三种生物质热解醋液矿物质和有机质组成及其辣椒叶面喷施效应

为了解生物质热解醋液的无机与有机组成特点及其叶面喷施对蔬菜生长和品质的影响,探讨其组成及作物效应变化与不同原料和热解工艺的潜在联系。本研究选择苹果枝条、玉米秸秆和稻壳等三种农业废弃物炭化工程的热解醋液,分析其基本物质组成性质及可溶性有机质(DOM)含量,并采用提取-浓缩-GC-MS分析法研究供试醋液主要有机分子组成,继而以其为载体分别配制叶面液体肥料,进行辣椒田间试验。设置对照(清水,CK)、市售常规液体肥料(WSF)、稻壳醋液炭基液体肥料(RF)、玉米秸秆醋液炭基液体肥料(CF)和苹果枝条醋液炭基液体肥料(AF)5个喷施处理,采集成熟辣椒测定植株生长和品质指标。结果表明:三种热解醋液的DOM均以有机酸、酚类物质为主,同时含有少量酮类、醛类和酯类等物质。其中,苹果枝条醋液含有机酸量最大,稻壳醋液含酚类最多。不同液体肥料喷施处理均能促进辣椒生长和改善辣椒品质,其中AF处理效果最优,其次是CF、RF和WSF处理。与CK相比,不同液体肥喷施辣椒平均增产在35%以上,AF处理增产达62%;AF显著提高了辣椒坐果数、叶面积和SPAD值,增幅分别为54.73%、26.99%和19.67%;各处理下辣椒果长、果径均显著增加,AF处理下增幅均在25%以上。不同液体肥料喷施均显著增加了辣椒可溶性糖和辣椒素含量(平均增幅约20%),并提高了可溶性蛋白含量(增幅约5%);AF处理下辣椒可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、辣椒素和干物质等品质指标提升幅度在6%~30%之间。研究表明,热解醋液液体肥对辣椒的增产提质效应与热解醋液中微量矿质元素有关,也与小分子有机酸和抗氧化酚类物质含量有关,其分子过程和分子机理仍需要进一步研究。

宁镇丘陵区村域小流域不同土壤景观下表土质量变化及评价

中国南方丘陵区存在着自然过程和人类活动交互影响的、土地利用—土地覆盖叠加变化的多种土壤景观,其土壤质量对乡村农业产业发展具有重要影响。在南京市远郊的溧水区晶桥镇芝山村域小流域,选取流域内生态保护的林地、农业利用的园地、旱地和稻田4种土壤景观,于秋季分别采集表土样品,测定土壤基础理化性质、土壤团聚体粒径组成及土壤微生物磷脂肪酸和胞外酶活性分布,分析土壤肥力、土壤团聚化、土壤生物活性等关键性质在不同土壤景观中的变异情况,并采用土壤质量评价方法探明土壤景观与表土质量的变化关系。结果表明,与原生林地相比,农业土壤景观中有机质减少50.93%~69.63%,土壤团聚体平均重量直径降低41.34%~68.71%;相应地,土壤微生物总磷脂脂肪酸含量也降低19.20%~42.04%,土壤归一化酶活性降低22.48%~63.27%。因此,与林地景观土壤相比,农业土壤景观的土壤生态系统服务功能已经显著削弱。不过,在农业土壤景观中,稻田的土壤有机质储量和微生物活性相对较高。回归分析表明,土壤有机质含量是影响土壤性质变化的最强因子。基于总数据集和最小数据集的土壤质量评价和基于土壤健康理念的土壤功能质量评价均表明,表土总体土壤质量的变化趋势为林地>稻田>旱地>园地。同时,基于土壤健康理念的评价体系能综合地反映不同土壤景观间土壤的质量变化及其生态系统功能意义。

不同原料生物质炭DOM组分成分特性

不同原料的生物质炭DOM含量和组分存在差异,选取水稻秸秆(RS)、小麦秸秆(WS)、大豆秸秆(SS)、油菜秸秆(YS)、花生壳(PH)、松木屑(PW)和竹粉(BS)7种生物质原料在450℃下制备的生物质炭,采用紫外-可见光光谱(UV-vis)、荧光光谱(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC)技术对生物质炭中DOM的光谱特征和荧光组分进行表征.结果表明:木本类生物质炭的DOM含量较秸秆类生物质炭低,分子量较高.从生物质炭DOM中鉴定分离可见区类富里酸组分(C1)、较短波长类腐殖酸组分(C2)、较长波长类腐殖酸组分(C3)和类蛋白质组分(C4)等4种组分.不同原料生物质炭DOM各组分的最大荧光强度(F_(max))值表现为C1>C2>C3、C4,秸秆类炭DOM各组分的F_(max)值显著高于木本类.生物质炭DOM中以C1组分占主导地位,占比达48.87%~79.97%.C2、C3组分在YSB、SSB-DOM中占比最高,分别达32.71%和23.25%,仅在YSB和PHB-DOM中发现少量C4组分.木本类原料的有机和无机矿物含量远低于秸秆类,原料中纤维素含量与生物质炭DOM总量及其C3组分呈显著的正相关关系,Ca含量与生物质炭的DOM含量及其F_(max)值和C3组分呈显著正相关,说明不同生物质原料的组成对生物质炭DOM组成特性具有显著的影响,研究结果为全面评估不同原料生物质炭DOM的环境效应提供重要的科学理论依据.