施用生物质炭进行农田土壤改良已被认为是一种有效的土壤固碳与温室气体减排措施，研究深层土壤有机碳动态对于准确评估农田土壤固碳潜力有重要意义。目前，国内外学者对于生物质炭施用对土壤有机碳动态影响已有一定的认知，尤其是对表层土壤有机碳的周转情况，但对于深层土壤有机碳影响方面的研究还相对缺乏。本文主要阐述了深层土壤固碳研究的趋势，农田深层土壤有机碳的来源与稳定性，生物质炭施用下表层土壤有机碳移动性的变化及其对深层土壤有机碳动态的影响，探讨了深层土壤有机碳研究方面存在的问题和未来研究需求，期望为农业土壤固碳和生物质炭应用的相关研究发展提供参考。

为提高设施农田氮素利用,减少土壤氮素积累,选用填闲糯玉米和饲用甜高粱为供试作物,设计6个不同用量水平生物炭,即C1(0)、C2(0.5%)、C3(1%)、C4(2%)、C5(4%)、C6(8%),研究生物炭施用对夏填闲作物氮素吸收及土壤碳氮变化的影响。结果表明:2种填闲作物随着生物炭施用量的增加,吸氮量先增大后减小,其中填闲糯玉米C3处理地上部吸氮量最大(142.69 kg/hm~2),而填闲饲用甜高粱是C4处理最优(132.43 kg/hm~2);填闲糯玉米不同处理土壤全氮降低幅度为2.5%～11.0%,其中C3处理降低最多(15.4%),各个处理之间差异不显著(P>0.05),填闲饲用甜高粱除C6处理外,其他处理降低幅度为1.4%～15.5%,C3处理降低最多;种植饲用甜高粱后,不同处理不同土层土壤硝态氮含量与种植前相比均有所降低;不同用量生物炭与填闲作物结合种植均能提高设施土壤C/N值,施用生物炭后有利于增加有机碳含量,种植填闲作物能降低后茬生长初期土壤脲酶活性,降低后茬作物生长时期氮素的供给能力;随着生物炭施用量的增加,各处理土壤脲酶活性先增加后减少,定植15 d后NC3(前茬糯玉米+C3)处理脲酶活性最高,为3.33 mg/(g·d),填闲饲用甜高粱种植后,定植45 d后,TC3(前茬甜高粱+C3)处理最高,TC2(前茬甜高粱+C2)处理次之。生物炭施用与填闲作物种植结合能增加后茬初期土壤微生物量碳含量,有利于土壤肥力提高。在本试验条件下得出,生物炭施用量在1%～2%种植填闲糯玉米促进氮素吸收效果较好,生物炭施用量在0.5%～2%种植填闲饲用甜高粱促进氮素吸收效果较好,有利于减少土壤氮素积累,种植填闲饲用甜高粱比种植填闲糯玉米对降低土壤氮素移动的效果更好。

【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理:不施肥(CK)、低量生物炭(C15)、高量生物炭(C50)、氮磷钾配施(NPK)、炭基肥(BBF)。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后(2014年秋季)采集各处理耕层(0—20 cm)土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤(简称起始土)分别提高10%、8%;而在相同碳素(C15和BBF)或氮磷钾养分投入(NPK和BBF)条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%—15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4—232.9 kg/667m~2,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理(C15)高17%,比等养分处理(NPK)高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。

通过盆栽方式进行水稻秸秆炭、水稻谷壳炭、果木木炭等3种生物质炭比较试验,每盆土壤15kg,参照大田用量模式设置了5、10、20、40t/hm2 4个秸秆炭水平,20、40t/hm2 2个谷壳炭与木炭水平,研究不同处理对水稻生长及土壤养分的影响。结果表明,3种生物质炭在一定范围内都能促进水稻干物质积累和产量形成,以秸秆炭效果最好。不同秸秆炭施用量比较,干物质量和产量呈先增后降趋势,在20t/hm2时达到最高,生物量较不施炭对照提高51.45%,谷粒产量增加72.55%。施用谷壳炭以40t/hm2效果较好,产量提高60.52%。施用20t/hm2木炭有提高地上部生物量与产量的作用,但增加至40t/hm2则明显降低。适量施用生物质炭能够增加土壤中速效氮磷钾和总养分含量,以秸秆炭效果最好,谷壳炭次之,木炭最差。木炭的碳含量高达74.28%,过量施用显著降低土壤速效氮磷钾含量,对水稻生长不利。

