脱硫石膏改良盐碱土壤综合效果评价研究

为探究区域脱硫石膏改良盐碱土壤的综合效果,通过文献调研统计分析了施加量在0~60 t·hm^(–2)范围内的脱硫石膏,对土壤pH、交换性钠百分率、浸提液电导率和作物产量的变化特征。基于灰色关联分析法和熵权法建立了以脱硫石膏施加量为自变量的盐碱土壤综合改良评价模型。结果表明:施用脱硫石膏可降低土壤pH和交换性钠百分率,提高作物产量(油葵、苜蓿、玉米、水稻、小麦、枸杞和甜高粱),但增加了土壤浸提液的电导率值。随着脱硫石膏施加量的增加,土壤pH和交换性钠百分率的降低率及作物产量的增加率呈先增加后减少的趋势,而土壤浸提液电导率的增加率呈增加的趋势。在中度或重度盐碱土壤为获得作物高产,脱硫石膏施加量不宜超过30 t·hm^(–2)。为综合分析脱硫石膏改良盐碱土壤的效果,本文基于熵权—灰色关联度评价模型,分析脱硫石膏最佳施加量。轻、中度盐碱土施加18~22 t·hm^(–2)的脱硫石膏;重度盐碱土施加23~29 t·hm^(–2)的脱硫石膏可取得良好的改土增产效果。研究成果为脱硫石膏改良盐碱土壤提供参考依据。

基于蒸发皿蒸发量的日光温室番茄适宜水-炭管理模式

本试验以气象站常用的20 cm蒸发皿的蒸发量(Ep-20)来设计不同灌水量,从生育状况、产量和品质探究了东北地区春、秋两季茬口温室番茄适宜的水-炭管理模式以及利用蒸发皿制定滴灌制度的可行性。试验为裂区试验设计,主因素为灌水量,分3个水平:0.6Ep-20(W1)、0.8Ep-20(W2)和1.0Ep-20(W3);副因素为生物炭量,分3个水平:0(B0)、20t·hm^-2(B1)和40 t·hm^-2(B2)。结果表明:种植季节对番茄整体状况的影响很大;施加高量生物炭(B2)可以改善春季茬口番茄株高生长缓慢和秋季茬口番茄生理状况、产量及品质较差的现象,并且可以提高春季茬口番茄的产量和品质以及两季茬口的灌溉水利用效率(IWUE);灌水量和生物炭量的增加对番茄的生育状况和产量都产生正向影响;在相同施炭量条件下,当灌水量超过W2水平时,随着灌水量的增加,产量增加不显著且番茄品质下降;最优水-炭管理组合W2B2相较于对照处理W3B0,在春、秋两季茬口减少灌水量20%的条件下,产量分别增加15.6%和20.5%,IWUE分别提升44.5%和50.7%,口感接受度分别提升8.2%和4.5%。本试验利用春、秋两季茬口的每日蒸发皿蒸发量分别与参考作物蒸发蒸腾量和作物耗水量进行分析,均得到极显著的线性相关关系,可将W2B2组合选定为温室番茄适宜的年度水-炭管理模式,该结果可为东北地区日光温室番茄种植提供参考。

生物炭对玉米/大豆、玉米/花生间作系统土壤水肥热及产量的影响

于2019年5—9月在沈阳农业大学水利学院科研试验基地进行田间试验,设置2种种植模式MS、MP(玉米/大豆间作、玉米/花生间作)和3个生物炭施用量T0、T1和T2(0、15和30 t·hm^(-2))的田间小区试验,研究施入生物炭对玉米/大豆、玉米/花生间作系统土壤水热、养分吸收和产量的影响。结果表明:施入生物炭对作物生育初期0~30 cm土壤储水量影响不显著,随着生育期的推进,由于受降雨等因素的影响,生物炭处理显著提高了0~30 cm土壤储水量,其中在抽雄期MPT2处理的增幅最大,达15.49%;在苗期与拔节期,由于降雨少,生物炭对30~60 cm土壤储水量的影响并不显著,从抽雄期开始至生育末期表现出显著性差异,但提升效果不如0~30 cm土层。生物炭可以显著提高苗期与拔节期土壤有效积温,在苗期MPT2处理下提升效果最为显著,增幅达20.97%,而在作物生育中后期,生物炭对土壤有效积温的影响减弱,在抽雄期和灌浆期的影响最小。生物炭施入土壤后虽然显著降低了作物生育前期土壤的矿质氮含量,但显著提高了作物生长发育中后期的矿质氮含量(25.19%~48.82%),因而增加了MS总产量(12.79%~13.71%)和MP总产量(15.86%~18.01%)。因此,生物炭有效调控了作物生长发育关键期土壤的水肥热状况,改善了间作系统的作物生长环境,使得间作这一本来就有着产量优势的种植模式产生了更大的增产效应。

