科研产出
秸秆/生物质炭协同还田措施对黄河三角洲盐碱土壤的改良效果研究
《生态环境学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以黄河三角洲典型滨海盐碱土壤为对象，研究秸秆直接还田与炭化还田措施对其作用效果，筛选最佳配比，为实践推广奠定理论基础。设置 6 种不同处理，分别为 T1（100%秸秆）、T2（75%秸秆+25%制炭）、T3（50%秸秆+50%制炭）、T4（25%秸秆+75%制炭）、T5（100%制炭）及 CK（空白对照）。在 120 d 室内培养条件下，分析土壤基本理化性质、养分含量、水溶性盐基离子组成及土壤微生物多样性等指标的变化。结果表明，（1）秸秆降低土壤中可溶性氮浓度，培养过程增加其释放，T1—T5 和 CK 较培养第 1 天的含量分别增加 250.51%、81.21%、18.19%、32.77%、67.55%、64.20%。（2）秸秆增加磷酸盐质量浓度，培养过程增强磷酸盐的固持，T1 最低，为 0.99 mg·L-1。（3）土壤中水溶性钠离子质量浓度在培养过程中持续下降，实验结束时，T3 处理最低(356.80 mg·L-1)。相反，水溶性钾离子的浓度不断上升，并随生物质炭添加量增加而增加。当秸秆直接还田与制炭比高于 1:1 配施时，土壤中的水溶性钙、镁离子含量基本呈现下降趋势；而当秸秆制炭量占优时，则与之相反。（4）秸秆和生物质炭均可增加土壤初始有机质含量，且秸秆强化土壤呼吸速率。（5）秸秆和生物质炭降低优势菌门变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）相对丰富度，土壤微生物多样性与离子组成及电导率关系密切，pH、可溶性氮、磷、钾含量对其没有显著影响。综上可知，不同秸秆和生物质炭配施影响土壤理化性质、离子组成及土壤微生物多样性，T3 处理最佳，此处理下可显著降低土壤盐分和水溶性钠离子含量，缓解土壤盐胁迫，同时降低氮、磷的淋失风险，有利于土壤肥力保持。
关键词： 黄河三角洲 秸秆 生物质炭 盐碱耕地改良 养分 微生物多样性
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施用小麦秸秆或其生物炭对烟田土壤理化特性及有机碳组分的影响
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】以2年田间定位试验为依托,研究小麦秸秆及其生物炭连续施用对植烟土壤理化性状和有机碳组分的影响,为烟区土壤质量提升提供依据。【方法】田间试验在山东省诸城市潮褐土烟田上进行。试验设4个处理,分别为:常规施肥且秸秆不还田(CK),常规施肥+小麦秸秆还田(FS),常规施肥+小麦秸秆生物炭2.25 t/hm~2 (FB1)和4.50 t/hm~2 (FB2)。在烟叶收获后,采集0—20 cm耕层土样,测定了土壤基础理化指标和总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、热水溶性有机碳(HWC)、活性有机碳(LOC)及轻组有机碳(LFOC)含量,并计算土壤碳库管理指数(CPMI)。【结果】连续施用小麦秸秆或其生物炭2年后,FB1和FB2处理TOC含量显著高于CK,增幅分别为74.9%和116.0%,而FS与CK处理间差异不显著。LFOC含量的变化趋势与TOC类似,FB1和FB2处理LFOC含量分别较CK处理显著增加154%和326%。FS处理HWC含量显著高于CK和FB1处理,而与FB2处理差异不显著。与CK相比,FS处理HWC含量增加了107%。FS和FB2处理MBC含量较CK分别增加了252%和144%,而FB1处理与CK相比差异不显著。FS处理LOC含量较CK显著增加了68.9%,而FB1、FB2处理LOC含量与CK相比差异不显著。FS处理还能显著降低土壤容重、增加土壤含水量及有效磷含量,其对部分土壤理化特性的改良效果优于生物炭处理(FB1和FB2)。此外,CPMI也以FS处理最高,较CK显著增加了73.5%,而FB1、FB2处理与CK处理差异不显著。【结论】连续秸秆还田有利于提升烟田土壤活性有机碳(MBC、HWC和LOC)含量,降低土壤容重,提高有效磷含量,提高土壤CPMI。而同量秸秆转化为生物炭后连续还田能够提高土壤总有机碳和轻组有机碳含量,更有利于土壤有机碳的长期固存。
关键词： 小麦秸秆 生物炭 土壤理化特性 有机碳组分 碳库管理指数
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农作物秸秆饲料化利用方法
《中国畜禽种业 》 2020
摘要：随着畜禽养殖行业的快速发展,畜禽养殖的规模和数量得到迅速提高,对饲料的需求量也随之上涨.同时,随着人均耕地面积的减少,人畜争粮问题越来越严重,新型饲料原料的开发是目前畜牧养殖行业中重点关注的问题.农作物秸秆是一种农业生产的副产物,作为饲料原料进行开发具有极大的潜力.以往传统农业生产中农作物秸秆的过量还田对土壤有一定副作用,同时秸秆的焚烧对生态环境也有极大的负面影响.农作物秸秆具有丰富的营养价值,合理利用可以有效缓解饲料原料短缺的压力.文中介绍农作物秸秆饲料化利用方法,旨在为农作物秸秆科学利用及畜禽养殖行业发展带来帮助.
