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[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 蔺玉红  马嘉伟  张雪艳  
为探究草炭、蚯蚓粪分别与生物炭混合后在不同茬口中基质特性变化和影响细菌群落结构、代谢变化的驱动因素,为生物炭在无土栽培方面的利用提供理论依据。以黄瓜为研究对象,设计草炭、草炭+生物炭、蚯蚓粪和蚯蚓粪+生物炭4个处理,连续两茬栽培黄瓜,利用单因素、多因素方差分析和冗余分析等方法,探究蚯蚓粪和草炭分别与生物炭混合后基质养分变化及细菌群落结构变化的作用机制。结果表明:1)秋茬中,相较蚯蚓粪和草炭,草炭+生物炭和蚯蚓粪+生物炭处理黄瓜单果质量显著增加。2)秋茬及春茬中,蚯蚓粪+生物炭处理容重较蚯蚓粪处理降低;相较草炭和蚯蚓粪,草炭+生物炭和蚯蚓粪+生物炭处理全氮、有机质含量增加。3)秋茬中,相较草炭,草炭+生物炭处理细菌群落多样性、丰富度和均匀度均增加;不同处理显著影响细菌群落代谢功能;不同基质和不同茬口对基质养分及细菌群落组成多样性存在显著互作效应。4)细菌门水平与基质环境因子间的冗余分析发现,基质中的有机质含量、全氮水平和容重情况是细菌群落结构和多样性变化的关键驱动因素。综上,将草炭和蚯蚓粪分别与生物炭混合可提升基质养分和增加草炭细菌群落丰度及多样性。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 夏思瑶  王冲  王新宇  薛瑞  刘萌丽  
为探究蚯蚓粪基质中添加菌根真菌和混合矿物对西瓜苗期生长的影响,于2018年10—11月在中国农业大学温室内进行盆栽试验,设置4个处理,分别为:CK(接种灭菌菌根真菌)、AM(接种菌根真菌)、KW(添加混合矿物并接种灭菌菌根真菌)、AM+KW(添加混合矿物并接种菌根真菌),42 d后采样测定基质养分含量、西瓜幼苗生物量、叶绿素含量以及根系生长指标。结果显示:在蚯蚓粪中添加混合矿物可以将基质容重降低42.18%,并显著提高基质的全氮、速效磷的含量(P<0.05),进而促进西瓜幼苗地下部的养分吸收,其中对Ca、Fe以及Mg的吸收量分别增加了60.97%、21.21%以及84.52%。同时接种菌根真菌和添加混合矿物可以显著增加西瓜幼苗的赤霉素含量(P<0.05),进而显著提高西瓜幼苗的地下部鲜重和根长(P<0.001)。综上所述,在蚯蚓粪中添加混合矿物及接种菌根真菌可以改善西瓜幼苗的根系生长和养分吸收,最终促进西瓜幼苗生长。
[期刊] 西南农业学报  [作者] 王昆艳  官会林  赵林艳  李双丽  魏富刚  杨绍周  宋洪川  孙世中  徐武美  
【目的】针对云南高原酸性红壤区的研究与应用基础薄弱,特别是针对三七连作土壤改良方面的研究与应用相对较少的情况,本研究以连作5年三七种植地为对象,研究生物炭对土壤理化性质、酶活性、细菌群落结构与三七幼苗存活率的影响,为三七连作地土壤改良与连作障碍消减提供试验依据。【方法】三七连作地生物炭施用量为1 kg/m~(2),以不施炭为对照(CK),共17组同地对照试验。对各试验小区土壤理化性质与酶活性进行了测定,利用高通量测序技术分析了细菌群落结构,并调查了三七幼苗存活率。【结果】施加生物炭后,三七连作土壤pH与有机质、铵态氮、有效磷含量显著提高(P0.05);此外,土壤多酚氧化酶、脲酶的活性显著提高(P0.05)。与对照相比较,施用1 kg/m~(2)的稻壳炭使土壤pH均值提高了1.23,有效磷、铵态氮与有机质含量均值分别提高了29.31 mg/kg、2.35 mg/kg与0.98%,脲酶与多酚氧化酶活性分别提高了0.09 mg/g和2.24 mg/g;高通量测序与生信分析表明,试验组与对照组微生物群落具有明显的分化特征,三七连作土壤细菌的优势菌群为Bacteroidetes,Proteobacteria和Firmicutes,在试验组中占比分别为29.97%、28.26%与19.97%,而在对照组中占比分别为31.61%、25.26%与20.16%。