稻壳炭对棕壤环境和苹果幼树生理功能及生长势的影响

发布时间：2020-09-15 20:30

　　本试验于2015-2016年在山东农业大学园艺实验站17#棚内进行,供试棕壤取自山东省沂源县中庄镇15-20年生23处苹果园,以1年生盆栽“紫弘富士”苹果幼树为试材,研究不同生物炭施用量对老果园土壤环境的改良及苹果幼树生长发育的影响,旨在为建立应用稻壳生物炭改良果园土壤的技术体系提供科学依据。试验根据稻壳炭的施用量(干重比)设置了9个处理,分别为1%(T1)、2%(T2)、3%(T3)、4%(T4)、5%(T5)、6%(T6)、7%(T7)、8%(T8)、0(CK)。通过测定不同时期稻壳炭、棕壤的理化性状及苹果幼树生长发育水平,确定稻壳炭应用效果。主要研究结果如下:1、施用适量稻壳炭可改善棕壤理化性状及养分状况施用稻壳炭,可降低棕壤容重,增加孔隙度,稻壳炭施用量越大,棕壤容重越小,孔隙度越大,棕壤容重、孔隙度与稻壳炭施用量的拟合方程分别为y=-2.8063x+1.4004(R2=0.4396)、y=105.9x+47.155(R2=0.4396)。施用稻壳炭,可增加棕壤pH、阳离子交换量和水溶性Ca2+含量,随着稻壳炭施用量的增加,棕壤上述化学性状先升高后降低,棕壤pH、阳离子交换量与稻壳炭施用量的拟合方程分别为y=-212.7x2+21.583x+6.2751(R2=0.7299)及y=-3399.1x2+329.71x+18.696(R2=0.6871),在施用量为6%时pH最高,施用量为4%时阳离子交换量最大,在施用量为5%时水溶性Ca2+含量最高;施用稻壳炭还可以增加棕壤水溶性K+含量,稻壳炭施用量越大,棕壤水溶性K+含量越高,二者的拟合方程为y=289.58x+20.667(R2=0.6898)。施用稻壳炭,可增加棕壤总碳、有机碳和速效钾含量,稻壳炭施用量越大,棕壤总碳、有机碳和速效钾含量越高,棕壤总碳、有机碳和速效钾含量与稻壳炭施用量的拟合方程分别为y=27.93x+1.6487(R2=0.8069)、y=31.903x+1.0474(R2=0.9081)和y=1669.4x+248.59(R2=0.5451);施用稻壳炭还可以不同程度的增加棕壤速效磷和硝态氮含量,较低稻壳炭施用量(≤2%)对棕壤速效磷含量的提高效果最明显,较高稻壳炭施用量(≥6%)对棕壤硝态氮含量的提高效果最明显;施用适量稻壳炭后,棕壤碱解氮和交换性钙含量也得到不同程度的提高。2、施用适量稻壳炭可提高苹果幼树的生理功能施用适量稻壳炭,可以提高苹果幼树的根系活力、净光合速率、气孔导度和叶绿体色素组分含量,随着稻壳炭施用量的增加,上述苹果幼树生理指标先升高后降低,且均在4%的施用量时达到最大值,其中苹果幼树的根系活力、净光合速率与稻壳炭施用量的拟合方程分别为y=-6839.7x2+521.89x+12.175(r2=0.3794)、y=-1694.5x2+115.42x+12.768(r2=0.4525);施用适量稻壳炭后,还可以不同程度的提高苹果幼树叶片的蒸腾速率和光能转换效率,中低等稻壳炭施用水平(2%-6%)对苹果幼树叶片的蒸腾效率提高效果较好,中高等稻壳炭施用水平(3%-8%)对苹果幼树叶片的光能转换效率提高效果较好。施用适量稻壳炭,可以提高苹果幼树根系和叶片的抗氧化酶(sod、pod、cat)活性。随着稻壳炭施用量的增加,苹果幼树根系和叶片的sod活性、叶片的cat活性先升高后降低,在施用量为7%时苹果幼树根系和叶片的sod活性最大,施用量为5%时苹果幼树叶片的cat活性最大;中低稻壳炭施用量(2%-5%)可以显著增加苹果幼树根系和叶片的pod活性、根系的cat活性,其中苹果幼树根系和叶片的pod活性在4%的施用量时最大,苹果幼树根系的cat活性在4%和7%的施用量时最大。施用稻壳炭,可以提高苹果幼树的根系可溶性糖含量、根系可溶性蛋白含量、叶片磷素含量和叶片钾素含量,随着稻壳炭施用量的增加,苹果幼树根系的可溶性糖、可溶性蛋白含量和叶片的钾素含量先增加后减少,其中苹果幼树根系的可溶性糖含量和叶片的钾素含量在6%的施用量时最高、苹果幼树根系的可溶性蛋白含量在4%的施用量时最高,苹果幼树叶片的磷素含量在8%的施用量时最高;施用适量稻壳炭后,苹果幼树根系的淀粉含量和叶片氮素含量也得到不同程度的提高,低稻壳炭施用量(≤2%)可以显著增加苹果幼树根系淀粉含量,在施用量为1%时苹果幼树根系的淀粉含量最高,在施用量为3%时苹果幼树叶片氮素含量最高。综合分析苹果幼树的各个生理生化及营养指标后发现,4%稻壳炭施用量下苹果幼树生理功能较强。3、施用适量稻壳炭可提高苹果幼树的生物量施用稻壳炭,可增加苹果幼树的根尖数,中等稻壳炭施用水平(3%-6%)下,苹果幼树的根尖数量显著高于ck,当施用量为6%时,苹果幼树的根尖数最多。施用适量稻壳炭后,可以提高苹果幼树的根系总长度、根系表面积、根系干鲜重、新梢总长度、枝干干鲜重、叶片百叶重、叶片比叶重、叶片表面积、叶片干鲜重等生物量指标,随着稻壳炭施用量的增加,上述生物量指标总体呈现先增加后降低的趋势,其中4%稻壳炭施用量的根系总长度、根系干鲜重、新梢总长度、枝干干鲜重、叶片百叶重、叶片表面积、叶片干鲜重最大,3%稻壳炭施用量的根表面积最大,2%稻壳炭施用量的叶片比叶重最大;施用适量稻壳炭后,还可以不同程度的提高苹果幼树的根系体积,当施用量为8%时,苹果幼树的根系体积最大,显著高于CK。综合分析苹果幼树的叶片、枝干、根系等生物量指标后发现,4%的稻壳炭施用量最能提高苹果幼树的生物量。综上所述,棕壤中施入4%的稻壳炭苹果幼树生长最佳,折合≈9.00kg/m2,建议地表撒施结合深翻。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S661.1
【部分图文】：

