秸秆生物应用下的生态农业论文

摘要：采用实验室模拟和玉米盆栽种植试验相结合的方法，研究了添加不同用量的玉米秸秆生物炭后，盐碱土中基础养分含量、pH值、CEC含量、水溶性盐含量、土壤酶活性、微生物生物量及玉米苗期生长的变化，以期为玉米秸秆生物炭在盐碱土壤改良中的应用提供参考。下面是小编精心推荐的《秸秆生物应用下的生态农业论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

秸秆生物应用下的生态农业论文 篇1：

玉米秸秆生物炭对天人菊土壤理化性质及根际土壤真菌群落结构的影响

摘要：【目的】明確玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制，为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭，以不添加玉米秸秆生物炭处理为对照（CK），于盛花期测定各处理天人菊根际土壤的速效养分（速效磷、速效钾、碱解氮和有机质）含量及过氧化氢酶（CAT）和脲酶活性，采用高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性，并分析玉米秸秆生物炭作用下天人菊根际土壤理化性质与土壤真菌群落结构间的相关性。【结果】与CK相比，土壤中施入20～60 g/kg玉米秸秆生物炭可显著提高天人菊根际土壤速效磷含量（P<0.05，下同），极显著提高速效钾、碱解氮和有机质含量（P<0.01，下同）;在土壤酶活性方面，土壤中施入20～80 g/kg玉米秸秆生物炭对CAT活性无显著影响（P>0.05，下同），施入40 g/kg玉米秸秆生物炭极显著提高脲酶活性，但施入量达80 g/kg时极显著降低脲酶活性。即玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质，且以施入40 g/kg的效果最佳。施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构，也是以施入40 g/kg的真菌物种相对丰度较高，生物炭作用效果最明显。在门分类水平上，各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门（Ascomycota）为绝对优势菌门，其次是担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）;在科分类水平上，优势菌科为子囊菌门的6个科[毛壳菌科（Chaetomiaceae）、小囊菌科（Microascaceae）、丛赤壳科（Nectriaceae）、毛球壳科（Lasiosphaeriaceae）、子囊菌科（Ascomycoceae）和毛孢壳科（Coniochaetaceae）]及接合菌门的被孢霉科（Mortierellaceae），且毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢霉科及毛孢壳科等6个根际土壤优势菌科均表现为各玉米秸秆生物炭处理的相对丰度明显高于CK。天人菊根际土壤理化特性指标与子囊菌门和接合菌门及子囊菌科、被孢霉科和毛孢壳科的相对丰度密切相关。【结论】玉米秸秆生物炭可活化天人菊根际土壤理化性质及酶活性，改变土壤真菌群落结构，进而提高土壤肥力，其中以施入40 g/kg玉米秸秆生物炭的作用效果最佳，可在生产上推广应用。

关键词： 玉米秸秆生物炭;天人菊;根际土壤;真菌丰度

Effects of corn stalk biochar on soil physicochemical properties and fungal community structure in the rhizosphere of

Gaillardia pulchella Foug.

YAO Tong， HU Xiao-long， JIA Yong-hong*， ZHANG Fu-rong

（Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University， Baotou， Inner Mongolia  014109， China）

Key words： corn stalk biochar; Gaillardia pulchella Foug.; rhizosphere soil; fungi abundance

Foundation item： Natural Science Foundation of Inner Mongolia（2019MS03018）;Scientific and Technological Innovation Team Project of Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University （2017CXTD01）

