花生壳生物炭改良剂对农业土壤氮素生物有效性的影响研究

发布时间：2017-04-29 19:07

  本文关键词：花生壳生物炭改良剂对农业土壤氮素生物有效性的影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物炭是指生物质在限氧或无氧条件下经热解而得到的一种稳定的、高度芳香化的碳材料。生物炭孔隙分布广、比表面积大、含氧官能团丰富、富含矿物,其在减少温室气体排放、固碳及对土壤改良等方面表现出了良好的前景,受到了科研工作者的广泛关注。本论文以常见的农业副产物花生壳为原料,在350℃下慢热解制备生物炭(BC),并将其与肥料混合制备成炭基改良剂(AD),以山东招远农业土壤为研究对象,分别设置6个处理(CK、NF、BC、BCNF、AD、ADNF,其中NF代表氮肥),系统地研究了多季轮作条件下,BC和AD对作物生长及氮肥生物有效性,并对氮素生物有效性进行初步评估。研究结果为生物炭在农业土壤中的的应用及氮肥资源化管理提供了理论依据。主要研究结果如下：(1)在四季轮作过程中,BC对作物的干重无显著影响,但在氮肥配合施用的条件下,逐季增加了作物的生物量。AD与氮肥配合施用也有相同的趋势。对比第四季与第一季的作物,BCNF与ADNF处理使作物的干重分别增加了102%和63.0%。(2)BC的加入提高了土壤的pH。就根际土而言,第四季土壤pH比空白提高了0.09个单位。但对所有处理对土壤氨氮含量无影响。BC对土壤硝氮含量无影响,而其他处理则增加了土壤的硝氮及总氮含量。BC的添加显著提高了土壤中的有机质含量。第四季BC处理的根际土与非根际土相比空白分别增加了6.79 g/kg和7.20 g/kg。(3)四季种植过程中BC和AD的处理相比空白氮肥的吸收有效性和利用有效性无显著提高,但氮肥的施入提高了作物的NAE。第一季中ADNF处理的作物其NAE为59.1 mg/m。经过四季轮作后,其NAE上升到84.2 mg/m。第一季中所有作物的NUE在0.011～0.012g/mg之间,而第四季作物的NUE上升到0.02～0.05 g/mg。(4)BC的加入增加了作物NAE的变化率,而AD的添加使作物的NAE在第三季中变化率达到最大,为103.8%。而BCNF和ADNF的处理对作物NUE的变化率在第二季均达到最大。
【关键词】：生物炭改良剂 根际 土壤养分 氮的利用率
【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5-6
• Abstract6-11
• 0 引言11-13
• 1 绪论13-24
• 1.1 氮肥利用状况及环境影响13-14
• 1.2 生物炭14-18
• 1.2.1 生物炭的起源、定义及概况14
• 1.2.2 生物炭的性质14-16
• 1.2.3 生物炭的应用16-18
• 1.3 生物炭对土壤的影响18-22
• 1.3.1 生物炭对土壤物理性质的影响18-19
• 1.3.2 生物炭对土壤化学性质的影响19-20
• 1.3.3 生物炭对土壤微生物的影响20
• 1.3.4 生物炭对土壤氮循环的影响20-22
• 1.4 炭基改良剂22
• 1.5 本研究的科学问题、研究假说、内容和技术路线22-24
• 1.5.1 科学问题22
• 1.5.2 研究假说22-23
• 1.5.3 研究内容23
• 1.5.4 技术路线23-24
• 2 生物炭改良剂对作物生长状况的影响24-35
• 2.1 引言24
• 2.2 材料与方法24-25
• 2.2.1 供试土壤24
• 2.2.2 生物炭及炭基改良剂的制备24-25
• 2.2.3 盆栽试验25
• 2.3 样品分析方法25-26
• 2.4 数据分析26
• 2.5 结果与讨论26-34
• 2.5.1 生物炭改良剂对第一季作物发芽率和干鲜重的影响26-28
• 2.5.2 生物炭改良剂对第二季作物发芽率和干鲜重的影响28-30
• 2.5.3 生物炭改良剂对第三季作物发芽率和干鲜重的影响30-32
• 2.5.4 生物炭改良剂对第四季作物发芽率和干鲜重的影响32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 3 生物炭改良剂对作物根系形态的影响35-40
• 3.1 引言35
• 3.2 材料与方法35
• 3.3 数据分析35
• 3.4 结果与讨论35-38
• 3.4.1 生物炭改良剂对第一季作物根系形态的影响35-36
• 3.4.2 生物炭改良剂对第二季作物根系形态的影响36-37
• 3.4.3 生物炭改良剂对第三季作物根系形态的影响37
• 3.4.4 生物炭改良剂对第四季作物根系形态的影响37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 4 生物炭改良剂对土壤pH与养分的影响40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 材料与方法40
• 4.3 样品分析方法40
• 4.4 数据分析40
• 4.5 结果与讨论40-55
• 4.5.1 生物炭改良剂对土壤pH的影响40-43
• 4.5.2 生物炭改良剂对土壤氨氮的影响43-46
• 4.5.3 生物炭改良剂对土壤硝氮的影响46-49
• 4.5.4 生物炭改良剂对土壤TN含量的影响49-52
• 4.5.5 生物炭改良剂对土壤有机质含量的影响52-55
• 4.6 本章小结55-56
• 5 生物炭改良剂对氮肥有效性的影响56-70
• 5.1 引言56
• 5.2 材料与方法56
• 5.3 样品分析方法56
• 5.4 数据分析56-57
• 5.5 结果与讨论57-63
• 5.5.1 生物炭改良剂对第一季作物N含量的影响57
• 5.5.2 生物炭改良剂对第一季作物氮肥有效性的影响57-58
• 5.5.3 生物炭改良剂对第二季作物N含量的影响58-59
• 5.5.4 生物炭改良剂对第二季作物氮肥有效性的影响59-60
• 5.5.5 生物炭改良剂对第三季作物N含量的影响60
• 5.5.6 生物炭改良剂对第三季作物氮肥有效性的影响60-61
• 5.5.7 生物炭改良剂对第四季作物N含量的影响61-62
• 5.5.8 生物炭改良剂对第四季作物氮肥有效性的影响62-63
• 5.6 土壤性质对氮肥有效性的影响探讨63-68
• 5.7 生物炭改良剂对氮素生物有效性的影响68
• 5.8 本章小结68-70
• 6 研究结论、创新点及展望70-72
• 6.1 结论70
• 6.2 创新点70-71
• 6.3 研究展望71-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-79
• 个人简历79-80
• 发表的学术论文80

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