含量和氮碱比、糖碱比升高,而烟碱、氯含量和糖氮比降低。整体上废弃烟叶炭（T2）处理更有利于提高土壤pH和CEC值、烟叶化学成分含量及协调性指标。施用生物质炭显著提高土壤理化性质、烟叶内在化学成分含量及协调性,但其效应存在一定的滞后性,随着试验年限的增加,连续施用生物质炭更有利于改良植烟土壤、提高烤后烟叶品质。     

烟秆生物质炭对土壤碳氮矿化的影响

为优化烟草废弃物的资源化利用,采用室内培养试验,研究了烟秆生物质炭对土壤有机碳、有机氮矿化特征的影响。结果发现,与对照(生物质炭添加质量分数为0.0%)相比,添加烟秆生物质炭后能一定程度促进土壤有机碳的矿化,且1.0%添加量处理的有机碳累积矿化量最高,其次为0.5%及2.0%的添加量处理;与其他处理相比,2.0%添加量处理能显著降低土壤总有机碳的累积矿化率,促进土壤中有机碳的积累;添加烟秆生物质炭对土壤无机氮含量、有机氮的矿化及硝化速率均无显著影响。说明较高量的烟秆生物质炭(2.0%)添加能提高土壤有机碳含量,对于烟田土壤的增碳固氮效应及废弃烟秆的资源化利用方面具有重要指导意义。     

烟秆生物炭对烤烟根系生长的影响及其作用机理

为揭示烟秆生物炭对烤烟根系生长的作用机理,通过田间试验研究了烟秆生物炭不同施用量(0、1、10、50 t/hm~2)对烤烟根系生长和土壤理化性质的影响。结果表明:土壤中施用生物炭可促进烤烟根系前期生长,根系体积和干质量均有提高。随着生物炭用量的增加,烤烟根系伤流强度呈递增趋势,根系活跃吸收面积、活跃吸收面积百分比及干质量呈现出先增加后减少的趋势。10 t/hm~2烟秆生物炭处理的烤烟根系形态生理特征指标最优、烟叶产量最高。随着生物炭用量的增加,土壤质量含水率、毛管持水量、气相率、有效磷及速效钾含量(质量分数)逐渐增加,土壤碱解氮含量和过氧化氢酶活性先增加后降低。与对照比较,生物炭处理的土壤速效钾含量增幅为11.0%~382.3%。     

生物质炭对铅锌复合污染土壤修复机理的研究

为研究生物质炭对铅锌复合污染土壤修复的机理,以松木棒炭、玉米秸秆炭、秸秆块炭、花生壳炭、木质颗粒炭和机制木棒炭为重金属钝化剂,以铅锌复合污染土壤为对象,利用盆栽试验研究了不同原材料制成的生物质炭对重金属污染土壤pH、有机质、小白菜体内Pb、Zn含量的影响。结果表明:施用生物质炭可以显著提高重金属污染土壤pH值、有机质含量,施用玉米秸秆炭的效果最佳,小白菜地上部Pb、Zn含量与对照相比显著降低65.3%和41.6%。由此可见,生物质炭是一种能有效降低作物中重金属含量及减轻作物受到的重金属毒害的重金属钝化材料。     

稻壳生物炭对整治烟田土壤养分及烟叶产质量的影响

为探究生物炭施用对整治烟田土壤改良及烟叶产质量的影响,在皖南的烟田整治区,研究了稻壳生物炭不同施用量对土壤养分及烟叶产质量的作用效果。结果表明,稻壳生物炭施用可以降低土壤容重,提高土壤pH及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾等养分含量。生物炭可以促进烟株生长发育,对烟叶外观产生一定影响,特别是油分指标随生物炭用量增加呈下降趋势。生物炭施用一定程度上降低烟叶总糖及还原糖含量,提高总氮、烟碱及钾含量,其中T2（生物炭7.5 t/hm²）处理烟叶化学成分协调性较好。同时烟叶感官质量随生物炭施用量增加呈现先增加（不变）后降低趋势,感官评吸得分表现为T1=CK> T2> T3。烤烟的产量产值均随着生物炭施用量增加而增加,其中T3（生物炭15 t/hm²）处理最高,产量达1729.2 kg/hm²,产值达到37516.8 元/hm²,较CK分别提高43.51%和43.48%。但上等烟比例随生物炭用量增加呈先增加后降低趋势。综合土壤养分及烟叶的产质量结果,在皖南烟田整治区,稻壳生物炭的施用量不宜超过7.5t/hm²。     