响应曲线,棕壤,稻壳炭,施用量

逐渐降低（A），棕壤孔隙度逐渐增加（B），并在施用量为 6%时与 C平。由图 1 可知，稻壳炭施用量和棕壤容重的拟合方程为一元一次方y=-2.8063x+1.4004（R2=0.4396），稻壳炭施用量和棕壤孔隙度的拟合方程（D），方程为 y=105.9x+47.155（R2=0.4396）。

响应曲线,棕壤,稻壳炭,阳离子交换量

炭可以显著增加棕壤阳离子交换量。如图 2(B)所示，随着稻壳炭施用量的子交换量的增加量表现为先增加后减小，在 4%的施用量时达到最大值， 43.35%。由图 2（D）可知，稻壳炭施用量和棕壤阳离子交换量的拟合方程，方程为 y=-3399.1x2+329.71x+18.696（R2=0.6871）。AB

响应曲线,稻壳炭,棕壤,施用量

壤水溶性钾离子含量对不同稻壳炭施用量的响n soil water-soluble K+content in different rice h对棕壤碳组分的影响中总碳和有机碳含量。如表 5 所示，随之增加，但低施用量增加不显著碳含量与 CK 开始呈现差异显著，图 4 可知，稻壳炭施用量和棕壤总

【参考文献】