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生物炭基肥是以生物炭为载体与传统肥料复合而成的新型缓释肥料,其在农业生产及污染防控中的作用得到广泛认可。基于多年研究成果和文献综合分析,阐述了生物炭基肥的研发背景与重要性及生物炭基肥的增效机制,包括:吸持缓释养分、改善土壤理化性质及作物根系生长的水肥气热环境、改善土壤微生物生长的微环境、提供矿质养分及生物刺激物质等。此外,阐述了生物炭基肥在提升作物产量与品质、肥料高效利用与减施增效及环境污染防控等方面的作用;以及产品在制备(调整生物炭来源和炭-肥混合方式)、成型(确定形状,筛选粘接剂和延展剂)、配方(调整基础肥料组成,调整生物炭、水和粘接剂比例)及改性工艺(添加不同比例的高岭土、膨润土、煤炭腐植酸及其复配物的改性材料)方面的最新进展。根据现有问题及技术需求,指出加强新型产品研制及应用基础研究,加强大尺度应用的农业水土、经济、环境等效应及综合评价指标体系研究,及加快应用技术推广是生物炭基肥增效技术领域未来主要研究方向。 相似文献
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生物炭吸附去除溶液中硝态氮研究综述 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来,生物炭对减少水体环境中的硝酸盐污染、土壤氮素淋溶损失等问题的研究正日益受到国内外研究者的关注。通过对目前国内外生物炭对NO-3-N的吸附研究文献进行总结分析,得出了生物炭对NO-3-N的吸附机理及其影响吸附效果的因素等,指出生物炭对吸附NO-3-N的可行性,并提出未来该研究领域中尚存的薄弱环节包括吸附机理的模型建立、工业水处理的应用研究、提高吸附效率的改性方法、生物炭吸附材料的解吸及再生利用、对土壤理化性质的影响及其作用机理等。 相似文献
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土壤盐渍化问题已成为制约新疆地区农业发展的主要因素,近年来生物炭在改良土壤方面发挥了极大优势。为研究不同生物炭施用量对土壤理化性质以及盐分分布的影响,于2018—2020年在新疆地区开展生物炭改良盐碱土试验,种植作物为棉花-甜菜间作,模式为当地传统“一膜两管四行”栽培模式。2018年试验设置4个生物炭水平,分别为0、10、50、100 t/hm2。2019年增加设置25 t/hm2。综合分析2018年和2019年的试验结果,2020年生物炭施用量调整为0、10、25、30 t/hm2。生物炭混合深度为30 cm。在作物的不同生育期对各个处理不同剖面深度取土测定电导率、pH值和有机质含量,分析不同生物炭施用量对土壤pH值、有机质和盐分的影响。结果表明,添加生物炭显著降低生育初期和生育末期0～30 cm土层的pH值,且降低幅度与生物炭施用量成正比。生物炭对30～40 cm土层的pH值有降低作用,但效果不显著。因生物炭自身有机质丰富,生物炭施用10～100 t/hm2可增加土壤有机质含量31.8%～135... 相似文献
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生物炭因其良好的表面特性和孔隙结构,广泛的原料来源和广阔的产业化发展前景,已成为当今环境、农业和能源等领域的研究热点。针对生物炭对水体重金属的吸附研究,本文基于生物炭原料和制备工艺的多样性,综合分析了国内外生物炭重金属吸附机理的研究成果,详细阐述、分析了5种吸附作用机制(物理吸附、静电作用、离子交换、络合反应和化学沉淀)及其相关表征手段;同时评述了吸附工艺条件和重金属种类对生物炭吸附重金属的影响;指出生物炭重金属吸附领域未来的研究中,应开展针对重金属吸附的生物炭原料特性及吸附产物的多维、微纳尺度表征方法研究。 相似文献