基于盆栽试验的施用烟秆生物炭对植烟土壤呼吸速率的影响

为探索烟秆生物炭对植烟土壤呼吸速率的影响机制,采用盆栽试验在烟草不同生育期测定了土壤呼吸速率、温度和含水率。结果表明,不同施肥措施条件下,植烟土壤呼吸速率随烟草生长发育进程的推进变化明显,烟苗移栽后60 d呼吸速率降至最低,移栽后90 d达到峰值。施用生物炭的土壤呼吸速率均大于不施用生物炭和常规施肥。土壤含水率和温度双因素模型能够更好地表征土壤呼吸速率的变化。各处理土壤呼吸速率温度敏感性系数为2.36~9.41,施用生物炭降低了土壤呼吸速率对土壤温度的敏感程度。常规施肥+12 g/kg生物炭、常规施肥+24 g/kg生物炭、常规施肥-纯氮5%+12 g/kg生物炭、常规施肥-纯氮10%+24 g/kg生物炭处理的土壤呼吸速率与阳离子交换量均呈显著负相关。土壤pH、有机质(除不施肥CK外)、碱解氮、速效磷、速效钾均与土壤呼吸速率呈负相关。因此,添加适量的生物炭可以促进土壤呼吸速率的提高。     

天缘活菌母露的施用对烤烟产质量的影响

采用田间大区对比试验,对天缘活菌母露微生物菌剂在烤烟生产中的最佳用量进行了研究。结果表明,施用天缘活菌母露后,堆肥中有机物分解加速,施用1 000 mL/667m2的微生物菌剂可增加土壤速效钾含量125.00%;施用500 mL/667m2的菌剂可分别提高土壤速效氮、速效磷含量91.61%、121.62%,土壤容重减小,熟化程度增加;施用2 000 mL/667m2菌剂可使土壤容重减小12.13%,催进根系生长。1 000 mL/667m2的菌剂用量可最大增加根系干重73.61%,产量、产值、均价、上中等烟率分别提高26.32%、59.33%、26.59%和5.66%。烟叶的香气质、香气量指标得分增加,烟叶可用性增强。综合来看,在烤烟生产中,天缘活菌母露微生物菌剂以1 000 mL/667m2的用量效果最佳。     

生物炭对土地整治区土壤微生物调控效应

  目的  为巩固土地整治成效, 提高土壤地力, 探讨生物炭对土地整治区土壤微生物调节效应的影响。  方法  通过大田试验, 添加不同水平梯度生物炭(0、7.5、15、30、45 t/hm2), 分析施用后对土壤微生物学指标的影响。  结果  (1) 当用量>7.5 t/hm2时, 生物炭平均降低土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)70.22%, 土壤微生物商81.11%;(2)适量生物炭可提高土壤微生物的生物多样性, 细菌和真菌的OTUs分别在生物炭用量为20~30 t/hm2和10~30 t/hm2时达到峰值, 但当用量≥30 t/hm2时, 生物炭对OTUs具有降低作用; (3)生物炭可影响细菌和真菌的群落结构, 对细菌变形菌门和放线菌门的相对丰度分别有着降低和提高的作用, 对真菌子囊菌门则具有先降低后升高的作用; (4)生物炭对硝化细菌和反硝化细菌的相对丰度具有降低作用, 但对固氮菌却有提高作用, 有利于土壤固氮; (5)适量生物炭可降低土壤可能致病菌属的相对丰度, 但高剂量施用将增大烟叶生产感病风险。  结论  适量生物炭对土地整治区土壤微生物性状具有改良效果, 将用量控制在15 t/hm2左右为宜。      

生物炭基肥对植烟土壤微生物功能多样性的影响

为探讨生物炭基肥对植烟土壤化学特性及微生物功能多样性的影响,通过大田试验,研究了施用不同量生物炭基肥（0、0.9、1.5、2.1 t·hm-2）后土壤养分和微生物群落功能多样性的变化。结果表明,添加生物炭基肥显著提高了土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）含量,较对照分别提高了23%~40%、8%~49%和49%~97%,降低了矿质氮含量,降低范围30%~49%。微生物功能多样性结果显示,生物炭基肥可以增强土壤微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加Shannon多样性指数（H）、Simpson多样性指数（D）和McIntosh多样性指数（U）,降低了Shannon均一性指数（E）。主成分和热图分析表明,单施化肥处理和增施少量生物炭基肥处理（0.9 t·hm-2）的土壤微生物碳源利用差异较小,随着生物炭基肥用量的增加,土壤微生物群落碳源利用的分异程度加剧。研究认为,施用生物炭基肥提高了植烟土壤肥力,增加了微生物碳源利用能力和功能多样性,施用量1.5 t·hm-2即可对烟田土壤养分及生物学特性有较好的改善作用。      

