科研产出
生物质炭调控药用植物连作障碍的研究进展
《福建农业学报 》 2024 CSCD
摘要：我国是中药材种植大国，但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在，造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等，严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的一个关键措施。生物质炭一般呈碱性，是一种良好的土壤改良剂，能够增加土壤养分、改良酸化土壤、提升植物品质，近年来得到广泛关注与应用，因此利用生物质炭作为调理剂来缓解中药材连作障碍具有一定潜力。本文针对我国中药材连作障碍的可能成因及潜在危害，分析生物质炭在解决药用植物连作造成的土壤理化性质改变、土壤微生物区系改变、化感自毒危害等问题上的作用，并对生物质炭在药用植物生产上的应用潜力进行展望。
关键词： 连作障碍 药用植物 生物质炭 土壤理化性质 化感自毒作用
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不同生物炭对赣南稀土尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响
《江西农业学报 》 2023
摘要：为探讨不同生物炭对尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响,以赣南稀土尾矿地为研究对象,设置了玉米秸秆、玉米芯、水稻秸秆、稻壳、芦苇秸秆、椰壳、杏壳、核桃壳、竹子及木屑生物炭10种处理,对土壤有机碳矿化及生物炭特征参数进行了研究.结果表明:(1)低有机质(4.07 g/kg)土壤条件下,生物炭的施用促进了土壤有机碳矿化,在培养的第15天后土壤有机碳的矿化速率基本稳定,其中木屑生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最强,为CK的3倍,以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,较CK无显著差异.(2)二项式拟合曲线结果表明,生物炭pH值、C含量及N含量与土壤有机碳累计矿化量的拟合值R2分别为0.7417、0.4524和0.6148.(3)通过对木屑和玉米芯生物炭的红外光谱及比表面积、孔径分析可知,玉米芯生物炭较木屑生物炭具有更加丰富的有机官能团和较大的BET比表面积、孔径和总孔体积.综上所述,外源生物炭的添加促进了赣南稀土尾矿地土壤有机碳的矿化,其中以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,且生物炭适宜的特征参数在减弱土壤有机碳矿化方面具有良好的潜力.
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红壤区施用稻草源生物炭对烟叶钾含量的影响
《热带作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：在红壤区,土壤钾素缺乏严重限制了烟草的需钾能力和品质提升。本研究以稻草源的生物炭为切入点,分别在水稻土和旱地红壤上设不施钾肥(CK)、化学钾肥(FK)、60%化学钾肥配施40%的稻草钾肥(60%FK+40%SK)、60%化学钾肥配施40%的生物炭钾肥(60%FK+40%BK)等4个处理,分析烤烟产量和烟叶钾素含量以及土壤速效钾含量。结果表明,与CK和FK相比,60%FK+40%SK和60%FK+40%BK处理可以显著提高烟叶产量和烟叶钾含量,且水稻土明显高于旱地红壤。在所有处理中,均呈现出60%FK+40%BK处理的增幅最高。与CK相比,水稻土上60%FK+40%BK、60%FK+40%SK和FK处理的土壤速效钾含量分别增加了48.43%、40.88%和11.95%,旱地红壤上的增幅分别为29.63%、22.96%和20.00%。进一步分析表明,土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈显著的正相关关系(p<0.05)。通过拟合方程发现,盆栽试验条件下,水稻土和旱地红壤的速效钾含量增加10mg/kg,烟叶钾含量可以增加0.12%,但还有待进一步验证。因此,在红壤地区,施用稻草源的生物炭可以替代40%的化学钾肥,且可以保证烟叶产量和提高烟叶钾含量。
