竹炭与有机肥混施对火龙果产量和品质影响及其改土作用
发布时间：2021-03-26 16:22
以元谋红心火龙果地为研究对象,设置3个水平有机肥施肥量,分别为低(22.5 t·hm-2,L)、中(45 t·hm-2,M)、高(90 t·hm-2,H),有机肥中竹炭添加量分别为0%（Y0）、3%（Y3）、6%（Y6）,采用完全随机组合设计,分析竹炭与有机肥混施对红心火龙果地土壤性质及其产量和品质的影响,以期为生物炭和有机肥的混施在元谋地区农业生产和红心火龙果高效生产中的应用提供参考依据。结果表明,竹炭与有机肥混施后0—20 cm土壤中养分含量比单施有机肥显著提高;竹炭与有机肥混施提高了土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,降低了脲酶活性;土壤性质与酶活性之间存在显著或极显著正相关关系。单施高量有机肥量比低量有机肥量红心火龙果增产24.98%;竹炭与有机肥混施显著增加了红心火龙果总产量,与Y6H处理相比,Y6M、Y6L处理分别增产9.94%、29.82%,且混施增加了红心火龙果中维生素C和花青素含量,而对可溶性蛋白含量影响不显著。在本试验条件下,22.5 t·hm-2或45 t·hm-2
【文章来源】：生态环境学报. 2019,28(11)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
竹炭与有机肥混施对红心火龙果总产量的影响
图2显示，竹炭与有机肥混施可提高红心火龙果的产量，6%竹炭与高施有机肥反而会减产。7、8月为火龙果盛产季，对7、8月各处理下红心火龙果产量进行分析，由图2可知，在Y3M、Y3L、Y6L处理条件下，7月火龙果增产效果更佳。7月除Y0L处理外，Y6H处理产量低于Y6M处理，说明添加6%竹炭与有机肥混施，中等施肥量比高施肥量增产效果更好，到8月Y6H减产效应更明显。8月Y3H处理产量最高，Y0H处理次之，这可能与有机肥肥效持久有关，高施有机肥会影响火龙果后期的生长。比较7月和8月产量，3%竹炭与有机肥混施比添加6%竹炭火龙果产量更加稳定。2.6 竹炭对火龙果品质的影响
生物炭被认为是良好的土壤改良剂和缓释肥料载体，被广泛用于改良土壤并促进农作物的生长。施用生物炭可改变土壤的理化性质，从而影响土壤肥力状况（李传宝等，2018）。火龙果属于浅根系植物，其根系主要在距地表20 cm以内，添加竹炭后，下层土壤有机质、氮、磷、全钾含量累积较少，说明添加竹炭对有机肥具有持留的效果，更有利于根系对N、P、K的吸收。生物炭与化肥、有机肥三者混施可促进春玉米对土壤养分的吸收，提高产量（彭辉辉等，2015）；生物炭与氮肥配施，能提高土壤氮素含量，当增施生物炭同时减少15%化肥氮时仍能提高烤烟对氮素的利用（葛少华等，2018）。本研究也表明，45 t·hm-2或22.5 t·hm-2的施肥量与竹炭混施提高了表层土壤养分含量，且22.5 t·hm-2有机肥中添加6%竹炭使得红心火龙果产量最高，减少了有机肥的施用，从而使土壤理化性质得到了较大改善。生物炭与有机肥的混施促进植物的生长是由于有机肥能为植物生长提供更可持续的氮和磷（Schulz et al.,2012），生物炭本身碳质量分数高（孔丝纺等，2015；张功臣等，2018），生物炭添加到土壤中可使碳固存而稳定（Haefelea et al.,2011；林珈羽等，2015），同样，低施肥量与高比例竹炭混施更有利于土壤TN含量的保持，因此更利于土壤中作物对NH4+-N的吸收（Nguyen et al.,2017），减少淋溶，为火龙果后期的生长提供所需养分。土壤酶活性的提高有利于土壤培肥增产。脲酶反映土壤的供氮能力，过氧化氢酶活性的高低反映土壤微生物氧化过程的强弱（张志龙等，2019），蔗糖酶表征土壤分解利用能量的效率，有研究表明生物炭与有机肥混施能显著提高土壤酶活性（张毅博等，2018），而本研究中，竹炭与低量有机肥混施反而抑制了土壤脲酶活性，这可能是因为竹炭对土壤脲酶活性的抑制作用强于有机肥的增加作用。土壤过氧化氢酶活性差异不大，这可能受培养时间或有机肥量的影响（周震峰等，2015）。