0 引言

【研究意义】天人菊（Gaillardia pulchella Foug.）为菊科一年生草本植物，花期长且生性强韧，具有耐风、抗潮及耐旱的特性，是我国北方干旱区常用的绿化和防风固沙植物（邱玲玉，2010）;然而土壤生产力低下会严重影响天人菊的生长发育，进而制约其产业的可持续发展。秸秆生物炭能有效提升土壤肥力，促进逆境环境胁迫下的作物生长（赵君等，2019）。生物炭丰富的表面积、发达的孔隙结构和官能团可有效改善土壤pH、阳离子交换量、营养元素及水分含量等理化性质（张乾等，2019），有利于维持微生物活性平衡，提高微生物参数评价土壤的质量（唐行灿和陈金林，2018）。内蒙古是我国玉米的主产区之一，秸秆资源丰富，仅2018年的玉米秸秆产量就达4488.75万t，但因秸秆供求错配等原因导致大量玉米秸秆被随意置弃或焚烧，其利用率极低（红霞和刘春艳，2020），而造成生态环境恶化及资源浪费。因此，开展玉米秸秆生物炭在园林植物的应用研究，并了解生物炭与土壤理化性质、微生物群落结构及植物生长的相互作用机制，对提高玉米秸秆资源化利用具有重要意义。【前人研究进展】生物炭的施用可减少土壤中养分流失及污染物在作物根际区的迁移，提高养分利用率（桂利权等，2020）。张祥等（2013）研究表明，生物炭作用于红壤和黄棕壤时能增加土壤有机质及氮、磷、钾的含量，且随着生物炭量的增加其养分含量也随之增加。王雪玉等（2018）研究表明，施用20～60 t/ha的生物炭可提高温室黄瓜根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量、脲酶和蔗糖酶活性及细菌结构，其中生物炭施用量在20 t/ha时的调控效果最优。陈芳等（2019）通过研究秸秆炭、谷壳炭和木炭对水稻生长及土壤养分的影响，结果显示，秸秆炭施用量为20 t/ha、谷壳炭施用量为40 t/ha时，土壤中的速效氮、速效磷、速效钾和总养分含量明显增加，干物质量和产量达最高值。王智慧等（2019）研究发现，生物炭对半干旱地区草甸土壤的养分及酶活性均具有显著促进作用。王娟和黄成真（2020）研究报道，生物炭可降低土壤的容重，抑制水分蒸发，并改变土壤的物理结构。杨彩迪等（2020）研究指出，添加生物炭可促进酸性土壤有机质的提高，有效改良酸性土壤，从而提高作物产量。此外，生物炭能促进土壤微生物群落多样性、代谢能力及其活性（葛成军等，2012）。邓建强等（2018）对山地黄棕土壤改良的结果表明，添加适量生物炭可提高土壤微生物多样性，且以10～30 t/ha的添加量效果最佳。黄修梅等（2019）研究表明，添加20 t/ha的生物炭可增加马铃薯根际土壤子囊菌门相对丰度，而降低担子菌门中子囊菌科和粪壳菌科及粪壳菌目的相对丰度。【本研究切入点】生物炭与土壤养分的耦合关系受生物炭、土壤及植物性状等因素的影响，目前有关生物炭影响作物土壤养分和微生物菌群的研究主要集中在大田试验（唐行灿和陈金林，2018），而利用玉米秸秆生物炭调控盆栽天人菊土壤养分及根际土壤真菌多样性的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】将玉米秸秆生物炭拌入天人菊盆栽土壤中，探讨玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制，为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

玉米秸秆生物炭购自辽宁金和福农业科技股份有限公司，是由玉米秸秆在400 ℃下于半封闭炭化炉内缺氧燃烧8 h制备而得，其主要技术指标：碱解氮159.2 mg/kg，速效磷394.2 mg/kg，速效钾784.0 mg/kg，有机质925.7 g/kg，pH 9.04，C/N比值67.03%。天人菊幼苗由内蒙古蒙草生态环境（集团）股份有限公司提供。供试土壤类型为沙壤土，其碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为140.5、155.4和57.6 mg/kg，有机质含量为28.4 g/kg。

1. 2 试验方法

天人菊的盆栽试验于2019年4—6月在内蒙古农业大学科技园区基地日光温室开展，共设4个生物炭处理（T1～T4），分别在供试土壤中添加20、40、60和80 g/kg生物炭，搅拌均匀;以不添加生物炭处理为对照（CK）。待新购入的天人菊幼苗稳定7 d后，从中选取长势基本相同的幼苗，每处理30株，定植于直径18 cm、高18 cm的营养钵中，每隔5 d浇水1次，保持通风，设3个重复。

