生物炭与化学肥料互作的大豆生物学效应

以大豆品种铁丰40为试材,在2010—2011年的大田试验中调查生物炭与不同用量化肥配施对大豆生长发育、光合作用、产量与品质及肥料表观利用率的影响。结果表明,炭/肥互作在不同程度上提高了大豆株高、叶片净光合速率与蒸腾速率,增加了叶、茎干物重。炭/肥互作对大豆生长前期的氮、磷吸收影响不明显,但随着生育期的推进,叶、茎对氮、磷吸收逐步增加,单株氮、磷积累量明显提高。炭/肥互作提高了单株荚数、单株粒数、单株粒重和产量,平均比单施化肥增产13.2%。其中,在常规施肥量减少15%、30%和60%基础上增施生物炭,2年平均产量分别比常规施肥提高11.20%、11.00%和8.17%,平均增产10.1%。并且炭/肥配施处理的蛋白质与脂肪总量明显优于单施化肥处理,表现为配施化肥量越少效应越明显。生物炭与化肥配施"减量增效"作用明显,可应用于大豆生产。

生物炭对棕壤大豆根际微生物的影响

为了探讨生物炭对棕壤大豆根际微生物群体的影响,试验设置CK(0kg.hm-2),C1(750kg.hm-2),C2(1500kg.hm-2),C3(3000kg.hm-2),C4(6000kg.hm-2)5个生物炭梯度,分别在大豆苗期、开花期、结荚期、鼓粒期和成熟期测定土壤微生物数量、pH值和田间持水量的动态变化,并观察微生物在炭粒与土粒中的分布情况。结果表明:多数生育期生物炭处理提高大豆根际土壤中细菌数量,最高增加94.9%;前4个生育期,与CK相比真菌和放线菌数量减少,分别减少13.6倍和47.2%,但成熟期C4真菌增加0.51倍,而放线菌则提高2.09%。细菌真菌比例提高,成熟期C4比CK高70.7%。土壤pH提高,成熟期C4比CK高5.6%。炭粒中微生物数量少于土粒。通过增加土壤细菌与真菌数量比例,以及提高pH,生物炭可能成为缓解大豆连作障碍的土壤改良剂。

玉米芯生物炭对大豆的生物学效应

以玉米芯为原材料,采用新型炭化技术制备生物炭,研究了玉米芯炭的结构及理化特性,并通过大田试验研究了玉米芯生物炭对大豆的生物学效应。结果表明,玉米芯在炭化后总孔体积、比表面积、p H、固定碳含量、灰分含量分别提高了5.54、3.74、1、5.03、0.26倍,具有丰富的微孔结构和元素种类。施用玉米芯炭后,大豆株高、地上部干物质积累提高,光合作用、营养生理以及氮、磷、钾养分吸收功能增强,产量与品质明显提高。较高施炭量(1500、3000 kg·hm-2)平均比对照增产10.98%。该玉米芯生物炭结构与理化特性良好,是一种理想的农用生物炭材料,可应用于东北大豆生产。

连续施用农用玉米芯炭的马铃薯生物学响应

为进一步探明不同材质生物炭在马铃薯生产上的应用效果及潜力,利用玉米芯制备生物炭,测定其结构及主要理化特性变化,并采用大田试验方法,研究该玉米芯炭对马铃薯生长发育、产量、品质及病害发生等生物学特征的影响。结果表明:玉米芯炭具有富碳、多微孔特征,含有多种养分元素及阳离子交换量(CEC),总孔体积、比表面积分别比炭化前提高了4.37倍和3.89倍,适于农业应用。在连作砂质土壤施用玉米芯炭后,马铃薯株高及叶、茎干物质积累明显提高,利于促进马铃薯早发快长,连续2 a施炭的马铃薯中、大薯比例和小区产量分别比对照平均提高44.67%和29.01%,其中以C2处理(按4500 kg·hm-2标准施用生物炭)的产量最高。同时,马铃薯块茎干物质、淀粉、可溶性蛋白、还原糖含量分别比对照平均提高7.78%、14.59%、19.53%、15.38%,商品、食用及营养品质有一定提升。此外,玉米芯炭处理的马铃薯疮痂病、晚疫病发生率显著降低,分别比对照平均降低93.43%和87.77%,抑制效应明显。研究表明,玉米芯生物炭对马铃薯具有"促长、增产、提质、抗病"的生物学作用特征,适于马铃薯生产应用。