调亏灌溉和生物炭对大豆生长、产量及水分利用效率的影响

为了解生物炭及调亏灌溉对大豆的影响,以大豆"开育12号"为试验材料,采用随机区组试验设计,利用盆栽栽培条件,研究不同生物炭添加量B0(0 t·hm^-2)、B1(6t·hm^-2)、B2(12 t·hm^-2)和不同程度调亏灌溉W1(充分灌溉,70%田间持水量)、W2(轻度调亏,55%~60%田间持水量)、W3(重度调亏,45%~50%田间持水量)对大豆生长、产量及水分利用的影响。结果表明:轻度调亏灌溉不会影响大豆叶面积指数及地下部分干物质累积量,而大豆叶面积指数和地下部分干物质累积量随着生物炭使用量的增加而增加;地上部分干物质累积量随着调亏程度的加重而降低,而生物炭施用量为12 t·hm^-2时,才会提高地上部分干物质累积量。调亏灌溉和生物炭均能影响大豆的耗水量,其中耗水量随着调亏程度的加剧而减少,而添加6 t·hm^-2生物炭耗水量最高,但有利于产量的形成。与充分灌溉不施用生物炭相比,在轻度调亏灌溉下添加6 t·hm^-2生物炭可提高产量16%和水分利用效率21.4%。因此,在轻度调亏灌溉下,施加6 t·hm^-2生物炭可以有效提高水分利用效率,提高大豆产量。

生物炭陈化对玉米产量及土壤水肥的影响

为探究生物炭陈化对农田土壤水肥的作用效果,设置2种陈化时间的生物炭Y_(1)、Y_(5)(新施入土壤的生物炭、田间自然陈化第5年的生物炭)和3个生物炭施用量C_(0)、C_(6)和C_(12)(0、6和12 t·hm^(-2))的田间双因素随机区组试验,研究生物炭陈化对玉米产量、不同土层含水率和土壤肥力的影响。结果表明:相同施炭量下,陈化第5年的生物炭较新鲜生物炭对玉米产量及土壤水肥效应所表现出的正向效应均降低。Y_(1)C_(12)处理玉米产量提升最高(28.3%),Y_(5)C_(6)处理玉米产量提升最低(6.9%);相同施炭量下,陈化第5年生物炭的玉米增产效应小于新鲜生物炭。除Y_(5)C_(6)处理外,其余生物炭处理与Y_(1)C_(0)(Y_(5)C_(0))处理相比均显著提高了玉米的水分利用效率(P<0.05),提升幅度为5.4%~16.7%。施用生物炭对土壤含水率的影响主要集中在表层土壤,陈化生物炭处理的土壤含水率较新鲜生物炭处理的土壤含水率显著降低,5年低量生物炭Y_(5)C_(6)处理下的土壤含水率与Y_(1)C_(0)(Y_(5)C_(0))处理无显著差异。施用生物炭显著增加了土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮、全氮、有效磷、速效钾含量,进而提升土壤综合肥力,但陈化第5年的生物炭对土壤养分提升效果低于新鲜生物炭,各处理土壤综合肥力表现为Y_(1)C_(12)>Y_(5)C_(12)>Y_(1)C_(6)>Y_(5)C_(6)>Y_(1)C_(0)(Y_(5)C_(0))。本研究结果可为合理利用生物炭提供科学依据。