竹炭的比表面积高达300 m2·g-1以上（邵千钧等，2002），土壤酶主要集中在微团聚体中，竹炭的添加改善了土壤酶环境的通气性，促进有机质的分解，因而土壤养分之间存在一定的相关性。Yu et al.(2018）研究表明，生物炭与氮肥的联合施用能增加大豆根际的微生物生物量，受土壤pH值的影响而不改变微生物群落结构，土壤微生物群落结构的变化会影响土壤酶活性变化（Li et al.,2019），土壤酶活性发生变化则微生物环境也会发生改变，而生物炭和有机肥的混施改善了土壤酶活性（表4），说明生物炭与有机肥的施用影响了土壤微生物群落结构。因此，后续的研究需要进一步解析生物炭、有机肥、酶活性和土壤微生物群落结构之间的内在机理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质炭对小麦根区土壤养分和微生物特征的影响[J]. 郑子乔,祝经伦. 水土保持研究. 2019(03)
[2]生物质炭对黄瓜连作土壤中微生物量碳氮及酶活性的影响[J]. 张志龙,陈效民,曲成闯,陈粲,张俊,黄春燕,刘云梅. 生态学杂志. 2019(05)
[3]生物质炭对土壤养分及设施蔬菜产量与品质的影响[J]. 李丽,王雪艳,田彦芳,王耀生,李贵桐,林启美,赵小蓉. 植物营养与肥料学报. 2018(05)
[4]生物质炭在环境治理领域中的研究应用进展[J]. 赵力剑,廖黎明,卢宇翔,高澍,宿程远. 工业用水与废水. 2018(04)
[5]秸秆生物炭对葡萄园土壤改良效应及葡萄品质的影响[J]. 熊荟菁,张乃明,赵学通,包立,段红平. 土壤通报. 2018(04)
[6]生物质炭对土壤物理性质影响的研究进展[J]. 董心亮,林启美. 中国生态农业学报. 2018(12)
[7]生物质炭对设施连作土壤性质及黄瓜生长和产量的影响[J]. 张功臣,陈建美,赵征宇,李磊,秦玉红,王波,张守才. 土壤通报. 2018(03)
[8]生物炭与有机肥施用对黄褐土土壤酶活性及微生物碳氮的影响[J]. 张毅博,韩燕来,吴名宇,乔丹丹,李慧. 中国农学通报. 2018(13)
[9]生物质炭对玉米生长发育、产量及白浆土理化性状的影响[J]. 李传宝,孟雨田,李晓庆,陈琳,徐晴晴,王宏燕. 江苏农业科学. 2018(08)
[10]农业废弃物生物炭理化性质的差异及对菜心产量的影响[J]. 黄永东,杜应琼,陈永坚,管颐雯,李蕾,徐爱平,邓腾灏博,柳勇. 生态环境学报. 2018(02)
硕士论文
[1]红心火龙果醋研发与工业生产[D]. 肖敏.贵州大学 2017
本文编号：3101887
【文章来源】：生态环境学报. 2019,28(11)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
竹炭与有机肥混施对红心火龙果总产量的影响
图2显示，竹炭与有机肥混施可提高红心火龙果的产量，6%竹炭与高施有机肥反而会减产。7、8月为火龙果盛产季，对7、8月各处理下红心火龙果产量进行分析，由图2可知，在Y3M、Y3L、Y6L处理条件下，7月火龙果增产效果更佳。7月除Y0L处理外，Y6H处理产量低于Y6M处理，说明添加6%竹炭与有机肥混施，中等施肥量比高施肥量增产效果更好，到8月Y6H减产效应更明显。8月Y3H处理产量最高，Y0H处理次之，这可能与有机肥肥效持久有关，高施有机肥会影响火龙果后期的生长。比较7月和8月产量，3%竹炭与有机肥混施比添加6%竹炭火龙果产量更加稳定。2.6 竹炭对火龙果品质的影响