试验组三七幼苗存活率平均达62.46%,而对照组三七零星出苗后全部死亡。【结论】施加生物炭可有效改良三七连作土壤,对其连作障碍问题起到一定的消减作用。本研究为三七种植土壤改良与连作障碍消减提供了试验依据。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 张良英  王永熙  王小伟  魏钦平  张强  刘军  
【目的】探讨草炭对果园土壤理化性状及桃果实品质的影响。【方法】以4年生桃艳丰一号为试材,应用土壤局部改良法,研究了草炭与鸡粪配合(C1P0:鸡粪50 kg/株;C2P0:鸡粪100 kg/株;C1P1:鸡粪50 kg/株+草炭10 kg/株;C2P1:鸡粪100 kg/株+草炭10 kg/株;C1P2:鸡粪50 kg/株+草炭20 kg/株;CK:自制农家肥)施用对桃园土壤理化性状、桃树根系分布和桃果实品质的影响。【结果】鸡粪和草炭配合施用能显著降低桃园20~40 cm土层土壤容重、增大孔隙度,各处理影响顺序为C1P2>C2P1>C1P1>C2P0>C1P0;处理C1P2的土壤有效P、Fe、Z...
[期刊] 华北农学报  [作者] 梁海恬  何宗均  高贤彪  李峰  赵琳娜  杨军  田阳  
为研究菇渣、草炭和蛭石混合基质化处理产物对番茄苗期发育特性的影响,将菇渣经基质化处理后,与草炭、蛭石原料复配进行番茄基质育苗试验,菇渣基质化处理产物的添加比例分别为0,33%,50%,67%,于播种后25,45,65 d对番茄幼苗成活率及发育指标进行检测。统计分析表明,复配基质处理T1、T2和T5番茄幼苗的成活率均为100%,高于CK 3.3%,处理T3和T4的番茄幼苗成活率分别低于CK 23.4%和33.4%。对45 d番茄幼苗株高、茎粗和根系的发育指标进行比较,T3和T4各项指标均显著低于CK,也显著低于T1、T2和T5。但随着番茄幼苗发育至65 d,T3、T4根长指标显著高于CK,株高和...
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 韩光明  蓝家样  陈全求  张胜昔  李国荣  
中国人口众多,对基本农产品的需求也较高,相对来说可耕地面积并不充足,因而连作现象比较普遍。生物炭作为一种环境友好型土壤改良剂已被广泛用于农业障碍性土壤的改良,对农业土壤的质量产生了积极的影响。为考察施用生物炭对连作棉田土壤细菌群落结构和多样性的影响,通过16S高通量测序和生物信息学分析技术研究在不同生物炭处理(0,20,40t·hm~(-2))下,棉花连作(5,10,20,40a)土壤中细菌的群落结构多样性,并预测微生物的代谢功能。结果表明,在连作20a的棉田土壤中,20t·hm~(-2)和40t·hm~(-2)的生物炭施用量显著增加了细菌多样性。然而,与连作20a土壤相比,在连作40a棉田土壤中较高的生物炭施用量并没有显著改变细菌多样性和丰度。在代谢功能上,无论生物炭施用量和连作年限如何,最高细菌相对丰度(>0.09)为碳水化合物和氨基酸代谢,而最低细菌相对丰度(<0.01)为其他次生代谢产物的生物合成,有益于提高土壤肥力和作物生产力。因此,生物炭20t·hm~(-2)的施用量对连作40a以下棉田土壤中的细菌群落和代谢途径产生积极影响,对棉田土壤细菌群落结构、多样性和代谢功能具有重要意义。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 商丽荣  仝宗永  李振松  李硕  苗丽宏  何峰  万里强  李向林  
