秸稈及生物炭對土壤鹽分含量和小白菜發(fā)芽的影響.pdf

北 方 園 藝 研究論文 第一作者簡介 李際會 男 博士 高級農(nóng)藝師 現(xiàn) 主要從事土壤改良與新材料制備等研究工作 責(zé)任作者 張永濤 男 碩士 研究員 現(xiàn)主要從事 設(shè)施蔬菜精準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)研究與集成應(yīng)用等工作 基金項(xiàng)目 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華東都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題 資助項(xiàng)目 山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蔬 菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目 收稿日期 秸稈及生物炭對土壤鹽分含量和 小白菜發(fā)芽的影響 李 際 會 魏 萍 楊 寶 山 范 永 強(qiáng) 李 靜 張 永 濤 臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 山東 臨沂 摘 要 以小白菜種子為試材 在土壤中添加秸稈或生物炭 秸稈直接炭化形成和 秸稈炭化時添加 的 研究其對土壤可溶性鹽含量 小白菜發(fā)芽和幼苗生長的 影響 以期減緩大棚土壤中可溶性鹽對小白菜發(fā)芽和幼苗生長的影響 結(jié)果表明 添加 和 生物炭 生物炭 或 和 秸稈顯著減小可溶性鹽含量 添加 秸稈處理的發(fā)芽率顯著高于對照 提高 添加生物炭處理發(fā)芽率與對照的無顯著 差異 且隨生物炭添加量的增加先增大后減小 添加 生物炭 或 和 秸稈 促進(jìn)小白菜幼苗的生長 總生物量增加 生物炭添加量較大 時 最大株高 最大根長 總生 物量低于對照 土壤適量添加秸稈或生物炭可以減小鹽分含量 促進(jìn)小白菜發(fā)芽和生長 關(guān)鍵詞 生物炭 秸稈 可溶性鹽 小白菜 幼苗生長 中圖分類號 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 文章編號 近年來 由于設(shè)施大棚土壤環(huán)境存在著高溫 高濕 高蒸發(fā)量 無雨水淋洗 復(fù)種指數(shù)高 持續(xù)施 肥且量大等現(xiàn)象 進(jìn)而導(dǎo)致土壤鹽漬化 養(yǎng)分失 衡及土壤板結(jié)等問題突出 設(shè)施土壤鹽分積累 已成為一個普遍問題 這不利于大棚內(nèi)蔬菜作物 的發(fā)芽和生長 一般栽培 年的溫室便出現(xiàn)鹽 害 造成蔬菜大幅度減產(chǎn) 有研究表明 將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的作物 秸稈等有機(jī)廢棄物經(jīng)過熱裂解技術(shù)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì) 炭 并施用于農(nóng)田土壤中 是一種新的土 壤可持續(xù)管理途徑 因生物炭具有的低容重及 密度 高比表面積 表面負(fù)電荷及碳元素含量 施 用于土壤中可以改善土壤機(jī)械狀況 水分關(guān)系 并 影響作物生長 因此 有研究通過在土壤中施 用生物炭 以改善土壤狀況及促進(jìn)蔬菜作物生長 與普通復(fù)合肥相比 施用小麥秸稈炭基肥處理 使青 椒 根 長 提 高 地 上 部 生 物 量 提 高 維生素 含量提高 生物炭促進(jìn) 土霉素脅迫下小白菜種子的萌發(fā) 也有直接利 用秸稈研究其對大白菜出苗和生長的影響 秸 稈未腐熟抑制大白菜的發(fā)芽 而經(jīng) 腐熟的秸 稈促進(jìn)大白菜的發(fā)芽和生長 也有相關(guān)研究描述 