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为研究适宜于不同滨海盐渍土的生物炭改良方案,以江苏滨海垦区2种典型盐渍土(粉砂壤土、砂壤土)和玉米为研究对象,设置0,25,50,75,100 g/kg生物炭水平,探讨了生物炭对不同滨海盐渍土的改良效果及玉米生理生长的影响.结果表明:生物炭添加后,土壤电导率、Na+质量浓度降低,Ca2+,Mg2+,K+质量浓度升高,0~20 cm土壤容重减小,孔隙度增大,有机质质量比升高.适量生物炭促进了玉米光合作用,叶片净光合速率、气孔导度、叶绿素质量分数有所增长.同时,生物炭降低了盐渍土对玉米的盐分胁迫,叶片脱落酸物质的量浓度及ωNa+/ωK+比减小,并缓解了氧化应激反应,过氧化氢、丙二醛物质的量浓度明显降低.生物炭改良效果因土壤质地而异,粉砂壤土中,生物炭不宜过多,生理生产指标在50 g/kg时达到峰值,增至75,100 g/kg时,反而导致孔隙堵塞并发生盐分累积,光合受阻,盐分胁迫、氧化损伤加剧,抑制玉米生长生产;砂壤土中,25 g/kg生物炭对土壤及玉米的影响较小,增至50 g/kg及以上时效果显著,但在75,100 g/kg间无明显差异.研究表明,粉砂壤和砂壤质地的盐渍土改良所适宜的生物炭施用量分别是50和75 g/kg. 相似文献
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干旱是世界农业发展中主要的障碍因子之一,严重威胁着国家粮食安全和生态可持续发展,生物炭是一种富含碳的生物质再生产物,作为一种高效的土壤改良剂,不仅能改善土壤理化结构,提高土壤持水能力,同时缓解干旱胁迫对作物的负面效应。综述了生物炭缓解作物干旱胁迫效应的研究成果,包括促进作物生长发育、增强作物抵御干旱能力、改善土壤理化特性和微生物学特性等,重点阐述生物炭特性与缓解干旱胁迫效应之间的联系和关键机制。最后初步阐述国内外研究存在的差异和需要加强的方面,并展望了生物炭在缓解干旱胁迫方面的应用潜力,旨在为生物炭的进一步推广应用提供理论依据和参考。 相似文献
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生物炭对黑土区坡耕地水土保持及大豆增产效应研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对东北黑土区坡耕地水土流失严重,农业用水量不足的问题,研究生物炭对该地区的水土保持及作物增产效应,并寻求最优生物炭施用量。2015年,以黑龙江农垦北安分局红星农场3°坡耕地为研究对象,研究不同生物炭施用量对大豆生育期土壤水分动态、表径流、土壤侵蚀、产量和作物水分利用效率的影响。结果表明,生物炭对坡耕地水土保持及大豆节水增产有较好的效果,其中对于水土保持方面,生物炭施用量越高,水土保持效果越好;而对于大豆产量与水分利用效率方面,则生物炭施用量为75 t/hm~2的处理效果最为明显。 相似文献
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添加生物炭对降低冬小麦幼苗盐害并促进其生长的效果研究 总被引：2，自引：0，他引：2
《灌溉排水学报》2019,(11)
黄河三角洲盐碱农田具有"盐、板、瘦"的特点,以NaCl为主要成分的盐渍危害直接影响着滨海土壤质量。生物炭添加可改善土壤性质,促进作物生长。【目的】明晰炭添加对盐渍土盐分离子和冬小麦幼苗生长的影响。【方法】研究依托田间试验探究了低剂量(0～4 g/kg)的芦苇炭添加对盐渍土盐离子、麦苗体内钾钠比、钾素利用率及幼苗生物量的影响。【结果】施用生物炭可降低土壤溶液中的盐离子、增加冬小麦幼苗体内钾钠比和麦苗钾素利用率,有助于提升幼苗生物量;以4 g/kg炭添加量下的降盐、增量效果最为明显。土壤溶液中的Na+较CK降低了9.43%,幼苗K/Na和钾素利用率分别提升了56.80%和25.48%,麦苗生物量增加了15.72%。【结论】炭添加可通过固持土壤溶液中的Na+、提升麦苗K/Na和钾素利用率来促进其生物量的增加。研究可为生物炭用于盐渍土改良的降盐培肥和增效增产的过程机理提供理论依据,为生物炭用于盐渍化土壤改良的可行性提供初步指导。 相似文献