针对天然羊草草原退化打草场问题,采用单因素随机区组试验设计,共7个处理组,每个处理设置3个重复:对照组为不施肥处理组(CK);3个蚯蚓粪处理组分别为45(QYh)、30(QYm)和15 t/hm~2(QYl);3个菌渣处理组分别为45(JZh)、30(JZm)和15 t/hm~2(JZl)。结果表明:1)0~10 cm土层中QYh处理下的土壤pH和速效磷含量显著增加,JZh处理下速效钾含量较CK显著增加;10~20 cm土层中在QYh处理下速效氮、速效钾和全钾含量较CK显著增加,其余处理间土壤养分不显著;2)土壤脲酶活性各处理间变化不显著;蔗糖酶活性在QYm处理下较对照显著降低24.35%;在QYh和JZh处理的土壤中碱性磷酸酶活性较对照增加。3)表层土碱性磷酸酶活性与有机质呈显著正相关;10~20 cm土层中过氧化氢酶活性与土壤pH值呈极显著正相关,与速效钾呈显著正相关,与全钾呈极显著负相关;20~30 cm土层中脲酶活性与速效钾呈极显著负相关,蔗糖酶活性与速效氮含量呈显著正相关,碱性磷酸酶活性与速效钾呈极显著正相关,与pH呈显著正相关,过氧化氢酶活性与速效钾含量呈显著正相关。4)土壤酶活性随土壤剖面深度增加而降低。综上,蚯蚓粪和菌渣对羊草草原土壤养分和酶活性有积极影响,蚯蚓粪和菌渣高施肥量处理对土壤养分及酶活性影响较大。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 徐嘉宁   唐姗姗   罗弦   王楚侨   王晓莉  
【目的】探究生物炭替代草炭用于金盏菊栽培的可行性。【方法】采用盆栽试验,以草炭、珍珠岩和蛭石复配基质为对照(CK),设置5%(BS5)、10%(BS10)、15%(BS15)、20%(BS20)的生物炭等量替代草炭4个处理,分析金盏菊生长及观赏性状的变化及其与基质性质的相关关系。【结果】生物炭替代草炭后促进了金盏菊的生长,改善了其观赏性状,其中BS5~BS20处理的根系干质量和地上部干质量分别为对照的1.90~3.31倍和1.77~2.38倍,BS10~BS20处理的类胡萝卜素含量为对照的1.76~6.90倍;隶属函数分析表明,BS15处理金盏菊的生长和观赏性状最好。与对照相比,添加生物炭后复配基质的总孔隙度提高了4.14%~15.26%,速效磷和速效钾含量分别提高了39.33%~148.68%和335.07%~850.25%;蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性分别提高了12.86%~35.24%,14.85%~65.24%和18.95%~33.33%。冗余分析(RDA)结果表明,影响金盏菊生长和观赏性状的复配基质的主要理化性质因素分别是速效磷、体积质量和通气孔隙度,主要生物学性质因素是磷酸酶活性、脲酶活性、微生物生物量氮和真菌。【结论】5%~20%的生物炭替代草炭作为基质栽培金盏菊是可行的;生物炭通过改善复配基质的理化性质和生物学性质,促进了金盏菊的生长,观赏价值也得到了提升。
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 韩杰  杜立彪  张飞  陈温福  孟军  
为研究饲粮添加生物炭和木醋混合物(biochar including vinegar liquid,BIOV)对断奶仔猪生长、养分消化率和粪便有害气体排放的影响,将60头28d断奶、平均体重为(8.07±0.29)kg的"杜×长×大"仔猪随机分为5组,第1组为对照组,饲喂基础饲粮;第2组为抗生素组,在基础饲粮中添加0.05%土霉素;第3,4,5组分别在基础饲粮中添加1%、2%和3%的BIOV,试验期为21d。结果表明:抗生素组和2%BIOV组仔猪的ADG分别较对照组提高10.20%(p<0.05)和7.64%(p0.05)。但3...