了生物炭在有毒或污染土壤修復(fù)中的作用 指 出生物炭對土壤修復(fù)的主要機(jī)理是生物炭發(fā)揮了 其吸附能力 我國作為農(nóng)業(yè)大國 農(nóng)作物秸稈每年的產(chǎn)量 巨大 分布廣泛 作為重要的生物質(zhì)資源 約占我 國生物質(zhì)總資源量的一半 近年來 隨著公眾 環(huán)保意識的增強(qiáng)和政府職能部門的極力倡導(dǎo) 以 及可利用方式研究的深入 秸稈利用方式和利用 途徑出現(xiàn)變化 利用率逐年增加 年全國秸 稈綜合利用率達(dá)到 但區(qū)域性 季節(jié)性 結(jié)構(gòu)性過剩現(xiàn)象不斷凸顯 秸稈處理利用面臨著 嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 鑒于此 該研究同時將秸稈和生物炭加入到 大棚土壤中 研究二者對作物種子發(fā)芽和幼苗生 長的影響 該研究以小白菜種子為試材 大棚土 壤中添加秸稈或等量秸稈制備成的生物炭 研究 其對土壤可溶性鹽含量的影響 以及對小白菜發(fā) 芽和幼苗生長的影響 以期為大棚土壤中應(yīng)用秸 稈或生物炭提供參考依據(jù) 材料與方法 試驗(yàn)材料 該試驗(yàn)在臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行 供試土壤取自當(dāng)?shù)剡B續(xù) 年種植蔬菜的大棚 耕層土壤 其 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 可溶性鹽含量 為中輕度鹽分積 累土壤 試驗(yàn)所用 種生物炭的原料皆為小麥秸稈 其碳含量為 利用高溫電 阻爐進(jìn)行炭化 溫度為 第一種為小 麥秸稈直接炭化形成 用 表示 其 碳含量 另一種在小麥秸稈炭化時加入 溶液 添加量占小麥秸稈量的 攪拌均勻靜置 而后進(jìn)行炭化 用 表 示 其 碳含量 二者皆粉碎過 篩 備用 試驗(yàn)方法 準(zhǔn)確稱取 土 與生物炭混合均 勻后 置于培養(yǎng)皿中 加水 室內(nèi)培養(yǎng) 每 加水 室內(nèi)溫度在 相對濕度 種生物炭添加比例為 和 分別記為對照 同時 為研究等量秸稈加入土壤后對小白菜 發(fā)芽和幼苗生長的影響 按照上述處理方法 在生 物炭添加量為 和 時 增加土壤中秸 稈處理 即 秸 稈 添 加 量 分 別 為 和 秸稈生物炭產(chǎn)率為 制備等量生物 炭 分別記為 小白菜種子 上海 雞毛菜 提前處理 次 氯酸鈉溶液消毒 沖洗數(shù)次后晾干 年 月 日播種 每皿中 粒 每 統(tǒng)計(jì)發(fā)芽 數(shù) 并加水 計(jì)算發(fā)芽率 后統(tǒng)計(jì)各處 理最大株高 最大根長 株高較高 株地上干質(zhì) 量 地下干質(zhì)量 根干質(zhì)量 并計(jì)算根冠比 計(jì)算 根耐性指數(shù) 根耐性指數(shù) 處理根 長 對照根長 項(xiàng)目測定 土壤可溶性鹽含量采用質(zhì)量法測定 土壤 采用水土比 測定 生物炭的 采用 配制 的炭懸濁液測定 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)采用 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 多重 比較采用最小顯著差異法 用 軟件進(jìn)行圖形繪制 圖 不同處理土壤的可溶性鹽含量 結(jié)果與分析 秸稈及生物炭對土壤可溶性鹽含量 的 影響 土壤中添加適量生物炭或秸稈能顯著降低 土壤可溶性鹽含量 圖 和 處 理 分 別 比 減 小 和 但隨著添加量的逐漸增大土壤可溶性 北 方 園 藝 月 上 鹽含量出現(xiàn)不同程度的增大 處理的 可 溶 性 鹽 含 量 與 無 顯 著 差 異 處理的可溶性鹽含量顯 著大于 由表 可知 添加生物炭或秸稈的所有處理 均顯著降低了土壤 且隨著添加量 的增大 土壤 