生物炭浸提液对盐胁迫水稻幼苗生长的调节作用机制

生物炭是一种可以改良土壤、提高作物产量和品质的新型农林废弃物再利用材料,在其加工时可以产生某些具有生物活性的水溶性分子,通过水溶液振荡方式可制备成含有水溶活性分子的生物炭浸提液。利用生物炭浸提液水培系统培养水稻幼苗,探讨生物炭浸提液中活性分子对水稻幼苗耐盐性的影响。结果表明,生物炭浸提液可以缓解由盐胁迫造成的水稻种子萌发抑制、幼苗生长缓慢,以及地上部鲜重、存活率和叶绿素含量的下降,MDA含量升高。实时定量RT-PCR结果显示,生物炭浸提液可以使盐胁迫下水稻钾离子转运蛋白编码基因Os HAK7和Os HAK10的表达量分别提高2.5倍和3.4倍。综上可见,生物炭浸提液可以提高盐胁迫下水稻幼苗的抗氧化能力和对盐胁迫的耐受性。

生物炭浸提液对茅苍术应用效果研究

目的:研究生物炭浸提液对茅苍术形态、生理、产量和品质的影响。方法:以常规施肥为对照,在大田试验中设计了小麦秸秆生物炭提取液叶面喷施(T1)、灌根(T2)和叶面喷施+灌根(T3)三个不同处理,分析毛苍术生长特征和品质特征。结果:施用生物炭浸提液显著提高了茅苍术植株中叶绿素含量,增大了叶面积。T1、T2、T3三个处理茅苍术根茎产量分别提高14.1%、15.6%、14.8%,苍术素含量分别提高7.7%、10.6%、9.6%。同时,生物炭浸提液处理也促进了茅苍术对微量元素铁、锰、锌、铜的吸收。结论:施用生物炭浸提液能显著提高茅苍术产量,改善品质,表明生物炭浸提液具有开发为营养肥料的潜力。

生物炭浸提液对老化水稻种子生理特性的影响

为探求生物炭浸提液对水稻种子活力的影响作用,以沈农9816、北粳二号、辽粳九号3种人工老化水稻种子为试验材料,分别配制生物炭浸提液浓度3 g/L、6 g/L、9 g/L,处理培养后测定不同品种水稻种子发芽情况、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)和相对电导率的影响。结果表明,3个品种水稻经过不同浓度生物炭浸提液培养后发芽率均有提高,沈农9816在浓度为6 g/L的生物炭浸提液作用下,3d后发芽率提高了13%;北粳二号在浓度为3 g/L的生物炭浸提液作用下,9d后发芽率提高了6%;辽粳九号在浓度为6 g/L的生物炭浸提液作用下,3 d后发芽率提高了17%。适量浓度的生物炭浸提液可以提高老化后水稻种子沈农9816、北粳2号、辽粳9号膜浸出液的电导率、过氧化物酶(POD)的活性,降低水稻种子萌发时丙二醛(MDA)浓度,从而促进种子活力的增强。

不同生物质炭浸提液对萝卜种子萌发与幼苗生长的毒害效应

【目的】探究生物质炭对植物种子萌发及幼苗生长的毒副作用,以期为典型有机废弃物炭化农业应用潜力筛选及安全利用剂量提供理论依据。【方法】以厨余垃圾炭、猪粪沼渣炭、水稻秸秆炭等3种典型生物质炭为材料,设置m(炭)∶V(水)分别为1∶20、1∶50、1∶100等3个浸提处理,以去离子水为对照,研究生物质炭浸提液对萝卜Raphanus sativus种子萌发、幼苗生长发育的毒害效应。【结果】与对照相比,m(炭)∶V(水)为1∶100的生物质炭浸提液对萝卜种子萌发与幼苗生长影响不显著,m(炭)∶V(水)为1∶20、1∶50的浸提液对萝卜种子萌发有显著抑制作用(P<0.05)。m(炭)∶V(水)为1∶20时,萝卜幼苗存活率<12%。m(炭)∶V(水)为1∶50时,幼苗表观指标(鲜质量、根长、苗长)相比于对照组分别降低了29.55%-51.89%、20.77%-76.04%、37.73%-56.01%,呈显著的生长抑制效应(P<0.05),抑制作用从大到小依次为厨余垃圾炭、水稻秸秆炭、猪粪沼渣炭。浸提液的pH、无机盐总量、砷(As)、纳(Na)、钾(K)均与萝卜种子萌发、幼苗生长发育呈显著负相关(P<0.05),是抑制萝卜生长发育的主要因素。m(炭)∶V(水)为1∶50浸提液培养的萝卜幼苗根系活力降低、丙二醛提高,幼苗根系细胞膜完整性被破坏,发生脂质过氧化,表现出明显的毒害效应。【结论】厨余垃圾炭、猪粪沼渣炭和水稻秸秆炭的m(炭)∶V(水)>1∶50时,浸提液对萝卜种子萌发和幼苗期生长存在危害。