海藻多糖与有机物料对烟草青枯病的防控效果

为探究海藻多糖与其他有机物料混合使用对烟草青枯病的防控效果,以烤烟品种NC102为试验材料进行田间试验,设置不同用量海藻多糖与微生物菌肥、草木灰、贝壳粉、生物炭等有机物料的组合处理,分析了不同处理对烟草农艺性状和经济性状、土壤理化性质、烤后烟叶化学成分的影响,以及土壤理化性质与烟草青枯病发病率和病情指数的相关性。结果表明,与对照相比,海藻多糖与有机物料的施用普遍促进了团棵期和旺长期的烟株生长发育,提高了土壤pH和有机质含量,降低了烟草青枯病的发病率和病情指数;烤后烟叶经济性状和主要化学成分也有不同程度的提升。Pearson相关性分析表明,土壤有机质含量和pH与青枯病发病率和病情指数之间存在极显著的负相关关系。500倍海藻多糖稀释液在50~100 mL/株的范围内,用量越高,效果越好;组合处理中草木灰+海藻多糖75 mL/株处理效果最好。通过增加海藻多糖和有机物料,调节土壤pH或增加土壤有机质含量有助于控制青枯病的发生。     

深耕和绿肥掩青条件下生物炭对烟叶产质量和土壤养分的影响

为探索深耕和绿肥掩青条件下生物炭对烟叶生产的影响,通过设置大田试验,分析了不同生物炭用量及施用方式对烟株农艺性状、经济性状、烟叶化学成分以及土壤养分和微生物数量的影响.结果表明,深耕或绿肥掩青条件下,施用生物炭可增加烤烟株高、有效叶片数、茎围和叶面积等农艺性状指标,提高烤烟产量、产值和上等烟比例,改善烤烟化学成分的协调...     

生物质炭对植烟土壤质量及烤烟生长的影响

采用大田试验,在当地习惯施肥的基础上,添加不同比例的生物质炭(2.25、4.50 t/hm²),探讨了生物质炭对植烟土壤理化性质及烤烟生长的影响。结果表明,施加生物质炭影响了植烟土壤的理化性质,主要体现在0~10 cm土层。与对照相比,生物质炭处理提高了0~10 cm土层土壤田间持水量、总孔隙度、土壤pH、有机质和土壤CEC,同时还提高了土壤硝态氮、有效磷、速效钾的含量,降低了土壤容重及铵态氮的含量,且高施炭量的处理效果显著。生物质炭能促进烤烟生长过程中对钾元素的吸收,降低打顶后烤烟磷、氮元素的吸收及干物质的积累。与CK相比,移栽后90天,根干物质量在2.25和4.50 t/hm²水平下分别下降了5.58%和7.50%,茎和叶的干物质量虽有所下降,但各处理间差异不显著。     

施用等碳量生物炭和腐熟秸秆对土壤养分及有机碳库的影响

为明确生物炭和秸秆对植烟土壤养分和有机碳库的关系,采用田间定位试验,研究了等碳量的生物炭、腐熟秸秆、生物炭与腐熟秸秆配施对不同耕层土壤养分及有机碳库的影响。结果表明,施用等碳量的生物炭和腐熟秸秆处理后,不同耕层土壤除碱解氮外其他速效养分及碳库指标较常规化肥对照(CK)明显增加。单施生物炭处理对0~30 cm耕层土壤有机质含量(质量分数)的提升效果大于腐熟秸秆,而单施腐熟秸秆处理的不同耕层土壤可溶性有机碳及微生物量碳含量较单施生物炭处理均有所提高;生物炭与腐熟秸秆混施处理的10~20 cm耕层土壤速效磷、速效钾、有机质和总有机碳含量较单施腐熟秸秆处理分别提高22.26%、6.08%、8.68%和9.20%,且差异均达显著水平。可见,单施生物炭和单施腐熟秸秆对植烟土壤均有一定的改良作用,但二者混施的改良效果更好。     

滴灌条件下施用生物炭对土壤改良效果及氮肥利用率的影响

为解决河南登封植烟区长期施用化肥氮素造成的土壤品质退化、肥料利用效率低的问题,采用田间试验在滴灌和减氮条件下分别施用600、1 200和1 800 kg/hm2的生物炭,并测定了各处理植烟土壤的相关指标。结果表明:施用生物炭可以显著提高土壤C/N,且与常规对照(CK2)相比,滴灌下施用生物炭的各处理在烟株生长中后期土壤微生物量碳、氮和脲酶、蔗糖酶活性的提高幅度分别为24.68%～111.62%、36.10%～136.27%、1.02%～135.38%和34.26%～97.46%,且1 200 kg/hm2生物炭施用量对土壤改良的综合效果最好,其表观氮肥利用率达到68.01%。因此,在河南登封植烟区滴灌条件下施用生物炭可改善土壤品质,促进烟株对氮素的有效利用。     