有下降的趨勢 秸稈及生物炭對小白菜種子發(fā)芽率的影響 添加秸稈處理的發(fā)芽率在發(fā)芽期間均高于 播種 和 處理的 發(fā)芽率分別高于 和 與 差異顯著 圖 和 表 添加生物炭的 處理播種 的發(fā) 芽率高于 但未達(dá)到顯著水平 其 表 不同處理的土壤 處理 注 和 為秸稈 生物炭 和 處理的發(fā)芽率 和 為秸稈和生物炭不同添加量時的發(fā)芽率 圖 不同處理小白菜種子的發(fā)芽率隨播種天數(shù)的變化 第 期 北 方 園 藝 余 處理發(fā)芽率在發(fā)芽期間與 均無顯著差 異 播種 的發(fā)芽率與 也無顯著差異 甚至低于 圖 和表 添加生物 炭 處理在播種 的發(fā)芽率與 無顯著差 異 除 處 理 外 其 它 均 略 高 于 而 處理在整個發(fā)芽期間的發(fā)芽率均低 于其它處理 圖 和表 由圖 和 及表 可知 在 種不 同添加量情況下 秸稈 處理在試驗(yàn)前期發(fā)芽 率較高 播種 同等添加量的生物炭和秸稈處 理間發(fā)芽率無顯著差異 生物炭添加 量為 秸稈 時 處理的發(fā)芽率 最高 但與 或 處 理 無 顯 著 差 異 生物炭添加量為 秸稈 時 處理整個發(fā)芽期間的發(fā)芽率最高 與 或 處理無顯著差異 而生 物炭 添 加 量 為 秸 稈 時 和 處理的發(fā)芽率最高 秸稈及生物炭對土壤中小白菜幼苗生長的 影響 與 相比 當(dāng) 種生物炭添加量較大 時 最大株高 最大根長 地上干質(zhì)量 根干質(zhì)量 根冠比 總生物量等反而較低 甚至顯著降低 僅 處理的最大根長略有提高 而當(dāng)秸稈添加量 較大 時 最大根長 根干質(zhì)量和根冠比提 高 而最 大 株 高 地上干質(zhì)量和總生物量降低 表 添加 生物炭 處理和 秸稈 處理均顯著提高了幼苗的最大株高 其 它 處 理 則 與 無 顯 著 差 異 添加秸稈處理的最大根長均顯著高于 其它處理除 外 均與 無顯著 差異 隨秸稈添加量的增大 地上干質(zhì) 量逐漸減小且均低于 而根干質(zhì)量和根冠比 也逐漸減小但高于 隨 種生物炭添加量的 增大 地上干質(zhì)量先升高后降低 除 處理略 高于 其它處理均低于 隨生物炭 添 表 播種 不同處理的小白菜種子發(fā)芽率 處理 發(fā)芽率 表 生物炭和秸稈對土壤中小白菜幼苗生長的影響 處理 最大株高 最大根長 地上干質(zhì)量 根干質(zhì)量 根冠比 總生物量 注 為各處理長勢最好前 株的相關(guān)數(shù)據(jù) 同列所有處理數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著 北 方 園 藝 月 上 加量的增大 根干質(zhì)量逐漸減小 除 處理 外 根冠比均小于 在添加生物炭 處理中 根干質(zhì)量均低于 除 處理外 其它處理 的根冠比均小于 總生物量隨秸稈量的增大 而逐漸減小 但隨 種生物炭量的增大呈先增大 后減小趨勢 處理的總生物量大于 從表 可以看出 隨著添加量的增大 根耐性 指數(shù)有下降趨勢 甚至低于 處理 而其 它處理皆大于 說明適量添加生物炭或秸稈 促進(jìn)幼苗根的生長 隨添加量 的增大會減小 促進(jìn)作用甚至抑制根的生長 由圖 可知 幼苗總生物量隨土壤可溶性鹽 含量的增大而降低 達(dá)到顯著水平 土壤可溶性鹽含量顯著影響小白菜的生長 添加 和 秸稈或 生物炭 促進(jìn)幼苗的 生長 如 處理增大了最大株高 根長 根冠 比和總生物量 增大了最大株高 根長和總 生物量 表 不同處理小白菜幼苗的根耐性指數(shù) 處理 根耐性指數(shù) 圖 小白菜總生物量與土壤可溶性鹽 含量的相關(guān)關(guān)系 討論與結(jié)論 有研究表明 添加生物炭 能降低土壤可溶 性鹽含量 且低添加量效果明顯 過量添加提高了 土壤鹽分含量 秸稈覆蓋 可以有效降低耕 層土壤鹽分 增加有機(jī)質(zhì)含量 該研究與相關(guān)報(bào) 道一致 