生物质炭与有机肥对盐碱土壤特性的影响

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:qq2009liuwei
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土壤盐碱化是当今世界土壤退化问题最严重的问题之一。尽管土壤盐碱化程度在全世界范围内都有所增加,但是单施或混合施用有机肥被认为是具有潜力的改良土壤盐碱化的措施。盐碱土土壤生产力低,因此改良土壤盐碱化以提高作物产量迫在眉睫。有学者建议向盐碱土壤施用有机改良剂(生物炭+有机肥)来提高盐碱土的土壤肥力和改善理化性质。本试验采用560和800高温产生的生物炭混合有机肥(猪粪),来探究生物质炭单施、有机肥单施和生物炭有机肥混合施用对盐碱土改良的适用性和持久性。本试验处理包括:不施用改良剂(T0),单施生物炭15 t·ha-1(T1),单施生物炭30 t·ha-1(T2),单施猪粪15 t·ha-1(T3),单施猪粪30 t·ha-1(T4),混合施用生物炭猪粪共15 t·ha-1(T5),混合施用生物炭猪粪共30 t·ha-1(T6),以上每种处理施加在两个土层中(0-15和15-30 cm)。土壤有效养分含量连续测定两年(2016和2017年),同时测定其它土壤理化性状指标。土壤改良措施影响了田间生产过程中土壤理化性质和作物产量。2016和2017两年的数据显示,相比于未经改良的土壤,改良的土壤0-15cm土层pH值有所降低,然而15-3℃m土层的pH值有所增加。2016年的数据显示,单施生物炭15 t·ha-1(T1)与单施生物炭30 t·ha-1(T2)和不施加生物炭(T0)相比,显著降低了土壤0-15cm土层的pH值。同时,混合施用生物炭猪粪15 t·ha-1(T5)处理的土壤的0-15cm土层的pH值显著高于混合施用生物炭猪粪30 t·ha-1(T6)的土层。2016年数据显示,混合施用生物炭猪粪15 t·ha-1(T5)的土壤电导率显著高于混合施用生物炭猪粪30 t·ha-1(T6)和不施加改良剂(T0)的土壤。2016年在0-15cm土层单施生物炭30 t·ha-1(T2)显著增加了土壤有效氮的含量,然而与单施猪粪30 t·ha-1(T4)和不施加改良剂(T0)处理相比,单施猪粪15 t·ha-1(T3)显著降低土壤有效氮的含量。受混合施用生物炭猪粪30 t·ha-1(T6)的影响,与混合施用生物炭猪粪15 t·ha-1相比,2017年土壤有机碳含量增加了15.2%。另外,土壤改良剂的施用在2016年和2017年显著影响了土壤0-15 cm和15-30 cm土层的有效磷含量。然而,在混合施用生物炭和猪粪30 t·ha-1(T6)处理的影响下,0-15cm土层的有效磷含量显著高于施用生物炭猪粪15 t·ha-1(T5)和不施加改良剂的处理。土壤改良剂显著影响了土壤0-15cm和15-3℃m土层中可交换离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的含量,以及可提取微量元素的含量。土壤可交换离子的变化显著影响了土壤吸附率和可溶性钠百分率。本试验中的部分内容使用了高温800条件下产生的生物炭。土壤改良措施影响了田间生产过程中土壤理化性质和作物产量(株高和茎粗)。壤改良剂的施加显著影响了2016年和2017年的土壤pH值。2016年土壤土层0-15 cm和15-30 cm的电导率根据改良剂施加方式的不同有变化,与单施生物炭15 t·ha-1(T1)处理相比,单施生物炭30 t·ha-1(T2)显著增加了0-15 cm土层的电导率,然而相同的处理显著降低了15-30 cm土层的电导率。2017年,与施用生物炭猪粪30 t·ha-1(T6)和不施加改良剂(T0)相比,施用生物炭猪粪15 t·ha-1(T5)显著增加了0-15 cm土层的有机碳含量,然而在15-30 cm土层与单施生物炭15 t·ha-1(T1)相比,单施生物炭30 t·ha-1(T2)显著增加了土壤有机碳含量。2017年时,土壤15-3℃m土层的有效氮含量在施加改良剂和不施加改良剂的土壤间无显著差异。0-15cm土层的有效磷含量显示,与单施猪粪15 t·ha-1(T3)和不施加改良剂(T0)相比,单施猪粪30 t·ha-1(T4)显著增加了2016年土壤有效磷含量,然而,单施生物炭30t·ha-1(T2)在2017年比单施猪粪15 t·ha-1(T3)显著增加了土壤有效磷含量。土壤改良剂显著改变了土壤0-15 cm和15-30 cm土层的有效离子(K+,Na+,Ca2+,Mg2+)含量。分析土壤有效钾含量显示,2016年,与单施生物炭30 t·ha-1(T2)和不施加改良剂(T0)相比,单施生物炭15 t·ha-1(T1)显著增加了0-15 cm和15-30 cm土层的有效钾含量。土壤改良剂在2017年对0-15 cm和15-30 cm土层的钠含量无显著影响。施用生物炭猪粪30 t·ha-1(T6)对比施用生物炭猪粪15 t·ha-1显著增加了0-15 cm和15-30 cm土层的有效镁含量。土壤改良剂显著影响了DTPA方法提取的土壤微量元素。土壤可交换离子的变化显著影响了土壤吸附率和可溶性钠百分率。土壤盐碱化影响了土壤微生物量碳、氮和磷含量的动态变化过程。向土壤中施加有机改良剂(生物炭,猪粪,生物炭+猪粪)是改良盐碱土的有效措施。生物炭和粪肥混合施加具有潜在的对抗土壤盐碱化问题并有效提高生物产量的方式。本试验中采用培养试验方式研究生物炭施加对土壤的影响。共有五个土壤处理:仅有土壤(对照);土壤+1%生物炭(B1);土壤+2%生物炭(B2);土壤+5%生物炭(B5)以及土壤+10%生物炭(B10)。所使用的生物炭是在560和800高温下烧制的玉米残体。培养后,测定了土壤pH值,电导率,可交换离子,全氮,有效磷和微生物量的变化。由于生物炭碱性的作,施加生物炭的土壤pH值有显著增加。施加生物炭增加了土壤的电导率。土壤可交换离子的浓度受生物炭施加的影响有显著变化。5%和10%的生物炭施加量显著增加了土壤钾含量。10%生物炭施加显著降低了土壤Ca和Mg的浓度,但显著增加了土壤有效磷的含量。5%的生物炭施加显著增加土壤有机碳的含量,然而,土壤微生物量碳,氮和磷含量受生物炭施加显著影响。土壤中这些养分的有效性的显著变化主要是受到生物炭施加的影响。因此,我们建议在退化土壤中,如盐害土壤,生物炭和有机肥对于提高盐碱土土壤农业生产的肥力状况和生产能力以及提高土壤养分含量具有很大的潜力。
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