生物炭被认为是良好的土壤改良剂和缓释肥料载体，被广泛用于改良土壤并促进农作物的生长。施用生物炭可改变土壤的理化性质，从而影响土壤肥力状况（李传宝等，2018）。火龙果属于浅根系植物，其根系主要在距地表20 cm以内，添加竹炭后，下层土壤有机质、氮、磷、全钾含量累积较少，说明添加竹炭对有机肥具有持留的效果，更有利于根系对N、P、K的吸收。生物炭与化肥、有机肥三者混施可促进春玉米对土壤养分的吸收，提高产量（彭辉辉等，2015）；生物炭与氮肥配施，能提高土壤氮素含量，当增施生物炭同时减少15%化肥氮时仍能提高烤烟对氮素的利用（葛少华等，2018）。本研究也表明，45 t·hm-2或22.5 t·hm-2的施肥量与竹炭混施提高了表层土壤养分含量，且22.5 t·hm-2有机肥中添加6%竹炭使得红心火龙果产量最高，减少了有机肥的施用，从而使土壤理化性质得到了较大改善。生物炭与有机肥的混施促进植物的生长是由于有机肥能为植物生长提供更可持续的氮和磷（Schulz et al.,2012），生物炭本身碳质量分数高（孔丝纺等，2015；张功臣等，2018），生物炭添加到土壤中可使碳固存而稳定（Haefelea et al.,2011；林珈羽等，2015），同样，低施肥量与高比例竹炭混施更有利于土壤TN含量的保持，因此更利于土壤中作物对NH4+-N的吸收（Nguyen et al.,2017），减少淋溶，为火龙果后期的生长提供所需养分。土壤酶活性的提高有利于土壤培肥增产。脲酶反映土壤的供氮能力，过氧化氢酶活性的高低反映土壤微生物氧化过程的强弱（张志龙等，2019），蔗糖酶表征土壤分解利用能量的效率，有研究表明生物炭与有机肥混施能显著提高土壤酶活性（张毅博等，2018），而本研究中，竹炭与低量有机肥混施反而抑制了土壤脲酶活性，这可能是因为竹炭对土壤脲酶活性的抑制作用强于有机肥的增加作用。土壤过氧化氢酶活性差异不大，这可能受培养时间或有机肥量的影响（周震峰等，2015）。竹炭的比表面积高达300 m2·g-1以上（邵千钧等，2002），土壤酶主要集中在微团聚体中，竹炭的添加改善了土壤酶环境的通气性，促进有机质的分解，因而土壤养分之间存在一定的相关性。Yu et al.(2018）研究表明，生物炭与氮肥的联合施用能增加大豆根际的微生物生物量，受土壤pH值的影响而不改变微生物群落结构，土壤微生物群落结构的变化会影响土壤酶活性变化（Li et al.,2019），土壤酶活性发生变化则微生物环境也会发生改变，而生物炭和有机肥的混施改善了土壤酶活性（表4），说明生物炭与有机肥的施用影响了土壤微生物群落结构。因此，后续的研究需要进一步解析生物炭、有机肥、酶活性和土壤微生物群落结构之间的内在机理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质炭对小麦根区土壤养分和微生物特征的影响[J]. 郑子乔,祝经伦. 水土保持研究. 2019(03)
[2]生物质炭对黄瓜连作土壤中微生物量碳氮及酶活性的影响[J]. 张志龙,陈效民,曲成闯,陈粲,张俊,黄春燕,刘云梅. 生态学杂志. 2019(05)
[3]生物质炭对土壤养分及设施蔬菜产量与品质的影响[J]. 李丽,王雪艳,田彦芳,王耀生,李贵桐,林启美,赵小蓉. 植物营养与肥料学报. 2018(05)
[4]生物质炭在环境治理领域中的研究应用进展[J]. 赵力剑,廖黎明,卢宇翔,高澍,宿程远. 工业用水与废水. 2018(04)
[5]秸秆生物炭对葡萄园土壤改良效应及葡萄品质的影响[J]. 熊荟菁,张乃明,赵学通,包立,段红平. 土壤通报. 2018(04)
[6]生物质炭对土壤物理性质影响的研究进展[J]. 董心亮,林启美. 中国生态农业学报. 2018(12)
[7]生物质炭对设施连作土壤性质及黄瓜生长和产量的影响[J]. 张功臣,陈建美,赵征宇,李磊,秦玉红,王波,张守才. 土壤通报. 2018(03)
[8]生物炭与有机肥施用对黄褐土土壤酶活性及微生物碳氮的影响[J]. 张毅博,韩燕来,吴名宇,乔丹丹,李慧. 中国农学通报. 2018(13)
[9]生物质炭对玉米生长发育、产量及白浆土理化性状的影响[J]. 李传宝,孟雨田,李晓庆,陈琳,徐晴晴,王宏燕. 江苏农业科学. 2018(08)
[10]农业废弃物生物炭理化性质的差异及对菜心产量的影响[J]. 黄永东,杜应琼,陈永坚,管颐雯,李蕾,徐爱平,邓腾灏博,柳勇. 生态环境学报. 2018(02)
硕士论文
[1]红心火龙果醋研发与工业生产[D]. 肖敏.贵州大学 2017
本文编号：3101887
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