1. 3 指标测定

天人菊定植后，每处理随机选取5盆，测定定植后20 d（盛花期）根际土壤的速效养分（速效磷、速效钾、碱解氮和有机质）含量及过氧化氢酶（CAT）和脲酶活性。速效磷含量采用钼锑抗比色法进行测定，速效钾含量采用火焰光度计法进行测定，碱解氮含量采用碱解扩散法进行测定，有机质含量采用重铬酸钾外加热法进行测定，CAT及脲酶活性分别采用高锰酸钾滴定法和奈氏比色法进行测定。同时以抖落法采集根际土壤，将花盆侧切取出完整的植株及根系土球，抖落去除大块土壤及杂质后，将5盆天人菊混合根系土密封并超低温（-80 ℃）保存备用。采用ITS（Internal transcribed spacer）序列高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性，遵循Illumina测序儀构建文库，以ITS2为目标区域进行引物设计。以DNA为模板，通过Phusion酶扩增25～35个循环，PCR反应体系25.0 ?L，完成一轮PCR扩增后，在正、反向引物两端利用不同的BarCod对多个上机样本进行区分。PCR扩增产物以Beads进行纯化，然后使用AxyPrepTM Mag PCR Normalizer进行数据归一化处理，将构建好的文库上样至cBots或簇生成系统，用于簇生成及MiSeq测序;根据Overlap关系进行合并、拼接、过滤及Q20和Q30质控分析，对最终获得的Clean数据进行微生物多样性及不同微生物丰度分析。

1. 4 统计分析

试验数据采用Excel 2010和SPSS 19.0进行整理分析，并以RDP数据库（11.9版）进行真菌物种分类分析。

2 结果与分析

2. 1 玉米秸秆生物炭对天人菊根际土壤理化性质的影响

于天人菊盛花期采集不同处理的根际土壤样本，分析玉米秸秆生物炭对根际土壤理化性质的影响。由表1可知，T1、T2、T3和T4处理的土壤速效磷含量较CK分别提高31.62%、38.99%、36.19%和28.23%，除T4处理外，其他3个玉米秸秆生物炭处理均显著高于CK（P<0.05，下同）;4个玉米秸秆生物炭处理的速效钾含量均极显著高于CK（P<0.01，下同），较CK分别提高58.83%、59.56%、75.78%和152.09%;而碱解氮含量较CK分别提高20.15%、29.52%、19.96%和4.75%，其中T1、T2和T3处理均极显著高于CK。T1～T4处理的土壤有机质含量也极显著高于CK，分别较CK提高37.49%、44.24%、36.05%和34.55%。在CAT活性方面，T1、T2、T3和T4处理与CK的差异均不显著（P>0.05，下同）;在脲酶活性方面，T1和T3处理与CK间无显著差异，T2处理较CK极显著提高19.51%，而T4处理较CK显著降低14.02%。由此可知，玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质，且以T2处理的效果最佳。

2. 2 玉米秸秆生物炭对天人菊根际土壤真菌多样性的影响

图1为天人菊盛花期不同玉米秸秆生物炭处理下其土壤真菌物种进化关系的系统发育进化树。系统发育进化树的组成包括节点（分类学单元）、分支（微生物）和文字，其中，节点表示相对丰度高低，分支表示各分类单元间的关系，系统发育进化树环形部分的文字表示分类等级，由内到外依次增加;红色区域表示真菌相对丰度较高，绿色区域表示真菌相对丰度较低。由图1可知，T1、T2和T3处理被红色覆盖的区域面积相对较大，且明显大于CK，说明施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构。其中，T2处理由内到外被红色覆盖区域面积最大，即真菌物种相对丰度较高，生物炭作用效果最明显。T4处理与CK间无明显差异。

在门分类水平上，各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门（Ascomycota）为绝对优势菌门，占菌群物种总数的85.63%（表2）;其次是担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）和球囊菌门（Glomeromycota），分别占菌群物种总数的7.82%、5.54%、1.83%和1.23%。根际土壤优势菌门的相对丰度在不同玉米秸秆生物炭处理间也存在明显差异，子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门在T2和T3处理中的相对丰度明显高于CK，且均以T2处理的相对丰度最高;在T1和T4处理的根际土壤优势菌门中，壶菌门的相对丰度反而低于CK。