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为解决渍水胁迫这一困扰南方避雨栽培区农业生产的障碍性问题,定量评估施加生物炭对缓解作物渍害的影响,以避雨栽培番茄为对象,借助土柱试验,系统分析不同地下水位及生物炭施加量对作物耗水规律、土壤氧化还原电位及产量的影响。结果表明,地下水位越浅,作物渍害胁迫越严重,导致耗水量越少;施用生物炭后,作物耗水量显著降低,生物炭保水作用随地下水位降低而有所削弱。地下水补给量随地下水埋深变大而减小,相同地下水位条件下,施用生物炭可显著增加地下水利用量。施用生物炭可使土壤氧化还原电位变大,改善土壤通气性能。地下水位在-80cm时,5%生物炭施加量可显著提高番茄产量和水分利用效率,其增幅分别达到38.7%、56.6%,地下水位对番茄产量影响显著,而地下水位和生物炭交互作用对产量及水分利用效率影响均不显著。 相似文献
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为了探讨南方地区农业生产以施加生物炭作为缓解作物渍害胁迫的可能性,利用土柱试验,系统研究了渍害条件下不同生物炭施加量对番茄形态指标、生理指标、产量及水分利用效率的影响.结果表明,在5%生物炭施用量下,除总根长、根尖数、根冠比和叶绿素荧光参数外,其余各项形态指标、生理指标较对照处理均显著增加;生物炭施用对番茄干物质积累的促进作用更为明显,施用3%生物炭处理下,根干质量、总干物质量较对照处理差异显著,分别增加了0.11 g/株、2.37 g/株.生物炭添加对番茄产量影响并不显著,仅在生物炭施加量为10%时,番茄产量明显高于对照处理,而该处理下WUE的增幅达到了120%.总体上,5%的生物炭施用量较为经济合理,适于实际生产应用. 相似文献
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以不同生物炭配比的土壤样品为研究对象,通过低温真空抽提和稳定同位素光谱技术,进行不同抽提时间下的土壤水稳定同位素分析,采用绘制土壤抽提曲线和计算抽提贡献率的方法,探讨生物炭对土壤持水性的影响。结果表明,低温真空抽提下,砂土的最短抽提时间(T_(min))为30 min,壤土为45 min,粘土为60 min。土壤持水性的变化会导致抽提过程中水稳定同位素值、T_(min)和抽提贡献率发生变化,通过分析不同生物炭配比下土壤的T_(min)、水稳定同位素分馏情况以及计算贡献率可得出,生物炭显著影响砂土持水性,且与生物炭添加量呈线性正相关;而对壤土和粘土的持水性有一定影响,但过量或过少则不明显,壤土对生物炭更为敏感。 相似文献
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为探究黑土区坡耕地不同生物炭应用模式（不同生物炭施用量和施用年限）的综合效益,以东北黑土区坡度为3°耕地径流小区为研究对象,于2015—2018年,设置不加生物炭的常规处理（C0）和生物炭施加量分别为25 t/hm2（C25）、50 t/hm2（C50）、75 t/hm2（C75）、100 t/hm2（C100）共5个处理,分析不同施炭量以及施炭年限的综合效益,结果表明：在生态效益方面,生物炭能够有效改善土壤结构、增强土壤肥力、提高土壤蓄水保土能力,在施炭量为50 t/hm2时,连续施用2年,土壤蓄水保土效果最佳;连续施用3年,土壤结构最为理想;施炭量为100 t/hm2时,连续施用4年,土壤肥力最佳。在经济效益方面,生物炭能够有效提高作物节水增产性能及其经济产值,施用1年、施炭量为75 t/hm2时,水分利用效率最大;连续施用2年、施炭量为25 t/hm2时,生物炭边际生产力最大,施炭量每增加1 t,产量增加1... 相似文献
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黑土区施加生物炭对土壤综合肥力与大豆生长的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