[目的]本文旨在研究重金属污染土壤施用生物质炭后对土壤有机碳稳定性的影响,为环境污染修复条件下土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以苏南地区长期Cd/Pb污染和邻近未污染水稻土为研究对象,采集对照无污染土壤(P0)、低污染土壤(P1)和高污染土壤(P2)3种土壤,每种土壤分别设置施用量为0(C0)、10 g·kg~(-1)(C1)和20 g·kg~(-1)(C2)的玉米秸秆生物质炭处理,进行为期60 d的恒温恒湿室内培养试验,对比分析施用生物质炭对不同程度重金属污染水稻土中CO_2-C释放动态、总有机碳和活性碳库含量和激发效应的影响。[结果]添加生物质炭能够显著增加不同程度重金属污染水稻土CO_2排放,其中未污染和低污染土壤施加生物质炭后其CO_2的释放速率及累积矿化量显著高于高污染土壤。相比于污染土壤,施加生物质炭对未污染土壤易氧化态碳含量的增加影响更显著;P1土壤低炭和高炭处理分别比原土微生物量碳含量增加23.1%和27.1%,P2土壤增加49.7%和41.7%;P1土壤低炭和高炭处理颗粒态有机碳含量分别比对照增加66.9%和200.2%,P2土壤增加22.2%和45.8%;施炭处理可显著降低土壤中的可溶性有机碳含量。施用生物质炭对各处理土壤产生负激发效应,且在低污染土壤中表现最为显著;生物质炭抑制土壤本底碳的矿化,促进土壤原有有机碳的稳定性。[结论]施用生物质炭可提高重金属污染水稻土中有机碳的累积量,增加土壤中活性碳库的组分,抑制土壤中原有有机碳的矿化分解,存在显著的负激发效应。

为探讨施用生物炭对梨园土壤理化性质的改良作用以及对黄冠梨果实品质的持续影响，在河北省晋州市黄冠梨试验基地进行连续4 a的定位试验，以不施用生物炭处理为对照(CK),设置生物炭0.45(B1),0.90(B2),1.35(B3),1.80 kg/m~2(B4)4个处理，研究不同用量生物炭对土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率以及pH值的影响，并探究对黄冠梨成熟期果实品质的影响(如可溶性总糖、可滴定酸、硬度、可溶性固形物、单果质量),为河北省黄冠梨园的高效施肥提供依据。连续4 a施用生物炭使土壤硝态氮含量显著降低，土壤表层(0～20 cm)的有机质含量、速效磷、速效钾及pH值有所上升，且生物炭对表层(0～20 cm)的影响大于20～40 cm土层。在B3处理时对土壤养分的改良效果最佳。对黄冠梨果实品质的可溶性固形物含量的影响呈上升趋势，可滴定酸呈下降趋势，B2、B3处理对黄冠梨品质的差异不显著。综合分析生物炭用量对土壤理化性质和梨果品质的影响，以0.90～1.35 kg/m~2为适宜施用量，考虑生物炭的经济成本，本试验条件下推荐用量为0.90 kg/m~2。

【目的】研究不同桉树枝条废弃物生物炭施用量对桉树人工林土壤磷形态转化及磷素有效性的影响，评估生物炭对土壤磷素的活化潜力，为生物炭在农林业土壤改良中的应用提供参考依据。【方法】依托2017年开展的桉树人工林生物炭长期定位试验，按生物炭与土壤的质量百分比，设置0%（CK）、0.5%（T1）、1.0%（T2）、2%（T3）、4%（T4）和6%（T5）共6个处理，一次性施用生物炭5年后测定不同处理下0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层中土壤全磷、有效磷、无机磷和有机磷形态的含量。【结果】与CK相比，在0～30 cm土层中，施用生物炭能显著增加土壤全磷、有效磷、二钙磷、铝磷、铁磷、八钙磷、活性有机磷和中等活性有机磷含量并提高磷素活化系数（P<0.05），降低十钙磷、闭蓄态磷、中稳定性有机磷和高稳定性有机磷含量。在0～30 cm土层中，不同生物炭处理下土壤无机磷和有机磷组分含量平均值的大小分别为：铁磷>铝磷>闭蓄态磷>八钙磷>二钙磷>十钙磷，中等活性有机磷>活性有机磷>中稳定性有机磷>高稳定性有机磷。随着土层深度的增加，在同一生物炭处理中，土壤全磷、有效磷、无机磷和有机磷组分含量均趋于减少。土壤有效磷分别与pH值、有机质、全磷、二钙磷、八钙磷、铝磷、铁磷、活性有机磷和中等活性有机磷之间存在极显著正相关（P<0.01）。主成分分析表明，施用生物炭对土壤无机磷组分、有机磷组分和有效磷具有正向作用；与有机磷组分相比，施用生物炭对土壤无机磷组分的影响更大。【结论】桉树枝条废弃物生物炭通过自身中磷素的释放和对土壤理化性质的积极作用，显著增加了土壤有效磷和磷组分含量，促进了土壤中难溶态磷向有效态磷的转化和有机磷向无机磷的转化，提高了桉树林土壤磷素有效性和土壤供磷能力。