在科分类水平上，各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中的优势菌科为子囊菌门的6个科[毛壳菌科（Chaetomiaceae）、小囊菌科（Microascaceae）、丛赤壳科（Nectriaceae）、毛球壳科（Lasiosphaeriaceae）、子囊菌科（Ascomycoceae）和毛孢壳科（Coniochaetaceae）]及接合菌门的被孢霉科（Mortierellaceae），分别占菌群物种总数的18.92%、8.61%、3.13%、4.31%、2.80%、1.72%和1.50%（表3）。在毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢霉科及毛孢壳科等6个根际土壤优势菌科中，均表现为各玉米秸秆生物炭处理的相对丰度明显高于CK，且也是以T2处理的相对丰度最高。

2. 3 天人菊根际土壤养分与真菌群落结构的相关分析结果

由表4可知，在门分类水平上，天人菊根际土壤真菌群落结构中子囊菌门、担子菌门、接合菌门和球囊菌门占菌群物种总数的比例与根际土壤速效磷含量、速效钾含量、碱解氮含量、有机质含量、CAT活性及脲酶活性均呈正相关，壶菌门占菌群物种总数的比例除了与根际土壤速效钾含量呈负相关外，与其他土壤理化性质指标也呈正相关。其中，子囊菌门占菌群物种总数的比例与根际土壤速效磷含量、碱解氮含量和有机质含量呈显著正相关;接合菌门占菌群物种总数的比例与根际土壤速效磷含量呈极显著正相关，与有机质含量呈显著正相关。在科分类水平上，天人菊根际土壤真菌群落结构中毛壳菌科、小囊菌科、丛赤壳科和子囊菌科占菌群物种总数的比例与根际土壤速效磷含量、速效钾含量、碱解氮含量、有机质含量、CAT活性及脲酶活性均呈正相关，其中，子囊菌科占菌群物种总数的比例与根际土壤速效钾含量及碱解氮含量呈显著正相关，被孢霉科占菌群物种总数的比例与根际土壤碱解氮含量呈显著正相关，毛孢壳科占菌群物种总数的比例与根际土壤脲酶活性呈显著正相关。

3 讨论

生物炭发达的孔隙结构会直接影响和改变土壤理化性状，间接增加微生物活性，进而促进植物对养分的吸收和利用（李亚娇等，2019）。在本研究中，施用玉米秸秆生物炭后，天人菊从生长期到开花期其根际土壤养分和有机质含量均有不同程度的提高，与生物炭作用于烤烟（李小磊等，2019）、葡萄（何秀峰等，2020）和水稻（黄雁飞等，2020）的效果一致。究其原因：一是生物炭通过其较大表面积和多孔结构降低土壤养分的淋溶损失;二是土壤对富含矿物质元素的生物炭产生营养吸附效果。速效磷和速效钾含量的增加可能还与生物炭调控微生物环境而加速解磷菌和解钾菌生长，最终实现磷和钾元素从无效形式向有效形式转化相关。利用生物炭抑制反硝化反应，降低有机质矿化速率也是土壤碱解氮和有机质含量增加的主要原因之一。隨着生物炭施用量的增加，土壤速效磷、碱解氮和有机质含量均呈先升高后降低的变化趋势，可能是生物炭施用量过多，其微小颗粒会侵入土壤毛管孔隙，形成阻塞而导致可利用毛管孔隙数量下降（赵君等，2019），最终抑制土壤养分吸收。本研究结果表明，天人菊根际土壤速效钾含量随着玉米秸秆生物炭施用量的增加而呈直线上升，与王宁等（2016）的研究结果一致，是由于沙土的基础养分只有57.6 mg/kg，属于国家土壤养分分级标准中的养分缺乏级别（50～100 mg/kg），生物炭的增加能促进速效钾在土壤中的生物转化率而提高其含量。