关键词： 农作物秸秆 畜禽养殖 饲料 营养价值 加工方式 经济效益
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中国种养业废弃物肥料化利用发展分析
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：近年来中国种养业发展迅速,随之产生的废弃物数量也呈现大幅度增长,由于人们对种养业废弃物资源的认识不够,特别是将废弃物肥料化利用重视程度不够,造成了资源浪费,加重了环境污染。在国家大力推进"加快废弃物资源化利用"的背景下,该文总结了中国种养业废弃物肥料化利用的现状,概述了废弃物肥料化利用的主要方式和相关技术,分析了中国在种养业废弃物肥料化利用过程中存在的突出问题,提出了相应对策建议,并对未来中国种养业废弃物肥料化利用的发展趋势进行了展望,为中国种养业废弃物资源化利用,特别是肥料化利用的发展提供参考。
关键词： 废弃物处置 秸秆 粪 废弃物肥料化 废弃物资源化 种养业 研究进展
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中国种养业废弃物肥料化利用发展分析 被引量:6
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：近年来中国种养业发展迅速,随之产生的废弃物数量也呈现大幅度增长,由于人们对种养业废弃物资源的认识不够,特别是将废弃物肥料化利用重视程度不够,造成了资源浪费,加重了环境污染.在国家大力推进"加快废弃物资源化利用"的背景下,该文总结了中国种养业废弃物肥料化利用的现状,概述了废弃物肥料化利用的主要方式和相关技术,分析了中国在种养业废弃物肥料化利用过程中存在的突出问题,提出了相应对策建议,并对未来中国种养业废弃物肥料化利用的发展趋势进行了展望,为中国种养业废弃物资源化利用,特别是肥料化利用的发展提供参考.
关键词： 废弃物处置 秸秆 粪 废弃物肥料化 废弃物资源化 种养业 研究进展
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旋耕转深松和秸秆还田增加农田土壤团聚体碳库
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤耕作和秸秆还田能够显著影响土壤结构和养分周转,也是土壤团聚体分布及更新周转的主要驱动因素。该研究基于连续9 a的旋耕-深松定位试验,对比了长期旋耕农田转变为深松以及秸秆还田对农田土壤0~50 cm土壤团聚体分布、稳定性及团聚体碳含量的影响,分析了团聚体碳对土壤有机碳的贡献率及相互关系。研究结果表明,将长期旋耕农田转变为旋耕-深松农田显著影响了0~50 cm土层的团聚体分布及其碳含量。旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式能够显著提高表层土壤较大粒级团聚体的比例,且显著提高了土壤团聚体稳定性,分别比旋耕-深松无秸秆还田(RTA-STA)、旋耕秸秆还田(RTS)和旋耕无秸秆还田(RTA)处理高6.1%、65.4%和87.8%;同时,RTS-STS处理显著提高了0~20 cm土层团聚体碳含量和对有机碳的贡献率,虽然在20~30和30~50 cm土层之间,2个处理的团聚体碳含量差异并不明显,但RTS-STS处理的团聚体碳含量对有机碳的贡献率较0~20 cm土层和RTS处理显著降低。通过耕作方式转变、秸秆还田和两者的交互作用对土壤团聚体分布及其碳含量影响的作用力分析可看出,耕作、秸秆及其交互作用是影响不同土层中各处理在不同粒级团聚体分布比例及碳含量差异的主要因素。通过相关分析表明,土壤有机碳含量与团聚体稳定性及其自身碳含量之间存在显著或极显著的正相关关系。旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式促进了0~20 cm土壤团聚体的形成和稳定,提高了土壤团聚体碳库和对有机碳的贡献,对提升土壤有机碳水平具有积极意义。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆 深松 旋耕 秸秆还田 土壤团聚体
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不同秸秆还田模式对土壤有机碳及其活性组分的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨不同秸秆还田模式对土壤有机碳(total organic carbon,TOC)及活性碳组分的影响,设置了秸秆不还田(CK)、秸秆直接还田(CS)、秸秆转化为食用菌基质,出蘑后菌渣还田(CMS)和秸秆过腹还田(CGS)4种还田模式。通过田间小区试验,研究了不同秸秆还田模式下,土壤有机碳及活性组分的变化规律。结果表明不同秸秆还田模式均提高了土壤有机碳含量,但不同还田模式下土壤有机碳含量差异不显著(P>0.05),和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤有机碳质量分数分别增加9.0%、23.9%和26.7%。不同秸秆还田模式也提高了土壤活性碳组分含量。在不同秸秆还田模式下,土壤溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量表现为CS>CMS>CGS>CK,且不同处理间差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤DOC质量分数分别增加64.6%、29.4%和8.9%。土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量表现为CMS>CGS>CS>CK,且差异显著(P<0.05)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤MBC质量分数分别增加28.9%、84.7%和59.3%。土壤易氧化态碳(easily oxidizable carbon,EOC)含量表现为CMS>CS>CGS>CK,且差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤EOC质量分数分别增加24.1%、55.7%、和9.3%。不同秸秆还田模式显著影响土壤活性碳组分在总有机碳中占的比例,改变土壤有机碳质量。在不同秸秆还田模式下,DOC/TOC表现为CS>CMS>CK>CGS、MBC/TOC表现为CMS>CGS>CS>CK、EOC/TOC表现为CMS>CS>CK>CGS,且不同处理间均差异显著(P<0.01)。从提高土壤质量角度,推荐秸秆-菌渣还田模式,在该模式下,土壤MBC/TOC和EOC/TOC均最大,土壤碳素有效性高、易于被微生物利用,有利于作物生长。从提高土壤固碳角度,推荐秸秆过腹还田模式,在该模式下,土壤DOC/TOC最小,且土壤有机碳含量最高,有利于碳的固定和保存。该研究结果可为秸秆合理高效利用、改善农业土壤碳库质量提供参考。
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耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P<0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆 深松 旋耕 免耕 碳库管理指数
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