为了改良土壤的物理性状,并探讨连续施用生物炭对植烟土壤物理性状的长期效应,以云烟87为试材,通过3年定位试验研究了连续施用生物炭对植烟土壤物理性状的影响。结果表明:连续施用生物炭能明显影响土壤的物理性状。连续施用生物炭对2015年烤烟生育各时期内土壤含水率均有促进作用,土壤含水率升高了3.243~3.983个百分点,且差异极显著,而在2016,2017年时,连续施用生物炭后在烤烟生育各时期内土壤含水率与对照比较或高或低,但差异均不显著;连续施用生物炭在2015年移栽后30 d时,土壤容重升高0.083个百分点,土壤孔隙度降低3.113个百分点,但差异均不显著,其他年份各时期为连续施用生物炭后土壤容重降低0.010~0.144个百分点,土壤孔隙度升高0.500~5.537个百分点,且以2017年移栽后30 d时生物炭对土壤容重和孔隙度的影响作用显著;连续施用生物炭对2015,2016年各时期的土壤固相比影响较小,主要能显著降低2017年移栽后30 d时土壤固相比。连续施用生物炭能极显著增加2015年各时期土壤液相比,降低2015年移栽后30 d土壤气相比,但对其他年份各时期的土壤液相比和气相比影响较小。不同年份各时期土壤物理性状各参数主成分分析结果显示,连续施用生物炭后的土壤物理性状与对照差异较大,有利于土壤物理性状的改善。

【目的】研究施用生物炭对烟叶品质、土壤养分和土壤细菌群落结构的影响。【方法】以云烟87为试验材料，大田随机区组试验，设置4个处理（SWT1：常规施肥；SWT2：常规施肥+生物炭1500 kg/hm~(2)；SWT3：常规施肥+生物炭2250 kg/hm~(2)；SWT4：常规施肥+生物炭3000 kg/hm~(2)），测定各处理烤后烟叶化学成分和感官质量，分析成熟期植烟土壤养分和烤烟根际土壤细菌群落结构。【结果】施用生物炭对植烟土壤养分和烤后烟叶化学成分无显著影响；相比SWT1处理，施用生物炭各处理烤后烟叶感官质量显著提高，其中SWT3处理的香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、使用价值和总得分分别提高13.85%、6.56%、10.87%、8.70%、4.62%、12.31%和6.25%，表现最优；相比SWT1处理，随着生物炭施用量的上升，烟株根际土壤细菌丰富度（Chao1指数）、多样性（Shannon指数）、总ASV数（Amplicon sequence variants，扩增子序列变异体）和独有ASV数呈下降趋势，差异细菌数量呈上升趋势；变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等为各处理的优势菌门，门分类水平下，不同处理的群落结构无显著差异；施用生物炭提高了f＿＿Rhizobiaceae、g＿＿Allorhizobium、g＿＿Neorhizobium、g＿＿Pararhizobium、g＿＿Rhizobium等固氮菌以及f＿＿uncultured＿Actinobacterium、f＿＿Burkholderiaceae、f＿＿Pseudomonadaceae、o＿＿Pseudomonadale、g＿＿Pseudomonas、g＿＿Sphingopyxis、g＿＿Dyella、g＿＿Massilia等促生菌的相对丰度，降低了s＿＿unclassified＿Anaerolineaceae、g＿＿unclassified＿Caulobacteraceae等反硝化细菌的相对丰度；ASV分类水平下，AN（碱解氮）含量是影响土壤细菌群落结构变化的最主要土壤因子。【结论】施用生物炭提高了烤后烟叶感官质量，其中2250 kg/hm~(2)的处理表现最优；施用生物炭降低了根际土壤细菌α-多样性，提高了根际土壤固氮菌、促生菌、反硝化细菌等有益菌相对丰度，有利于增加土壤养分，促进植物生长。

为探讨连续施用生物炭及生物炭不同用量对土壤肥力及氮肥利用率的影响,在沈阳农业大学后山棕壤新型肥料试验基地(始建于2013年)布置生物炭用量定位试验,设置4个生物炭用量梯度0,1.5,3,6 t·hm-2,研究不同用量生物炭对棕壤理化性质、玉米产量及氮肥利用率的影响。结果表明:生物炭对玉米苗期土壤含水量的影响不大,随着生育期的推进,逐渐表现出其保水性能;添加生物炭可以降低土壤容重,不同用量生物炭处理的土壤容重较NPK处理平均降低了6.04%,且容重随施炭量的增加而降低;施用生物炭可以提高土壤pH值、有机质和

【目的】研究生物质炭对连续两年稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的影响,为合理施用生物质炭而促进水稻生产可持续的低碳发展提供科学依据。【方法】选择成都平原稻田,2010年布设了施氮与否(0与240 kg N.hm-2)下生物质炭土壤施用(0、20、40 t.hm-2)试验,连续两年观测土壤性质、水稻产量、土壤CH4和N2O排放的变化。【结果】施氮肥条件下,生物质炭连续两年对主要土壤肥力性质表现出改善效应,提高了土壤有机碳、全氮含量和pH,同时降低土壤容重,但对水稻产量影响不显著。生物质炭对CH4排放的影响依氮肥施用而异。不施氮肥下,施用生物质炭提高当季土壤CH4排放(20 t.hm-2用...