[期刊] 西南农业学报  [作者] 周远平   罗文娇   周平   王琼   郭华春  
【目的】探究马铃薯茎叶还田对土壤理化性质和细菌群落结构的影响。【方法】基于土壤理化分析和Illumina高通量测序技术,对比分析马铃薯茎叶还田(处理组R)与不还田(处理组NR)土壤理化指标和细菌群落结构的差异。【结果】与处理CK相比,马铃薯茎叶还田提高了土壤pH值及有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,其中速效钾含量增幅最大,达42.36~141.53 mg/kg。马铃薯茎叶还田显著影响土壤细菌群落结构,在第45、90 天时,还田处理土壤中12个细菌类群丰度显著提高,且还田处理较不还田处理土壤细菌群落的物种多样性显著提高。各处理土壤细菌群落的种间互作关系主要发生在酸杆菌门、放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门,且马铃薯茎叶还田处理较不还田处理,土壤细菌群落种间互作强度显著提高。相关性分析表明,Latescibacterota、脱硫菌门(Desulfobacterota)与有效磷含量呈极显著负相关,与碱解氮、有机质含量呈显著正相关;粘球菌门(Myxococcota)、Bdellovibrionota、髌骨菌门(Patescibacteria)、肠杆菌门(Entotheonellaeota)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、硝化螺旋菌门(Nitrospirota)、变形菌门(Proteobacteria)与速效钾含量呈显著正相关。【结论】马铃薯茎叶还田处理可以提高土壤养分含量、显著提高土壤细菌群落的物种多样性及群落物种互作强度,土壤速效钾、有效磷、碱解氮及有机质含量等理化指标与土壤细菌群落物种组成存在显著的相关关系。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 侯建伟  邢存芳  邓晓梅  索全义  卢志宏  陈芬  余高  谭杰斌  
【目的】研究不同秸秆生物炭对黄壤物理、化学性质和生物活性影响的差异,并对添加不同生物炭的黄壤肥力进行综合评价,以期为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500℃炭化得到的生物炭为添加材料,以贵州省地带性黄壤为供试土壤,通过室内培养试验,以未添加生物炭处理为对照,分析比较添加量为1%,2%,4%的玉米、水稻和油菜秸秆生物炭处理黄壤体积质量、pH、养分含量和酶活性的变化,通过相关性分析和模糊数学原理计算不同生物炭处理黄壤的综合肥力水平。【结果】与对照相比,生物炭降低了0~10 cm土层土壤的体积质量,其中0~5 cm土层降幅较大(1.54%~8.46%)。添加生物炭使土壤pH明显增大,其中以添加4%油菜秸秆生物炭处理的pH最大,为7.33。土壤有机质、氮磷钾含量对生物炭类型及添加量的响应不同。与对照相比,不同生物炭处理有机质含量增加了146.80%~445.63%;添加4%油菜秸秆生物炭可以显著提高土壤的碱解N含量,较对照升高了31.23%;有效P、速效K和全N、全P、全K含量均随着生物炭添加量的增加而增大,增幅分别为28.04%~134.58%,19.76%~162.48%,13.85%~112.31%,6.25%~43.75%和10.53%~31.58%。与对照相比,添加生物炭可以显著降低土壤的过氧化氢酶活性,提高脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性。由土壤肥力综合指标值(IFI)可知,不同生物炭处理土壤的IFI值为46.09~59.55,均高于对照(IFI 40.11),且IFI随着生物炭添加量的增大而升高,油菜秸秆生物炭处理的土壤肥力水平优于玉米和水稻秸秆生物炭处理。【结论】生物炭对酸性黄壤的体积质量、pH、养分含量和酶活性均具有明显影响,且生物炭类型及其添加量对以上指标的影响存在明显差异。生物炭能明显提高黄壤肥力水平,其中添加4%油菜秸秆生物炭是提高酸性黄壤肥力水平的最优处理。
[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)  [作者] 王吉元  夏浩  李宇轩  王响玲  姜存仓  