为探明黑土区施加生物炭对土壤持水性能、土壤养分以及大豆生长的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行为期4年的观测。按照生物炭施加量,2015年共设置C0(0 t/hm~2)、C25(25 t/hm~2)、C50(50 t/hm~2)、C75(75 t/hm~2)、C100(100 t/hm~2) 5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年,0～60 cm土层土壤储水量随施炭量的增加呈先增大、后减小的趋势,而对60～100 cm土层土壤储水量影响不显著;连续4年,饱和含水率随施炭量的增加呈逐渐增大的趋势; 2015年田间持水率、凋萎系数随施炭量的增加呈逐渐增大趋势,2016—2018年呈先增加、后减小趋势;连续4年,施加生物炭提高了大豆各生育阶段的株高和叶面积,同期相对较优处理分别为C75、C50、C50、C25;连续4年,大豆冠层覆盖度与施炭量呈抛物线变化(R~2均在0. 89以上,P 0. 01),连续施加2年的C50处理各生育期提高量最大,与C0相比提高了81. 4%、36. 7%、31. 5%和39. 6%;连续4年,土壤pH值和有机质、速效钾含量随施炭量的增加呈逐渐升高趋势,碱解氮、有效磷含量呈先升高、后降低趋势,相对较优处理为C50、C50、C25、C25。采用改进的内梅罗指数模型计算的土壤综合肥力指数与产量呈正相关(R~2=0. 861 5,P=0. 001 2,RMSE为0. 75),土壤综合肥力水平最高的生物炭施用模式为连续2年施加50 t/hm~2的生物炭。 相似文献
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为探究黑土区坡耕地不同生物炭施用模式的生态效益、经济效益以及二者的耦合协调度,以东北黑土区3°坡耕地径流小区为研究对象,设置不施加生物炭的常规处理（C0）和生物炭施加量分别为25t/hm2 (C25)、50t/hm2 (C50)、75t/hm2 (C75)、100t/hm2 (C100)5个处理,于2015—2018年开展试验研究,采用熵值法和耦合协调度模型测算不同生物炭施用模式的生态效益、经济效益以及二者的耦合协调度。结果表明：生物炭能够有效改善土壤结构、增强土壤肥力、提高土壤蓄水保土能力,连续施用2年、施炭量为50t/hm2时,生物炭的生态效益最佳。同时,生物炭能够有效提升作物节水增产性能,提高生物炭的收益和利用效率,施炭1年、施炭量为75t/hm2时,生物炭的经济效益最佳。耦合协调度测算结果表明,施用生物炭能有效改善生态效益与经济效益的阻抑程度,黑土区最佳的生物炭施用模式为连续施用3年、施炭量为50t/hm2,此时生物炭的生态效益指数与经济效益指数均较高且二者的协调度达到最佳,分别为0.6849、0.6345、0.5741。研究结果可为黑土资源的高效利用以及黑土区实际生产提供理论依据。 相似文献
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【目的】提高微咸水灌溉效率并降低土壤盐渍化风险。【方法】以冬小麦为研究对象,设计避雨条件下不同微咸水-生物炭处理(CK,淡水;B0,5 g/L微咸水;B15,5 g/L微咸水及15 t/hm2生物炭;B30,5 g/L微咸水及30 t/hm2生物炭;B45,5 g/L微咸水及45 t/hm2生物炭)的田间试验,探讨了微咸水灌溉下生物炭添加量对土壤特性和冬小麦花后干物质积累及转运的影响机制。【结果】生物炭添加后土壤表层(0~20 cm)体积质量降低了2.27%~8.33%,总孔隙度增加了4.52%~13.47%,有机质量增加了30.02%~111.12%,土壤表层(0~20 cm)及主根区(0~40 cm)钠吸附比降低了23.88%~33.27%和22.34%~30.80%;15 t/hm2能够促进盐分淋洗,降低了微咸水灌溉下土壤含盐量,然而高剂量时将加剧盐分累积。单独微咸水灌溉下冬小麦生长受抑,最终产量下降了12.04%。生物炭能够缓解盐胁迫下叶片早衰,促进光合作用能力,并增加花前干物质转运量及花后干物质积累量,进而获取了更高的籽粒质量和收获指数。B15、B30、B45处理的最终产量较B0处理分别增加9.18%、7.73%、2.74%。【结论】15 t/hm2添加量的生物炭效果最佳,可促进微咸水资源的农业利用。 相似文献