適量添加生物炭 和 或秸稈 和 可以減小土壤可溶性鹽含量 但 添加量增大至 時反而增大其含量 主要由于 生物炭的可溶性鹽含量低于土壤的含量 加入土 壤后產(chǎn)生稀釋作用 以及土壤中生物炭對某些 鹽分的吸附作用 導(dǎo)致土壤可溶性鹽含量降 低 而添加量逐漸增大后 隨之加入的可溶性鹽量 也逐漸增大 足以抵消稀釋和吸附作用 導(dǎo)致土壤 可溶性鹽含量增大 圖 尤其是添加生物炭 處理 這將對作物種子發(fā)芽和生長產(chǎn)生不利影響 土壤施入竹炭后 其 下降 該研究也發(fā)現(xiàn) 添加生物炭或秸稈后土壤 顯著降低 馬瑞陽等 發(fā)現(xiàn)土壤中生物炭促進(jìn)小白菜的 萌發(fā) 并對高濃度土霉素毒性有緩解作用 在 鹽脅迫土壤中 等 發(fā)現(xiàn)在添加生物炭后 提高菜豆苗生物量和激素 吲哚 乙 酸 含 量 促進(jìn)菜豆的生長 等 也發(fā)現(xiàn)土壤 鹽脅迫顯著降低馬鈴薯地 上干質(zhì)量和產(chǎn)量 添加生物炭后顯著增加了同等 鹽脅迫下的馬鈴薯地上干質(zhì)量和產(chǎn)量 該研究發(fā) 現(xiàn)土壤中適量添加生物炭或秸稈能促進(jìn)小白菜種 子的萌發(fā) 生物炭量增大至 時將抑制其萌發(fā) 主要是由于土壤含鹽量隨生物炭添加量的增大而 增大 進(jìn)而抑制種子萌發(fā) 也抑制小白菜生長 導(dǎo) 致總生物量減小 該研究表明 添加 生物炭或 和 秸稈顯著減小土壤可溶性鹽含量 與 相 比 最高減小 添加量較大 反而增大 其可溶性鹽含量 且隨著添加量的增大 土壤 下降 土壤中添加秸稈處理的發(fā)芽率高于 處 理 其中添加量為 處理顯著高于 其提 高發(fā)芽率 添加生物炭處理的發(fā)芽率與對 照的無顯著差異 隨生物炭添加量的增加 發(fā)芽率 先增大后減小 添加 生物炭 秸稈直接炭化 形成 或 和 秸稈促進(jìn)小白菜幼苗的生 長 增加其總生物量 促進(jìn)作用隨添加量的增大而 減小 甚至?xí)种朴酌绲纳L 當(dāng)生物炭添加量較 第 期 北 方 園 藝 大 時 最大株高 根冠比 總生物量等反而低 于 可見 土壤適量添加秸稈或生物炭可以減小 鹽分含量 促進(jìn)小白菜發(fā)芽和幼苗生長 增加其生 物量 但生物炭和秸稈對小白菜整個生育期的作 用影響 還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)研究 參考文獻(xiàn) 高新昊 張英鵬 劉兆輝 等 種植年限對壽光設(shè)施大棚土壤 生態(tài)環(huán)境的影響 生態(tài)學(xué)報(bào) 肖婧 王傳杰 黃敏 等 生物質(zhì)炭對設(shè)施大棚土壤性質(zhì)與果 蔬產(chǎn)量影響的整合分析 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào) 王艾平 設(shè)施土壤鹽害對白圓葉莧菜種子萌發(fā)的影響 種子 劉曉雨 卞榮軍 陸海飛 等 生物質(zhì)炭與土壤可持續(xù)管理 從土壤問題到生物質(zhì)產(chǎn)業(yè) 中國科學(xué)院院刊 喬志剛 付嘉英 鄭金偉 等 不同炭基肥對青椒生長 品質(zhì) 和氮素農(nóng)學(xué)利用率的影響 土壤通報(bào) 馬瑞陽 閆聰聰 符博敏 等 生物質(zhì)炭對土霉素脅迫下小白 菜種子萌發(fā)的影響 生態(tài)毒理學(xué)報(bào) 韓哲 王雪涵 李洪卓 等 小麥秸稈添加對大白菜出苗及幼 苗生長的影響 北方園藝 鄭軍 史建民 我國農(nóng)作物秸稈資源化利用的特征和困境及 出路 以山東為例 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究 石祖梁 王飛 王久臣 等 我國農(nóng)作物秸稈資源利用特征 技術(shù)模式及發(fā)展建議 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 