生物质炭和有机肥配施对水稻土溶解性有机质光谱学特征的影响

为探究生物质炭对水稻土壤溶解性有机质(DOM)的影响及其与有机肥配施的协同效应,通过5年连续定位试验,探讨了生物质炭施用5年后不同施肥处理:对照(CK)、生物质炭(BC)、化肥(F)、生物质炭+化肥(F+BC)、化肥+有机肥(25%氮替代,MF)和化肥+生物质炭+有机肥(25%氮替代,MF+BC)对水稻产量和土壤pH、全氮、有效磷、速效钾、有机碳、易氧化有机碳(ROC)及溶解性有机碳的影响。采用紫外-可见光谱、荧光光谱结合平行因子分析方法对土壤中DOM的光谱特征和荧光组分进行表征,分析了DOM的紫外光吸收系数和紫外光斜率系数以及荧光指数、腐殖化指数、生物指数和富里酸、色氨酸、胡敏酸相对含量。结果表明:施用生物质炭和有机肥均能有效提高水稻产量,缓解土壤酸化,并且MF+BC处理水稻产量和土壤有效磷含量最高。水稻产量与DOM生物可利用性、芳香化程度、腐殖化程度、色氨酸组分含量和亲水性呈显著正相关(P<0.05)。提高DOM生物可利用性和腐殖化程度均表现为有机肥大于生物质炭。生物质炭显著增加DOM富里酸和色氨酸组分含量,并且促进了水稻土中ROC向难氧化有机碳转化;而有机肥有效增加DOM富里酸、色氨酸、胡敏酸和ROC含量。生物质炭和有机肥协同配施对提升水稻产量及增加ROC、DOM富里酸和色氨酸含量、芳香化程度、腐殖化程度和生物可利用性方面具有交互作用。综上所述,在本研究条件下生物质炭配施有机肥在水稻增产和水稻土有机碳及DOM组分功能多样性提升方面具有长期效应。

不同物料来源生物质炭—有机肥堆肥对旱地红壤温室气体排放的影响

采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭-有机肥堆肥,探究生物质炭-有机肥堆肥对旱地红壤温室气体(N2O、CH4、CO2)排放的影响。实验共设置5个处理,即CK(对照)、RM(水稻生物质炭-有机肥堆肥)、CM(玉米生物质炭-有机肥堆肥)、WM(小麦生物质炭-有机肥堆肥)、M(有机肥堆肥对照)。为尽量消除误差,本实验采用归一化处理,即实测值减去CK值后除以每种处理所添加的C、N量。结果表明:施用生物质炭-有机肥堆肥后各处理土壤N2O、CO2排放通量的变化趋势基本相同,即培养前期先上升,并出现峰值,而后缓慢下降最后趋于稳定;各处理对降低土壤N2O排放通量均有显著的效果,且CM处理最为显著;各处理对降低土壤CO2排放通量均有显著的效果,且CM、WM处理的效果最好。RM、WM、M处理均降低了土壤CH4累计排放通量,但CM处理却升高了。各处理均显著降低土壤增温潜势(GWP),且CM处理最为显著。因此,生物质炭-有机肥堆肥能有效降低旱地红壤温室气体的排放,对有机肥施于土壤后的温室气体减排可以起到一定作用。

玉米芯生物炭对污泥蚯蚓粪中微生物种群及ARGs的影响

较多的抗生素抗性基因(ARGs)积蓄于剩余污泥中降低了污泥蚯蚓粪的农用价值.为削减污泥蚯蚓粪中的ARGs,向污泥中分别添加1.25%和5%(质量比)的玉米芯生物炭(简称玉米芯炭),以无添加为对照组,揭示玉米芯炭对污泥蚯蚓堆肥过程中微生物种群结构及ARGs的影响.结果表明:添加高含量玉米芯炭显著促进污泥有机质的矿化,提升蚯蚓堆肥产物的电导率和pH值(P<0.05).同时,添加玉米芯炭能增加污泥蚯蚓粪中细菌16S rDNA和真核生物18S rDNA的丰度,且其丰度均与玉米芯炭添加量呈显著正相关性(P<0.05).与对照组相比,高含量玉米芯炭污泥蚯蚓粪中变形菌门、拟杆菌门、放线菌门与浮霉菌门的相对丰度分别降低了11.8%、7.1%、33.3%和20%,但厚壁菌门的丰度显著增加了40%(P<0.05).此外,添加玉米芯炭蚯蚓粪中大环内酯类抗性基因(ermF)和四环素类抗性基因(tetX)的绝对丰度较对照组分别显著降低了32%~45%和13%~31%(P<0.05),但同时整合子基因(intI1)和磺胺类抗性基因(sul2)的丰度分别显著增加了47%~135%和9%~42%(P<0.05).研究结果显示,添加玉米芯炭能增加污泥蚯蚓粪中微生物数量和种群多样性,加速有机质矿化,但对ARGs的削减具有选择性.