【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥(BC+CK)和常规NPK施肥(CK)两种,生物炭施用量22.5 t·hm-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥(BC1+CK)、高量生物炭+常规NPK施肥(BC2+CK)和常规NPK施肥...

[目的]为提高黑老虎产量及品质,提高红壤肥力,本研究探讨在土壤中添加生物炭对黑老虎人工栽培和土壤肥力的影响。[方法]采用林下小区栽培试验,设置4个处理,分别为生物炭添加量10 t/hm~2(T1)、20 t/hm~2(T2)、30 t/hm~2(T3)和不添加生物炭(CK);试验过程中测定土壤指标,黑老虎生长和生产指标。[结果]施用生物炭能够改良红壤肥力状况,与对照相比,最高分别提高土壤全氮达13.3%,速效氮4.2%,有机质为20.4%,阳离子交换量为14.9%,土壤含水率为19.5%,全磷为65.3%,pH为46.1%。施用生物炭可以显著提高黑老虎生长和根药用品质,与对照相比,最高分别提高黑老虎株高达15.6%,地径为13.8%,生物量为25.8%,根总木脂素含量为43.0%。[结论]施用生物炭能够改善土壤状况,保水保肥,提高黑老虎产量,促进黑老虎药用成分的累积,是黑老虎在我国南方亚热带红壤区林下推广的良好栽培措施。

【目的】研究长期施用生物炭对棕壤养分含量及腐殖质组分含量的影响，为评价生物炭在提高土壤肥力水平和调控土壤腐殖质组成及稳定性方面的长效作用提供科学依据。【方法】以生物炭田间定位试验为基础，采用随机区组设计，设置4个施炭量处理：0（CK）、15.75 t·hm^-2（BC1）、31.50 t·hm^-2（BC2）和47.25 t·hm^-2（BC3），分别测定生物炭施用4年和8年后土壤有机碳（SOC）、氮磷钾速效养分、氮磷钾全量养分以及土壤富里酸（FA）、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）含量。【结果】施用生物炭可提高SOC含量，BC1、BC2、BC3处理SOC含量较CK处理提高了37.35%—72.97%。施用生物炭显著提高了土壤速效钾（AK）含量，与CK处理相比，BC1、BC2和BC3处理土壤AK含量较CK处理分别提高了11.67—14.00、19.33—22.33和12.33—35.33 mg·kg^-1。施用生物炭对土壤全氮（TN）、碱解氮（AN）、全磷（TP）、速效磷（AP）和全钾（TK）含量影响不大（除个别处理）。施用生物炭显著提高了土壤HA、可溶性腐殖质（HE）和HM含量。与CK处理相比，BC1、BC2和BC3处理土壤HA含量分别提高了39.68%—40.91%、30.91%—50.79%和34.55%—57.14%。BC1、BC2和BC3处理土壤HE含量较CK处理分别提高18.02%—29.74%、16.81%—30.48%和15.92%—24.91%。与CK处理相比，BC1、BC2和BC3处理土壤HM含量分别提高了48.39%—58.94%、13.57%—89.23%和82.36%—105.82%。施用生物炭4年后对土壤FA含量无显著影响，但施用生物炭8年后显著提高了土壤FA含量，BC1、BC2和BC3处理较CK处理分别提高了22.01%、30.19%和18.24%。在2016年，各施炭处理提高了土壤HA/HE和HA/FA，但降低了HE/HM，但在2020年，仅BC1处理显著提高了土壤HA/FA,BC3处理显著降低了HE/HM。通过冗余和相关分析表明，SOC、TK、AK、TP和AP与腐殖质组分含量存在显著的正相关关系；SOC和TK与土壤腐殖质的稳定性呈显著正相关关系，但土壤SOC、AK、TP和AP与土壤腐殖质的活性呈显著负相关关系。【结论】长期施用生物炭可改善土壤养分状况，主要表现在提高SOC和AK含量；长期施用生物炭可提高土壤腐殖质组分的含量，主要表现在提高土壤HA和HM含量，但对土壤腐殖质稳定性的影响会随时间推移被减弱；土壤养分含量与土壤腐殖质组分含量及稳定性存在显著正相关关系。

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