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不同改良剂材料对双季稻田砷污染阻控的影响
《生态与农村环境学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：探讨比表面积大、孔隙多和吸附性强的生物黑炭和生物源石灰(牡蛎壳粉)配施对酸性水稻土砷(As)污染的阻控效果,从而为该区域土壤的As污染治理提供技术参考。通过盆栽试验,比较不同有机肥(猪粪和生物黑炭)与石灰(矿物源石灰和牡蛎壳粉)配施对As污染水稻土[w(As)为40 mg·kg-1]的阻控效果,分析了土壤有效As含量,水稻秸秆、籽粒和大米中As含量的变化,并探讨了土壤有效As含量与水稻As吸收的量化关系。结果表明:与CK处理相比,猪粪配施矿物源石灰及牡蛎壳粉条件下土壤w(有效As)降低29.1%~57.0%,生物黑炭配施矿物源石灰及生物石灰条件下土壤w(有效As)下降35.1%~65.9%;而土壤w(有效As)的降低进一步阻控了水稻秸秆、籽粒和大米中As累积。其中,生物黑炭配施牡蛎壳粉处理的效果最好,其秸秆、籽粒和大米中w(As)分别降低67.6%~68.5%、66.6%~67.8%和76.0%~76.9%。进一步分析发现,土壤有效As含量与水稻As吸收量可以用指数方程较好地拟合(R2>0.75,P<0.01)。因此,对于酸性水稻土,生物黑炭和牡蛎壳粉可以通过降低土壤有效As来快速阻控水稻秸秆、籽粒和大米对As的吸收,但当土壤w(有效As)小于30 mg·kg-1时,施用改良剂降低土壤As含量的效果不明显。
关键词： 水稻土 土壤As污染 生物黑炭 牡蛎壳 土壤有效As
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Meta分析生物质炭对中国主粮作物痕量温室气体排放的影响
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文采用Meta分析方法定量分析生物质炭输入对中国主粮作物痕量温室气体的影响,研究可为农田痕量温室气体减排提供有效的途径。结果表明相对于不施加生物质炭,生物质炭输入对甲烷吸收/排放并无显著影响,而甲烷排放在不同耕作和施氮情况下发生显著变化。旋耕和不施氮情况下施加生物质炭分别显著提高稻田甲烷排放达30%和46%,而在翻耕和施氮的情况下施加生物质炭可减少稻田甲烷排放达9%和10%。生物质炭输入分别可显著减少主粮作物氧化亚氮、全球增温潜势(global warming potential,GWP)及温室气体排放强度(greenhouse gas intensity,GHGI)达41%、18%及25%。不同土地利用类型、耕作类型、生物质炭施用量及生物质炭类型均可显著影响农田氧化亚氮、GWP和GWPI。合理的管理主粮作物生物质输入可为减少温室气体排放做出贡献,建议生物质炭与施氮和翻耕2种农作措施相结合,施加小于10 t/hm~2及碳氮比(C/N)低于80的生物质炭,以利于主粮作物综合温室效应的减排。
关键词： 温室气体 甲烷 氮 生物质炭 Meta分析 全球增温潜势
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土壤重金属钝化材料生物炭的研究进展
《环境污染与防治 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：原位钝化法作为一种快速有效的土壤重金属污染治理方法得到了广泛的应用。生物炭是由生物质在缺氧环境下热解而成的一种含碳材料,具有精细的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面官能团,能够有效地钝化土壤中的重金属,降低其生物有效性,是一种应用前景广阔的钝化材料。综述了影响生物炭对土壤重金属钝化效果的主要因素、钝化机制以及生物炭的改性方法。寻找钝化持效性好的生物炭材料,深化研究生物炭与不同形态重金属的作用机制,有利于更好地将生物炭钝化材料应用于重金属污染土壤的修复。
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生物黑炭和氮肥耦合提升红壤地力的效果
《江苏农业科学 》 2016 北大核心