謝文達(dá) 智燕彩 李玘 等 杏殼生物炭對溫室次生鹽漬化土 壤修復(fù)效應(yīng)的研究 土壤通報(bào) 劉易 孟阿靜 黃建 等 生物質(zhì)炭輸入對鹽脅迫下玉米植株 生物學(xué)性狀的影響 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究 劉廣明 楊勁松 呂真真 等 不同調(diào)控措施對輕中度鹽堿土 壤的改良增產(chǎn)效應(yīng) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 張芙蓉 趙麗娜 張瑞 等 生物炭對鹽漬化土壤改良及甜瓜 生長的影響 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 北 方 園 藝 月 上 北 方 園 藝 研究論文 第一作者簡介 黃雪 女 碩士研究生 研究方向?yàn)?園藝植物種質(zhì)資源 責(zé)任作者 郭玲 女 博士 副教授 現(xiàn)主要從事園 藝植物種質(zhì)資源等研究工作 基金項(xiàng)目 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 塔里木大學(xué)重點(diǎn) 科技攻關(guān)資助項(xiàng)目 收稿日期 南疆果仁兼用杏種仁礦物質(zhì)元素鑒評 黃 雪 韓 愛 芝 圖 爾 蓀 古 麗 吾 拉 伊 木 郭 玲 塔里木大學(xué) 植物科學(xué)學(xué)院 新疆 阿拉爾 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新疆 阿拉爾 摘 要 以南疆 種果仁兼用型杏仁為試材 采用原子吸收光譜法 研究了杏仁中礦物 質(zhì)組成及含量的差異 以期為果仁兼用型杏瓷漆的開發(fā)和利用提供參考依據(jù) 結(jié)果表明 南疆 種果仁兼用型杏仁的礦物質(zhì)元素中 含量最高 范圍為 含量最低 范圍為 含量依次為 主成分分析表明南疆果仁兼用型杏仁的特征性元素為 在 種果 仁兼用型杏種仁中 以 卡巴克玉呂克 的 含量最高 庫爾勒托擁 的 含量最高 古木 杏 的 含量最高 甜仁杏 的 含量最高 阿克托擁 的 含量最高 大優(yōu)佳 的 含量最高 胡安娜 的 含量最高 品質(zhì)好 通過系統(tǒng)聚類分析 基于 元素含量 可將 個品種分為兩大類 關(guān)鍵詞 杏仁 礦物質(zhì)元素 微量元素 中圖分類號 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 文章編號 杏 屬薔薇科杏屬植 物 新疆是世界杏的起源中心之一 擁有十分 豐富的杏種質(zhì)資源 新疆的野生杏分布在天山山 脈以北 栽培杏主要分布在天山山脈以南 昆侖山 山脈以北的南疆地區(qū) 源于悠久栽培的歷史 南疆形成了豐富而又錯綜復(fù)雜的杏果仁兼用型地 方品種群 南疆栽培杏素有 一果三食 的美 譽(yù) 即 杏仁味甜可食 杏果既可鮮食又是優(yōu) 質(zhì)的制 干 制 醬 原 料 杏 產(chǎn) 品 遠(yuǎn) 銷 國 外 在 國際杏產(chǎn)品市場中占據(jù)重要地位 也是當(dāng)?shù)刂?要經(jīng)濟(jì)支柱和農(nóng)民的收入來源 目前 在南疆已 形成 萬 栽 培 杏 產(chǎn) 區(qū) 年 產(chǎn) 量 面積和產(chǎn)量均居全國首位 隨著人們對 杏仁的食用價值和保健作用的認(rèn)識 杏仁已從最 初核果類的副產(chǎn)品提升為重要的目標(biāo)產(chǎn)品 礦物質(zhì)在杏仁品質(zhì)中是重要的營養(yǎng)元素之 一 在人體內(nèi)有不可或缺的作用 我國科研 人員主要對杏果實(shí)中礦物質(zhì)元素進(jìn)行測定 認(rèn)為 杏果肉營養(yǎng)物質(zhì)豐富 含有 等 種礦物質(zhì)元素 且不同產(chǎn)