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连年施加生物炭对黑土区土壤改良与玉米产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究连年施加生物炭对黑土区坡耕地的土壤结构、持水性能、玉米产量及可持续性的影响,从2015年开始,在黑土区3°坡耕地径流小区内,将玉米作为试验作物连续进行4年生物炭效应试验。共设置C0（0 t/hm2）、C25（25 t/hm2）、C50（50 t/hm2）、C75（75 t/hm2）和C100（100 t/hm2） 5种生物炭的施用量处理。结果表明:4年中土壤容重随生物炭的增加有减小的倾向,孔隙度有逐渐增加的倾向;适量生物炭可有效降低土壤固相比例,提高气相和液相比例,除2015年外,连续3年广义土壤结构指数（GSSI）随施炭量的增加先增大后减小,土壤三相结构距离指数（STPSD）随施炭量的增加先减小后增大,均在第3年C50处理达到最优（99.96、0.63）,同时土壤三相比偏离值R最小（1.03）,三相比最接近理想状态;连续4年大于0.25 mm团聚体含量R0.25、平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）随着生物炭的增加有先增加后减小的倾向;连... 相似文献
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为了探究表层(0~20 cm)掺加不同改良剂对盐碱化土壤改良的效果,以黄河三角洲地区中度盐碱化土壤为研究对象,利用室内一维垂直积水入渗试验,表层掺加2种改良物质,即河沙、生物炭,设置7个处理分别为CK,S1,S2,S3,C1,C2,C3,以研究其改良效果.结果表明:在不同河沙、生物炭用量下,改良措施均能提高土壤水分入渗性能,其中生物炭改良措施显著提高了掺加层含水量,河沙改良措施显著提高了土壤掺沙层以下土壤含水率;不同改良处理下,河沙改良措施相较于生物炭改良措施更有利于盐碱化土壤脱盐,处理S3的平均脱盐率比掺生物炭处理提高14.5%~27.7%,脱盐区深度、达标脱盐区深度均超过了0~50 cm作物根系密度较大的土层.根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果,土壤表层掺沙可有效改良黄河三角洲地区盐碱化土壤的水盐分布,为作物生长提供良好的环境. 相似文献
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水炭运筹对寒地黑土区稻田土壤肥料氮素残留的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为揭示水炭运筹下肥料氮素在稻田土壤中的残留情况,采用田间小区试验与微区试验相结合的方法,应用15N示踪技术,以传统淹水灌溉作为对比,研究水分管理模式和生物炭施用量二因素全面试验构成的不同水炭运筹模式下水稻收获后基肥、蘖肥、穗肥和肥料整体在稻田土壤中的残留情况,以及各阶段施用的肥料氮素残留在不同深度土层的分布规律。试验结果表明,稻作浅湿干灌溉模式不同生物炭施用水平下施用的氮肥在稻田土壤中的总残留率为28.16%~34.42%,其中基肥、蘖肥和穗肥氮素的残留率分别为27.53%~41.35%、34.32%~43.50%和11.58%~25.67%。当生物炭施加量在0~12.5 t/hm^2时,水稻收获后两种灌溉模式下基肥和蘖肥氮素在土壤中的残留量均随着生物炭施入量的增加而增大,而穗肥氮素在土壤中的残留量随生物炭施入量的增加而减小,相同生物炭施用水平下稻作浅湿干灌溉模式各阶段肥料氮素在土壤中的残留率显著高于传统淹水灌溉(P<0.05),且两种灌溉模式肥料氮素在相同土层深度中的残留量差异显著(P<0.05),不同生物炭施用水平下稻作浅湿干灌溉模式各阶段施用的氮肥在稻田0~20 cm土层中的残留量均高于传统淹水灌溉,而在40~60 cm土层的残留量均低于传统淹水灌溉;施加25 t/hm^2生物炭时,对稻作浅湿干灌溉模式的基肥、蘖肥和穗肥氮素在稻田土壤中的残留产生负效应。合理的水炭运筹模式能够增加耕层土壤(0~20 cm)肥料氮素残留量,减少肥料氮素损失,抑制肥料氮素向深层土壤运移,降低残留在土壤中的肥料氮素对稻田生态环境造成污染的风险。 相似文献