生物炭对宁夏低质土壤改良的研究

发布时间：2017-04-27 09:06

  本文关键词：生物炭对宁夏低质土壤改良的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,生物炭作为一种环境友好型材料在土壤改良方面表现出巨大潜力。本研究针对宁夏地区淡灰钙土壤养分含量低、保水性差的问题,将花生壳生物炭(BC)按一定比例与化学肥料混合制成一种生物炭基改良剂(AD),分别通过室内盆栽试验和田间试验研究BC和AD对淡灰钙土壤改良、作物生长及养分利用的影响。盆栽试验中BC和AD的添加量为0%、1.5%、3%和5%(w/w),供试作物为“中白78"小白菜(Brassica chinensis)、“宁杂1号”油菜(Brassica napusL.)、“球研1号花边叶香”油麦菜(Lactuca sativa var longifoliaf. Lam)、“小叶茼蒿"(Chrysanthemum coronarium)。田间试验中将BC和AD分别按照0%和1.5%的比例投施到供试土壤,供试作物为“宁农科3号”西瓜(Citrullus lanatus)和“先玉335”玉米(Zea mays L.)。主要研究结果如下：(1)BC的施用显著促进了小白菜生长,其生物量增幅可达131%～265%,而对油菜、油麦菜和茼蒿的生长无显著影响。AD在低添加量(1.5%和3%)时能显著促进四种供试作物生长,使小白菜、油菜、油麦菜和茼蒿的生物量分别增加了276%～342%、106%～140%、16%～24%和14%～26%。这表明AD较BC对作物的增产效果更好。通过主成分分析可知,本研究中影响作物生长的主控因子为土壤总氮(TN)、总磷(TP)和土壤速效磷的含量。(2)BC和AD的施用对土壤pH和土壤氮(N)养分的影响随作物类型的的改变产生不同的变化。BC的施用对盆栽试验中四种作物土壤中磷(P)养分无显著性影响,而AD的施用能显著增加土壤中养分P的含量,这可能是因为AD中的负载的养分P含量较多,施加到土壤后养分逐渐释放。(3)BC的施用显著提高了小白菜、油菜和茼蒿中N的利用有效性(nitrogen utilization efficiency, NUE),增幅分别可达163%～250%、33%和29%～43%,而对四种作物的磷的利用有效性(phosphorus utilization efficiency, PUE)无显著性影响。AD施用后使小白菜的NUE提高了88%～396%,对其他油菜和茼蒿的NUE无显著性影响,并显著提高了小白菜和油菜的PUE,增幅分别达88%,～396%和33%。以上结果表明BC在维持作物正常生长的情况下,能提高土壤中N素的利用效率,减少作物对N肥的需求；AD的施用不仅提高了作物产量,还提高了土壤中P素的利用效率,减少了作物对P肥的需求。(4)田间试验结果表明,BC和AD的施用对玉米和西瓜的农艺参数(穗长、穗粗、穗行数、穗位高、茎粗)无显著性影响,但AD的施用可分别使玉米行粒数、籽粒产量、穗产量和亩产量增加8%、9%,7%和7%,说明AD可显著促进玉米产量,而BC对玉米产量无显著性影响。BC和AD的施用分别使西瓜地上部鲜重和西瓜果实重量减少了46%和21%,对西瓜生长产生了不利影响。同时,BC和AD对西瓜品质(如果皮韧性、甜度)无显著性影响。这表明在宁夏淡灰钙土壤上,BC和AD对西瓜生长产生了不利影响。
【关键词】：生物炭 生物炭基改良剂 淡灰钙土 根际效应 利用有效性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S156
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 0 前言11-13
• 1 绪论13-23
• 1.1 宁夏淡灰钙土壤利用现状13-14
• 1.2 生物炭及生物炭基改良剂国内外研究现状14-20
• 1.2.1 生物炭的定义14
• 1.2.2 生物炭的制备14-15
• 1.2.3 生物炭的性质15
• 1.2.4 生物炭对土壤性质的影响15-16
• 1.2.5 生物炭对土壤养分固持作用的影响16-17
• 1.2.6 生物炭对土壤改良的影响17-18
• 1.2.7 生物炭对作物产量的影响18-19
• 1.2.8 生物炭基改良剂的研究进展19-20
• 1.3 研究目的20-21
• 1.4 研究意义21
• 1.5 科学问题与科学假说21
• 1.6 研究内容21-22
• 1.7 技术路线22-23
• 2 生物炭改良剂对温室内作物生长的影响23-55
• 2.1 引言23
• 2.2 材料与方法23-25
• 2.2.1 研究区概况23-24
• 2.2.2 生物炭改良剂的制备24
• 2.2.3 盆栽试验24-25
• 2.2.4 样品的采集与分析25
• 2.2.5 数据分析25
• 2.3 结果与讨论25-51
• 2.3.1 生物炭改良剂对作物生长的影响25-30
• 2.3.2 生物炭改良剂对土壤pH的影响30-33
• 2.3.4 生物炭改良剂对土壤中氮素的影响33-37
• 2.3.5 生物炭改良剂对土壤中磷素的影响37-46
• 2.3.6 生物炭改良剂对植物中养分的影响46-51
• 2.4 生物炭改良剂对作物的肥效评估51-53
• 2.5 小结53-55
• 3 生物炭改良剂对田间作物生长的影响55-62
• 3.1 引言55
• 3.2 试验材料55
• 3.3 试验设计55-56
• 3.4 样品的采集与分析56
• 3.5 数据处理56-57
• 3.6 结果与讨论57-61
• 3.6.1 生物炭改良剂对玉米生长的影响57-60
• 3.6.2 生物炭改良剂对西瓜生长及品质的影响60-61
• 3.7 小结61-62
• 4 结论与展望62-64
• 4.1 结论62-63
• 4.2 创新点63
• 4.3 研究展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 个人简历71-72
• 在研期间主要学术成果72

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