生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用

  目的  探究不同用量的生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用  方法  采用稀释平板法,研究生物炭对青枯菌的吸附作用及对其生长和运动性的影响;盆栽试验研究生物炭对烟草生长及青枯病发病情况和土壤基本理化性质的影响;利用高通量测序技术,比较各处理土壤细菌群落差异。  结果  （1）生物炭对青枯菌具有抑制作用,可吸附青枯菌、抑制其生长及运动性,用量超过1.5%时效果显著;（2）生物炭提高了土壤pH、有机质、速效磷和速效钾含量,利于烟草的生长。相关性分析发现,生物炭对土壤pH和化学性质的改善,是抑制烟草青枯病发生的主要原因;（3）生物炭提高了根际土壤微生物群落的Alpha多样性和放线菌门中链霉菌属的相对丰度;（4）根际土壤细菌结构的多样性与土壤理化性质有一定的相关性,其中有效钾影响最大。  结论  生物炭通过对青枯菌的抑制作用和对土壤微生态的改善,创造了利于烟草生长的环境条件,减少了烟草青枯病的发生。      

施用改良剂对植烟土壤酶活性和养分含量的影响

为明确酸性植烟土壤施用改良剂后的土壤酶活性和主要养分的动态变化,以湖南省花垣县植烟土壤为研究对象,采用盆栽试验研究了丰收延酸性土壤调理剂、金叶酸性土壤改良剂、石灰等3种土壤改良剂对土壤酶活性及土壤养分的影响。结果表明:烤烟移栽后30～120 d,土壤脲酶及蔗糖酶活性呈"低—高—低"的变化趋势,移栽后120 d较对照分别提高28.89%～33.39%和18.27%～32.74%;土壤中性磷酸酶及过氧化氢酶活性呈逐渐增强的趋势,移栽后120 d较对照分别提高9.61%～18.03%和9.14%～16.17%。施用丰收延和金叶酸性土壤改良剂可提高土壤有机质、碱解氮和有效磷含量;施用石灰可提高土壤碱解氮和有效磷含量;施用金叶酸性土壤改良剂可降低土壤速效钾的有效性。对酸性(pH5.5)植烟土壤的修复施用石灰的效果最好。     

深翻和施用土壤改良剂对烟草青枯病发生的影响

为探讨土壤管理措施对烟草青枯病发生的影响及其机制,通过田间试验研究了土壤翻耕深度、土壤改良剂类型和施用方式对烟草青枯病发病率和病情指数的影响及其与土壤性质变化的关系。结果表明,土壤深翻不能有效抑制烟草青枯病害的发生,且随翻耕深度的增加,烟草青枯病发病反而呈现加重的趋势;土壤翻耕配合改良剂的施用对烟草青枯病害的发生有重要影响:配施石灰无抑制作用,而配施生物质炭或堆肥,以及石灰、生物质炭和堆肥两两配合均能降低青枯病害的发病率,其中以配施生物质炭的效果最明显;翻耕结合施用改良剂对青枯病发生的作用效果与对土壤性质的影响有关,烟草青枯病的发病率与土壤有机质、碱解氮、有效铁、有效锰和交换性镁含量(质量分数)显著负相关,而与土壤p H正相关。因此,烟区土壤翻耕深度不宜过深,且在翻耕过程中应增施有机肥及中微量元素,配合施用生物质炭、堆肥等改良剂,这些措施有助于缓解根茎病害易发区内烟草青枯病害的发生。     

不同施肥措施对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响

通过两年盆栽试验,研究增施不同有机物料对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响。结果表明,与纯施化肥相比,增施芝麻饼肥显著增加土壤碱解氮和速效磷含量,增施生物炭显著增加速效钾含量;增施腐熟秸秆土壤蔗糖酶活性显著提升12%,芝麻饼肥和生物炭处理脲酶活性均显著增加19%,生物炭处理过氧化氢酶活性显著增加27%。增施腐熟秸秆土壤微生物生物量碳最高,达到234.52 mg/kg,生物炭处理土壤微生物生物量氮最高,达到35.29 mg/kg。细菌为植烟土壤可培养菌中的优势菌,增施生物炭显著提升可培养细菌数量,增施腐熟秸秆显著提升可培养真菌和放线菌数量。总体来看,增施不同有机物料能改善土壤生物学特性,增加速效养分含量,从而改善植烟土壤质量。     

蔗渣生物质炭对蔗田土壤理化性质的影响

本文主要采用蔗渣为生物质原料,经过热解处理制备蔗渣生物质炭,并施用到蔗田土壤中,在实验室条件下分别培养30天和60天,研究其对蔗田土壤理化性质的影响。研究结果表明:蔗渣生物质炭施用于蔗田土壤30天、60天后,蔗田土壤含水率、p H、阳离子交换量、有机质、全氮、全磷和速效磷含量与空白对照组CK相比均有不同程度增加,其中5%施用量的生物质炭处理对土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量有显著影响。