果皮及其生物炭对沙土和黄土生化性质、温室气体排放和植被生长的影响

发布时间：2020-06-01 18:38

【摘要】：在过去几十年中,全球气候变暖已成为一个重要问题。果皮经常通过填埋,露天焚烧和堆肥方式进行处理。由于填埋导致温室气体排放(CO_2,CH_4和N_2O),露天焚烧产生各种有毒化合物,堆肥过程也会导致空气质量差各种环境问题产生,使得果皮处理越来越不合理。因此,我们对比研究了果皮及其生物炭添加对黄土土壤温室气体(GHG)排放及土壤生化特性的影响。在培养和盆栽试验中,选择香蕉皮和橘子皮以和奶茶残渣及其生物炭和化肥的共同施用应用于对小麦生长,谷粒产量和根系性状的研究。研究的主要结果和结论如下:1.在此研究中,研究了向土壤中添加橘子皮及其生物炭培养90天,对土壤温室气体排放(GHG),土壤生化特性及土壤酶活性的影响。本实验共有五种不同添加水平的处理:无添加对照(CK),橘子皮1%(W1),橘子皮2%(W2),橘子皮生物炭1%(B1)和橘子皮生物炭2%(B2)。结果表明,与对照相比,B2、B1、W2和W1的N_2O累积排放量分别减少了59.2%,45.2%,20.6%和10.2%;W1、W2、B2和B2的CH_4累积排放量增加81.7%,84.4%,75.8%和74.9%。与橘子皮处理相比,B1和B2的CO_2累积排放量分别减少29.3%和43.5%。添加生物炭的处理随着培养时间的增加,土壤pH值,SOC,硝态氮(NO_3~--N)和酶活性(脲酶和过氧化氢酶)显着增加,而铵态氮(NH_4~+-N)和转化酶活性未随着时间的推移而出现这一趋势。2.在此研究中,我们比较了研究了香蕉皮及其生物炭的添加对培养90天的土壤温室气体排放,土壤酶活性和土壤化学性质的影响。本实验共有五种不同添加水平的处理:无添加对照,香蕉皮1%(P1),香蕉皮2%(P2),香蕉皮生物炭1%(B1)和香蕉皮生物炭2%(B2)。结果表明,与对照相比生物炭添加显着降低了N_2O累积排放量(37.1%-54.8%),而香蕉皮添加未显着降低(1.3%-5.3%)N_2O累积排放量。随着生物炭施用量的增加,土壤铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)含量逐渐降低。与香蕉皮添加相比,B1和B2的CO_2累积排放量分别下降20.0%和24.0%。添加果皮的处理中CH_4累积排放量高于添加生物炭处理。生物炭添加显著增加土壤酶(脲酶,转化酶和碱性磷酸酶)活性。相反,香蕉皮的添加增加了土壤铵态氮,土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN),β-葡萄糖苷酶和脲酶活性。3.在此研究中,我们研究了果皮和奶茶残渣及其生物炭对小麦生长,产量,根系性状,土壤酶活性和营养状况的影响。本实验共有8个处理:无添加(CK),化肥(CF),香蕉皮生物炭1%(BB1+CF),香蕉皮生物炭2%(BB2+CF),橘子皮生物炭1%(OB1+CF),橘子皮生物炭2%(OB2+CF),奶茶残渣生物炭1%(TB1+CF)和奶茶残渣生物炭2%(TB2+CF)。结果表明,与其他处理相比,TB2+CF处理的叶绿素值,株高,籽粒产量和茎秆和根的干重均显著增加。同样对于TB2+CF处理,籽粒,茎秆和根中的营养成分含量较高:N(61.3,23.3和7.6 g kg~(-1)),P(9.2,10.4和8.3 g kg~(-1))和K(9.1,34.8和4.4 g kg~(-1))。与CK相比,TB2+CF处理的总根长(41.1%),表面积(56.5%),根体积(54.2%)和直径(78.4%)最大,其次是BB2+CF,OB2+CF,TB1+CF,BB1+CF,OB1+CF和CF。然而,与TB+CF修正相比,BB+CF和OB+CF处理增加了β-葡萄糖苷酶和脱氢酶,但脲酶活性并未增加,而所有酶活性随着生物炭添加量的增加而降低。4.本研究的目的是评估奶茶残渣(TW)添加物与化学肥料(F)的应用对于沙质土壤和小麦生长的生化特性改善。处理包括:对照(T1),化学肥料(T2),TW 2.5%+F(T3),TW 5%+F(T4)和TW 10%+F(T5)。奶茶残渣(TW)和化肥的配施,改善了沙土和小麦生长的生化特性。结果表明,所有处理均显着提高了叶绿素(a和b)和类胡萝卜素的含量,以及茎秆和根干生物量以及叶面积指数(LAI)。然而,在所有处理中T4处理的根系长度,根表面积,根体积和直径最高。与对照相比,T4处理的N,P和K含量的较高,茎秆吸收量分别增加了68.9%,58.3%和57.1%,根系分别增加了65.7%,34.3%和47.4%。与对照相比,T5处理显着降低了土壤pH值,提高了土壤酶活性,如脲酶(95.2%),β-葡萄糖苷酶(81.6%)和脱氢酶(97.2%),其次是T4,T3和T2。我们建议在野外条件下,研究香蕉和橘子皮生物炭,对于减少温室气体排放,减少环境和经济问题的影响。鼓励利用田间试验评估奶茶残渣及其生物炭与化学肥料共同施用对植物生长,土壤生化特性的改善,并为农民带来经济效益。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S153;S154.4
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本文编号：2691903