为探究施用不同原料生物炭对酸性土壤改良及氮素矿化作用和硝化作用的影响,以酸性红壤为供试土壤,添加水稻秸秆、稻壳及木屑3种原料制备的生物炭,开展为期50 d的室内培养试验。设置空白对照(CK)、单施化学肥料(F)、水稻秸秆生物炭+化学肥料(B1)、稻壳生物炭+化学肥料(B2)、木屑生物炭+化学肥料(B3)共5个处理,测定土壤基础理化性质、酶活性及铵态氮与硝态氮含量,分析土壤性质与氮素转化之间的关系。结果表明:水稻秸秆生物炭对土壤pH提高效果高于木屑生物炭和稻壳生物炭,与CK和F处理相比,B1处理使土壤pH提高了0.10和0.64个单位,且B1处理土壤有机质、总氮、速效磷及速效钾含量也均显著高于其他处理。施用肥料(F)和生物炭(B1、B2、B3)显著提高了土壤氮素矿化速率和硝化速率,且不同原料生物炭处理之间存在显著差异。培养50 d后,B1、B2、B3处理平均氮素矿化速率相对于F处理分别降低了81.5%、87.6%和28.1%。与F处理相比,B1、B3处理能固持土壤硝态氮,并分别使硝化速率提高了12.0%和16.0%,而B2处理使硝化速率降低了18.5%。此外,不同生物炭处理的土壤碳氮转化相关酶活性也存在显著差异。不同原料生物炭对酸性红壤理化性质的影响不同,土壤性质的差异可对氮素转化产生影响,合理施用生物炭可固持土壤氮素,减少氮素损失。
[期刊] 华北农学报  [作者] 刘宇娟  谢迎新  董成  贺德先  马冬云  王晨阳  郭天财  
为了探讨生物炭施用对华北潮土农田土壤改良及小麦增产的效果,自2011年开始,在华北小麦-玉米轮作典型潮土农田通过设置0(BC0),2.25(BC2.25),6.75(BC6.75),11.25 t/hm2(BC11.25)4个秸秆生物炭处理的田间定位试验,系统研究了施用生物炭对小麦籽粒产量、土壤含水量及土壤理化性状的影响。结果表明,短期施用生物炭对小麦籽粒产量、生物量、土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均无显著性影响,连续施用生物炭9季后,与BCO相比,BC2.25、BC6.75、BC11.25处理小麦籽粒产量分别显著增加24.5%,8.8%,9.1%(P<0.05),小麦生物量分别显著增加18.8%,8.1%和6.1%。而且,随生物炭用量增加,土壤含水量和总孔隙度逐渐增加,容重逐渐降低,与对照相比,BC6.75和BC11.25处理土壤总孔隙度分别显著增加14.1%和26.0%(P<0.05),含水量增加34.4%和42.2%,容重降低10.7%和19.6%。此外,生物炭长期施用BC6.75和BC11.25处理土壤硝态氮、有机碳和全氮含量均显著高于其他处理,与对照相比,第9季BC6.75处理土壤耕层硝态氮含量显著增加128.7%,BC6.75和BC11.25处理有机碳含量分别显著增加127.9%和179.6%(P
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 苗微  孟军  兰宇  韩晓日  陈温福  
生物炭性质虽然稳定,却也并非一成不变,其理化性质会随着时间推移而发生缓慢变化,进而对其功能产生影响。为明确陈化对生物炭理化性质的影响,探明生物炭陈化机制。以稻壳生物炭为试验材料,利用PVC圆柱,在人工气候箱中通过25个周期冻融循环(30℃/10d,-25℃/10d)和淋溶模拟生物炭陈化过程,分析生物炭表观结构、元素组成、氧化程度、吸附能力、pH值、碳酸盐含量等理化性质变化。结果表明:陈化处理破坏稻壳生物炭的表观结构、增加表面孔隙且随处理周期延长破坏程度加剧。C元素含量和C/H比值在25个周期中没有显著变化
[期刊] 南京农业大学学报  [作者] 刘慧冉  谢昶琰  康亚龙  江尚焘  梅新兰  徐阳春  董彩霞  
[目的]本文旨在研究梨树枝条在不同温度下裂解所得生物炭的理化性质差异,确定适宜的制备生物炭温度范围,为梨树修剪枝条资源化利用提供新的途径。[方法]以粉碎梨树枝条为原料,在惰性气体包围下,在不同裂解温度(300~900℃)下制备生物炭,研究不同裂解温度对生物炭理化性质的影响。[结果]裂解温度由300℃上升到900℃,生物炭产率由61%显著降低到24%(P<0.05),生物炭中碳含量增加而氮含量显著降低,钾、钙、镁、硼、铁、铜等元素含量均先升高后保持稳定;阳离子交换量随温度的升高先显著下降后保持稳定。红外光谱分析表明随着裂解温度的升高,枝条内O—H和C—H键断裂,形成难降解的芳香烃类物质;扫描电镜分析表明生物炭孔隙度随着裂解温度升高而增加,温度越高,孔数量越多,比表面积越大,700℃下制备的生物炭比表面积相比300℃增加了50%;同时,比表面积及孔体积也随温度的升高而增加,吸附性增强。[结论]制备枝条生物炭时,将裂解温度设置为500~700℃时,元素含量相差不大,微孔和大孔数量基本达到最高水平,吸附性能达到最佳。
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