牛糞生物質(zhì)炭對(duì)淡灰鈣土-作物系統(tǒng)中作物生理特征及硫的植物有效性影響研究.pdf

1、生物質(zhì)炭是植物、動(dòng)物糞便等生物質(zhì)在完全或部分缺氧條件下經(jīng)熱裂解、炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化、難溶性的固態(tài)物質(zhì)。生物質(zhì)炭可在土壤中保存數(shù)百數(shù)千年，且富含木炭的土壤比臨近無木炭土壤的肥力更高。硫在作物生長以及細(xì)胞新陳代謝過程中扮演不可或缺的角色，是植物組織結(jié)構(gòu)及蛋白的構(gòu)成元素，植物光合作用等重要生物化學(xué)反應(yīng)都離不開硫素的參與。淡灰鈣土（黃土）廣泛的分布在我國西部地區(qū)，具有結(jié)構(gòu)疏松，土地貧瘠，透水性強(qiáng)，孔隙度較大的特點(diǎn)，用作農(nóng)業(yè)耕地，種植農(nóng)作物

2、往往產(chǎn)量很低。但伴隨著我國人口的迅速增加，糧食需求的增加，農(nóng)業(yè)用地日益緊張，急需通過對(duì)土壤的改良，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。隨著耕地營養(yǎng)元素缺失現(xiàn)象的日益突出，生物質(zhì)炭作為一種新型的環(huán)保型土壤改良劑越來越受到人們的重視。
　　針對(duì)生物質(zhì)炭施入土壤后對(duì)土壤理化性質(zhì)，對(duì)植物生理特征影響研究還很不足。目前關(guān)于生物質(zhì)炭影響土壤營養(yǎng)元素環(huán)境行為的研究多集中于氮、磷、鉀等，亟待探明施加生物質(zhì)炭對(duì)作物品質(zhì)、土壤酶及土壤中硫遷移轉(zhuǎn)化和植物有效性的影響規(guī)律

3、及作用機(jī)制。本文通過小白菜和玉米作物種植實(shí)驗(yàn)，在三種施硫處理水平(0、50、100 mg/kg)的淡灰鈣土中施加0、0.5、1、2和5％牛糞生物質(zhì)炭，研究施加牛糞生物質(zhì)炭對(duì)小白菜和玉米生理特征及硫的植物有效性影響。為耕地土壤施加生物質(zhì)炭的農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供參考依據(jù)，主要的研究結(jié)果有:
　　(1)施加生物質(zhì)炭對(duì)小白菜生長發(fā)育及硫的植物有效性產(chǎn)生影響，在同一施硫水平下，隨著生物質(zhì)炭施加量的增加，小白菜葉綠素含量隨之先增加后降低，但未達(dá)到顯著

4、性差異水平(P＜0.05)，生物質(zhì)炭施加量為5％時(shí)，葉片葉綠素含量最低;小白菜葉片可溶性糖含量隨著生物質(zhì)炭施加量增加而增大，并且差異顯著(P＜0.05)。在5％生物質(zhì)炭處理水平下，小白菜葉片可溶性糖含量相比對(duì)照組分別增加了126％、196％和106％。可溶性糖含量隨生物質(zhì)炭和硫素施加變化無明顯關(guān)系;土壤pH值隨生物質(zhì)炭施加而增加，生物質(zhì)炭施加量為5％時(shí)，較未施加組分別增加了7.6％、9.5％和5.0％;土壤過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶不隨生

5、物質(zhì)炭施加量變化而顯著變化（P＜0.05）。當(dāng)生物質(zhì)炭施加量為5％時(shí)，三種土壤酶活性都表現(xiàn)出不同程度下降;施加牛糞生物質(zhì)炭亦可提高小白菜葉片對(duì)硫的吸收，在高硫處理下最為顯著，小白菜葉片富集硫與土壤全硫的變化顯著相關(guān)（P＜0.05），且無論施硫與否，土壤總硫和無機(jī)硫隨施加生物質(zhì)炭處理水平增加而減少。生物質(zhì)炭對(duì)小白菜累積硫的影響，主要?dú)w因于其改善了土壤的理化性質(zhì)，提高了土壤養(yǎng)分的有效性，以及提高了土壤微生物豐度和酶活性。
　　(2)施

6、加生物質(zhì)炭對(duì)玉米生長發(fā)育及硫的植物有效性亦產(chǎn)生影響。隨著生物質(zhì)炭施加量增大，玉米葉片葉綠素含量隨之先增加后降低，并且達(dá)到了顯著性差異水平。在施加量為2％時(shí)，玉米葉片葉綠素含量最大;可溶性糖含量隨著生物質(zhì)炭施加量增加而增大，并且差異顯著(P＜0.05)。在牛糞生物質(zhì)炭5％處理水平下，可溶性糖含量最高;可溶性蛋白含量隨生物質(zhì)炭施加量增加呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律，在施加量為2％時(shí)，葉片可溶性蛋白含量最高，較對(duì)照組分別增加了36％、35％和34％

7、;生物質(zhì)炭施加量為2％時(shí)，玉米株高最高，玉米株高在三種施硫水平分別達(dá)到了128.8 cm，142.2 cm和132.6cm，且達(dá)到了顯著性差異(P＜0.05)，牛糞生物質(zhì)炭施加量為5％時(shí)，玉米株高最低;玉米鮮重與干重隨生物質(zhì)炭施加量增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，生物質(zhì)炭施加量2％時(shí)鮮重與干重均最重，鮮重達(dá)到了941.2 g、1035.7 g和990.9 g，干重為364.1 g、419.2 g和380.1 g;土壤pH值均隨牛糞生物質(zhì)炭施加

8、量的增加而增長;三種土壤酶活性隨生物質(zhì)炭施加量增加呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律;在生物質(zhì)炭施加量為2％時(shí)，三種土壤酶活性都最強(qiáng)，玉米葉片與根硫含量最高，且玉米葉片硫含量較對(duì)照組分別增加了92％、61％和73％，玉米根硫含量較對(duì)照組增加了24％、29％和34％;同一生物質(zhì)炭施加量時(shí)，土壤全硫含量呈現(xiàn)低硫＜中硫＜高硫的趨勢;根際土壤水提?。剂姿崽崛。见}酸提取硫量，在同一施硫處理水平，三種提取硫含量隨生物質(zhì)炭施加濃度增加而減少，在生物質(zhì)炭施加量達(dá)到