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（责任编辑 兰宗宝）

作者：姚彤 胡晓龙 贾永红 张富荣

秸秆生物应用下的生态农业论文 篇2：

生物炭对盐碱土壤理化性质、生物量及玉米苗期生长的影响

摘要：采用实验室模拟和玉米盆栽种植试验相结合的方法，研究了添加不同用量的玉米秸秆生物炭后，盐碱土中基础养分含量、pH值、CEC含量、水溶性盐含量、土壤酶活性、微生物生物量及玉米苗期生长的变化，以期为玉米秸秆生物炭在盐碱土壤改良中的应用提供参考。结果表明，随着生物炭用量的增加，盐碱土壤中有机碳含量明显提高，是原土含量的135～151倍，矿质态氮、有效磷及速效钾含量变化较小；pH值降低幅度不大；水溶性盐含量降低明显；添加玉米秸秆生物炭能够显著提高土壤中阳离子交换量及酶活性；生物炭的加入显著提高了土壤微生物生物量，添加生物炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高650%～9667%和4286%～16296%。同时，生物炭使土壤代谢熵分别降低了213%、851%、1560%；生物炭能够促进玉米苗期的生长，对玉米株高、茎粗都有促进作用。总的来说，生物炭对盐碱土壤具有良好的改良效果。

关键词：玉米秸秆；生物炭；盐碱地；改良

收稿日期：2016-03-23

基金项目：四川省科技计划（编号：2014FZ0056）。

作者简介：杨刚（1980—），男，四川成都人，博士，副教授，主要从事土壤污染评价及治理。E-mail：liuweifeng020552@163com。

[JP+1]

盐碱地是各种盐土和碱土以及不同程度盐化和碱化土壤的总称。其特点是土体中含有较多的盐碱成分，具有不良的物理化学特性，致使大多数植物的生长受到不同程度的抑[JP]制，甚至不能成活。目前我国盐渍土总面积约 3 600万hm2，占全国可利用土地面积的488%。在耕地资源日趋匮乏的今天，盐碱地作为耕地潜在的后备资源，其可持续利用已受到国内外学者的高度关注。

我国是一个农业大国，每年可生产约22亿t的玉米秸秆，大部分玉米秸秆堆积在田间地头自然腐烂或是直接焚烧，造成资源浪费的同时，也造成了一定程度的环境污染[6-8]。因此，加大对玉米秸秆的合理利用，对我国能源利用和农业可持续发展具有十分重要的意义。已有研究发现，以农林废物玉米秸秆为原料制备的生物炭能够大幅度提高土壤有机碳含量[9]、改良土壤理化性状[10-12]和改善土壤肥力等。因此本研究应用玉米盆栽试验的方法，通过向盐碱土中添加玉米秸秆生物炭来探究其对盐碱土改良效应，以期为利用玉米秸秆生物炭改良盐碱土的应用提供理论支撑。

1材料与方法

11供试材料

111生物炭的制备

在宁夏北部的惠农区收集玉米秸秆，[JP3]洗净晾干后，磨细过2 mm筛，在500 ℃下经管式电炉（GWL-[JP]1700GA）热解3 h，加热前通入氮气赶尽炉内空气，形成氮气环境。热解结束后，降至室温取出即得到玉米秸秆生物炭。

112生物炭理化性质及结构分析

生物炭C、H、N含量通过元素分析仪测定；比表面积采用BET法测定；将一定量生物炭置于具盖坩埚中于马弗炉中950 ℃加热6 min测定挥发性物质，剩余固体为固定碳并在敞口坩埚中于750 ℃加热6 h测定其灰分[14]， 其基本理化性质见表1。采用扫描电镜对生物炭微结构进行观察，得到生物炭表面形貌特征（图1）。

113供试土壤

供试土壤采自宁夏北部的惠农区的盐碱土，其基本性质如表2所示。

114供试玉米种子

玉米品种为吉单209，属早熟品种，成熟期为125 d。

12试验设计

将生物炭按10、15、20 g/kg比例施加到盐碱土壤中，每个处理设3个重复，混合均匀，调节水分使土壤含水率达到田

间持水率的65%，25 ℃下进行室内密闭培养，120 d后取样测定土壤中氮含量、磷含量、钾含量、有机碳含量、CEC含量、水溶性盐含量、pH值、土壤酶活性及微生物生物量等指标含量。