摘要：以江西省典型红壤旱地为对象,采用生物黑炭(用量0、6、12、24、48 t/hm2)与氮肥(用量90、120、150 kg/hm2)配施的方法来研究其对典型旱地红壤基础地力的提升效果。结果表明:旱地红壤的容重不同程度降低,0~15 cm土层以C5N3处理降幅最高,达14.90%,与对照相比降幅增加11.01百分点,且随着生物黑炭用量的增加,容重大致上逐渐减小;总孔隙度不同程度提高,0~15 cm土层C5N3处理的总孔隙度比处理前提高了9.32百分点,显著高于其余处理(P<0.05);土壤养分有机碳、总氮含量均有不同程度提高,0~15 cm土层有机碳含量以C4N2处理提高最多,与对照相比变化量提高了50.06百分点,总氮含量以C4N3处理最好,全氮含量相对变化量比对照提高了40.38百分点;油菜产量与对照相比提高2.90%~49.26%,其中C4N3处理产量最高,比CK高680.94 kg/hm2,显著高于其余处理(P<0.05)。
关键词： 生物黑炭 氮肥 耦合 红壤旱地 物理结构 土壤养分 油菜产量
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生物黑炭用量对赣东北双季稻生长和产量的影响
《中国稻米 》 2015
摘要：生物黑炭具有较好的改良土壤和固碳减排作用。为合理评价生物质炭施用对双季稻生产力的影响,于2013年在江西省鹰潭市设置了4个生物黑炭用量的田间试验,分别为对照(不施黑炭)、BC20(20 t/hm2黑炭)、BC30(30 t/hm2黑炭)、BC40(40 t/hm2黑炭),并分析测定了早晚稻的干物质积累、叶面积指数、根系伤流液和籽粒产量变化。结果表明:施用黑炭显著提高了水稻籽粒产量、干物质积累、叶面积指数和根系伤流量。在20~40 t/hm2黑炭用量下,早稻和晚稻产量分别比对照增加6.8%~15.3%和1.5%~16.7%,全生育期总的干物质增加了8.1%~23.5%和15.3%~22.7%,齐穗期的叶面积指数增加了47.9%~91.6%和7.6%~23.3%,单茎伤流液增幅分别为15.1%~47.2%和21.2%~65.4%,且产量和生长指标均表现出随黑炭用量增加而逐渐增加的趋势。这说明,在双季稻区,施用生物黑炭可以促进水稻生长和增加早晚稻的籽粒产量。
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秸秆、木质素及其生物炭对潮土 CO_2释放及有机碳含量的影响
《农业环境科学学报 》 2015 CSCD
摘要：研究添加秸秆、木质素及其生物炭后潮土 CO_2释放特征及土壤有机碳含量变化,为合理利用有机物料提供科学依据。采用室内模拟试验,等碳量(1%秸秆/土壤质量比)施入4种物料(秸秆、木质素及其裂解的两种生物炭),分析不同处理土壤 CO_2释放速率、累积释放量和有机碳、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)及微生物量碳(MBC)含量的变化与相关性。结果发现,土壤中添加不同物料对土壤CO_2释放和有机碳含量有显著影响,秸秆和木质素能提高土壤CO_2释放速率、累积释放量及有机碳矿化强度,均达到极显著差异,但两种生物炭处理与对照相比没有显著差异。在培养前期(30 d),不同物料均显著提高了土壤有机碳含量;但培养一年后,仅两种生物炭处理土壤有机碳含量较高,秸秆及木质素与对照相比没有显著差异。秸秆和木质素能显著增加 DOC、ROC 和 MBC 等土壤活性有机碳含量,而两种生物炭与对照相比没有明显差异;土壤 DOC、ROC(167 mmol·L~(-1) KMnO_4)、ROC(33 mmol·L~(-1) KMnO_4)和MBC直接影响CO_2累积释放量,ROC(333 mmol·L~(-1) KMnO_4)对CO_2累积释放量具有较强的间接作用。相对于秸秆和木质素而言,生物炭增加土壤有机碳含量,而没有增加CO_2释放量,因此生物炭农用在固碳减排方面更具有积极意义。
秸秆、木质素及其生物炭对潮土CO2释放及有机碳含量的影响
《农业环境科学学报 》 2015 CSCD
摘要：研究添加秸秆、木质素及其生物炭后潮土CO2释放特征及土壤有机碳含量变化，为合理利用有机物料提供科学依据。采用室内模拟试验，等碳量（1%秸秆/土壤质量比）施入4种物料（秸秆、木质素及其裂解的两种生物炭），分析不同处理土壤CO2释放速率、累积释放量和有机碳、水溶性有机碳（DOC）、易氧化有机碳（ROC）及微生物量碳（MBC）含量的变化与相关性。结果发现，土壤中添加不同物料对土壤CO2释放和有机碳含量有显著影响，秸秆和木质素能提高土壤CO2释放速率、累积释放量及有机碳矿化强度，均达到极显著差异，但两种生物炭处理与对照相比没有显著差异。在培养前期（30d），不同物料均显著提高了土壤有机碳含量；但培养...