烟秆生物质炭浸提液对黄瓜幼苗生长的影响

为研究烟秆生物质炭中水溶性有机碳对黄瓜幼苗生长的作用,以磷酸、水、氢氧化钾分别浸提450℃烟秆生物质炭得到浸提液,并分别稀释25、50、100倍用于黄瓜育苗试验,探讨不同稀释倍数浸提液对黄瓜幼苗生长的影响。结果表明:①3种浸提液不同稀释倍数处理均能提高幼苗壮苗指数;②不同处理对幼苗茎叶、根系生长、物质分配及养分积累的作用存在明显差异,其中以酸浸提液作用效果最佳;③浸提方式、稀释倍数及二者互作效应对幼苗SPAD值、株高、叶面积、地上部干重、磷钾积累量、总根长及总体积有显著影响;④烟秆生物质炭浸提液对黄瓜幼苗具有促进作用,其中以酸浸提液效果最佳。综合而言,磷酸浸提液稀释25倍综合效果最佳,烟秆生物质炭浸提液能显著促进黄瓜幼苗生长,烟秆炭化制备生物质炭浸提液在农业生产中具有较高的应用价值。

原料、炭化温度和生物质炭组分对小白菜生长的影响

【目的】探究不同原料、炭化温度和生物质炭不同组分对植物生长的影响,进而揭示生物质炭的增产机制。【方法】分别以木屑和玉米秸秆为原料,在350、450、550℃下裂解得到生物质炭。采用热水浸提法将生物质炭中的可溶性组分(浸提液)与难溶性组分(炭骨架)分离。通过盆栽试验,研究不同生物质炭及组分对小白菜生长的影响。【结果】添加玉米秸秆生物质炭及其各组分处理下,小白菜地上部生物量平均为16.1 g/盆,显著高于添加木屑生物质炭及其各组分(13.0 g/盆)和对照处理(13.5 g/盆)。与地上部生物量类似,添加玉米秸秆生物质炭及其各组分处理下小白菜根长、根表面积、根体积和根尖数等形态学指标较木屑生物质炭和对照处理显著改善。添加炭骨架处理下小白菜地上部生物量平均为16.5 g/盆,较添加原状生物质炭和浸提液分别提高26.9%和17.9%。添加炭骨架处理下小白菜根长、根表面积、根体积和根尖数较添加浸提液处理分别提高64.1%、51.1%、38.3%和80.0%。不同炭化温度裂解得到的生物质炭对小白菜地上部生物量和根系生长无显著影响。与添加原状生物质炭处理相比,添加炭骨架处理下小白菜地上部氮含量提高25.9%,而磷和钾含量分别降低39.7%和14.1%。添加玉米秸秆生物质炭及其各组分处理下土壤pH、有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量较添加木屑生物质炭处理分别提高0.1个单位、20.3%、19.1%、29.1%和189.2%。与添加原状生物质炭相比,添加生物质炭骨架处理下土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量分别降低14.6%、6.6%、41.3%和55.1%,土壤pH升高0.13个单位;而添加生物质炭浸提液处理下土壤有机碳、全氮和速效磷含量分别降低49.8%、18.9%和24.2%,土壤pH和速效钾含量无显著变化。相关分析表明,不同处理下小白菜地上部生物量与根长、表面积、平均直径、根体积、根尖数等根系形态指标和土壤pH呈正相关,与小白菜地上部磷含量呈负相关。【结论】生物质炭制备原料和组成是影响植物生长的重要因素,玉米秸秆生物质炭较木屑生物质炭有更好的增产效果;玉米秸秆生物质炭经热水浸提后再添加至土壤中有更好的增产效果。生物质炭中可溶性组分对根系生长的促进作用是生物质炭增产的主要机制,而可溶性组分对根系促生作用与原料、制备温度和其本身物质组成密切相关。