不同水氮条件下生物炭对设施土壤性状及作物生长影响研究

发布时间：2017-07-01 00:04

  本文关键词：不同水氮条件下生物炭对设施土壤性状及作物生长影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国北方设施农田有机肥施用结构单一及大水大肥的集约化生产模式导致水肥利用率低、土壤碳氮失衡、环境质量下降、生产效益降低等诸多问题。本文基于天津市武清区设施农田,通过盆栽试验探究最佳生物炭施用水平。田间试验采用传统水氮和优化水氮两种条件来探究不同水平生物炭施用对设施土壤性状及作物生长的影响,进一步开展优化水氮下不同水平生物炭与有机肥结合研究最佳水碳氮管理技术模式。最后,通过夏季填闲糯玉米种植与生物炭施用相结合来研究玉米养分吸收及阻控土壤积累氮磷下移,以探究土壤环境风险降低机制。研究结果如下:不同水平生物炭结合两种水肥管理模式对土壤物理性状影响存在不同差异。蚯蚓粪施用与优化水氮配施生物炭处理对容重有一定降低效果,随生物炭施用量增加,容重呈降低趋势。施加0.5%~2%浓度生物炭对改善土壤团粒结构明显。施加0.5%~4%浓度的生物炭有利于提高土壤田间持水量和地温,但生物炭施用水平达到8%时,田间持水量和地温降低。传统水氮配施生物炭对田间持水量提高作用好于优化水肥配施生物炭处理,蚯蚓粪配施生物炭的田间持水量要好于鸡粪配施生物炭。不同水平生物炭结合两种水肥管理模式对土壤化学、生物性状影响明显。随生物炭施用水平提高,土壤有机质和土壤DOC含量呈上升趋势,鸡粪配施生物炭的管理模式对提高土壤有机质含量好于蚯蚓粪配施生物炭,尤以鸡粪配施4%浓度生物炭处理最佳,但当生物炭浓度高于2%,土壤DOC变化不稳定,需要进一步研究。优化水氮结合鸡粪配施0.5%~4%浓度的生物炭可以调节设施农田C/N,使之维持适宜作物生长的水平。优化水氮配施生物炭可以降低硝态氮的淋洗。在作物生长后期,0.5%浓度的生物炭对提高表层土壤硝态氮含量效果最佳。4%浓度生物炭可以降低土壤表层有效磷含量,有助于降低磷的环境风险。生物炭可以提高土壤阳离子交换量,8%和0.5%的施碳量效果最好,但两种水氮条件没有差异;生物炭施加量与土壤纤维素酶活性、土壤微生物量碳呈正相关,但4%浓度的生物炭量出现异常情况,需要进一步研究。生物炭有利于提高土壤脲酶活性,脲酶活性的高低主要受土壤中氮素含量的影响。不同水平生物炭结合水肥管理模式对作物生长、产量及品质影响明显。优化水氮结合鸡粪配施0.5%~2%浓度的生物炭设施黄瓜初期长势较好,中后期长势与蚯蚓粪配施0.5%~2%浓度生物炭处理相当,4%~8%浓度生物炭对黄瓜生长起到了抑制作用。2%浓度的生物炭对糯玉米前期生长效果最佳,0.5%~4%浓度的生物炭对糯玉米中后期生长有益。0.5%~2%浓度生物炭有利于提高番茄产量及生物量,同时,施加0.5%~2%浓度生物炭可以改善黄瓜与番茄品质。鸡粪配施生物炭对产量的提高效果要优于蚯蚓粪配施生物炭。2%~4%浓度生物炭对糯玉米无论是总鲜生物量或是总干生物量均表现出一定的优势。通过对生物炭定位一年半的试验表明,优化水氮条件下鸡粪与0.5%~2%浓度生物炭配合+夏季填闲糯玉米种植,这种管理模式有利于提高作物产量、改善蔬菜品质、降低氮磷环境风险与提升设施土壤质量,是保障设施农业可持续发展的良好途径。
【关键词】：传统水氮与优化水氮 设施农田 土壤性状 作物产量与品质 环境效应
【学位授予单位】：天津农学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141
【目录】：

• 中文摘要9-11
• 英文摘要11-13
• 第一章 前言13-19
• 1.1 研究的目的和意义13
• 1.2 研究现状13-18
• 1.2.1 我国设施农田土肥水研究现状13-15
• 1.2.2 生物炭在农业领域应用研究15-18
• 1.3 研究问题的提出18-19
• 第二章 研究内容与方法19-22
• 2.1 研究内容19-20
• 2.2 技术路线20
• 2.3 测试方法20-22
• 第三章 设施农田环境生物炭对盆栽番茄土壤与生长性状影响研究22-34
• 3.1 研究区概况22
• 3.2 材料与方法22-23
• 3.3 结果与分析23-32
• 3.3.1 生物炭对设施盆栽土壤理化性状的影响23-28
• 3.3.2 生物炭对设施盆栽番茄生长及产量、品质的影响28-32
• 3.4 讨论与小结32-34
• 第四章 不同水氮条件下生物炭对设施土壤及作物生长性状影响研究34-54
• 4.1 研究区概况34
• 4.2 材料与方法34-35
• 4.3 结果与分析35-52
• 4.3.1 不同水氮条件生物炭对设施土壤理化性状的影响35-48
• 4.3.2 不同水氮条件生物炭对设施番茄生长与产量、品质的影响48-52
• 4.4 讨论与小结52-54
• 第五章 优化水氮下生物炭与有机肥配合对设施土壤及作物生长影响研究54-72
• 5.1 材料与方法54-55
• 5.2 结果与分析55-70
• 5.2.1 优化水氮下生物炭与有机肥配合对设施土壤理化性状的影响55-65
• 5.2.2 优化水氮下生物炭与有机肥配合对设施黄瓜生长与产量、品质的影响65-70
• 5.3 讨论与小结70-72
• 第六章 生物炭对夏季填闲糯玉米生长及设施土壤氮磷环境效应影响研究72-84
• 6.1 材料与方法72
• 6.2 结果与分析72-82
• 6.2.1 生物炭对设施夏季填闲糯玉米生长的影响72-73
• 6.2.2 生物炭对设施夏季填闲糯玉米各部位生物量的影响73-75
• 6.2.3 生物炭对设施夏季填闲糯玉米养分吸收的影响75-77
• 6.2.4 生物炭对设施夏季填闲糯玉米种植土壤氮磷环境效应的影响77-82
• 6.3 讨论与小结82-84
• 第七章 全文结论和研究展望84-87
• 7.1 全文结论84-85
• 7.2 论文研究创新点85
• 7.3 研究展望85-87
• 参考文献87-92
• 致谢92-93
• 附录93-100
• 攻读学位期间发表的论文及著作100

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