玉米种子经催芽后播种，每盆播种3粒，5 d后出苗，10 d后定植，记录玉米生长情况。

13测定方法

土壤有机质含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定； 速效钾含量采用1 mol/L乙酸铵浸提-火焰光度计法测定；速效磷含量采用05 mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；NO3--N和NH4+-N含量采用1 mol/L KCl浸提-流动分析仪测定，矿质态氮含量=NO3-N含量+NH4+-N含量；pH值采用电位法（水 ∶[KG-3]土=5 ∶[KG-3]1）测定；阳离子交换总量采用乙酸钠-火焰光度法测定；水溶性盐总量采用质量法测定；土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶分别采用靛酚比色法、硫代硫酸钠滴定法、磷酸苯二钠比色法测定。土壤微生物量采用氯仿熏蒸-K2SO4提取，TOC自动分析仪测定，根据熏蒸和未熏蒸处理土壤提取液中有机碳、全氮含量之差，分别乘以系数264（MBC）、185（MBN），计算微生物生物量C、N含量。土壤微生物熵为微生物生物量碳含量與土壤有机碳含量的比值，以百分比表示，代谢熵（qCO2）为呼吸强度与微生物生物量碳的比值[14]。

土壤红外光谱采用KBr压片法在美国Nicolet-AV360红外光谱仪上测定。

14数据处理

采用Excel 2007及DPS 705软件对试验数据进行统计分析。采用单因素方差分析法分析不同试验处理对土壤各项理化指标的影响效应，采用最小显著极差法进行多重比较，显著性水平设定为α=005。

2结果与分析

21不同生物炭用量对盐土红外光谱的影响

施入不同用量生物炭后盐碱土壤的红外光谱如图2所示。由图2可观察到有明显的吸收峰，其归属分别为：3 400 cm-1（羧酸、酚类、醇类等的—OH伸缩振动和酰胺类官能团的N—H振动）；2 920～2 820 cm-1（脂类结构中—CH2和—CH3的C—H的伸缩振动）；1 720 cm-1（羧酸的C[FY=，1]O伸缩振动）；1 620 cm-1（酰胺类化合物的C—O伸展振动）；1 250 cm-1（羧基中—OH的变形振动和C—O伸缩振动）。施入不同量生物炭后对土壤结构单元和官能团数量有不同程度的影响，不同生物炭添加量处理下土壤的红外光谱谱形相似，但某些特征峰吸收强度有一定差异，比较3 400、2 920、2 820、1 720、1 620 cm-1处吸收峰强度的变化来比较施用生物炭的效果。

生物炭的添加能够提高土壤中矿质态氮、有效磷、速效钾及有机碳含量，且生物炭施加量越大，各养分含量越大，且对土壤有机碳含量提高幅度较大，加入生物炭后有机碳含量是原土的135～151倍。

施加生物炭后对盐碱土壤pH值影响不显著，pH值降低幅度很小。但是土壤阳离子交换量得到了明显的改善，随着生物炭施用量的增加，阳离子交换量越高，但是保肥能力仍然比较弱，其值均小于10 cmol/kg，需进一步改善提高。盐碱土中添加了生物炭后，其水溶性盐含量大幅度降低。

随着玉米秸秆生物炭添加量的增加，盐碱土中脲酶活性、磷酸酶活性及蔗糖酶活性显著增高，提高幅度分别为 2667%、519%、822%。

生物炭的加入显著提高了土壤微生物生物量的含量。培养20 d后，不同添加量處理下MBC含量分别比对照高 650%、4675%、7922%。在120 d的培养期间，当添加比例为20 g/kg时，MBC含量分别比对照高7922%、8484%、2440%、9667%，不同生物炭添加量对土壤中微生物生物量氮（MBN）影响效果与MBC类似。

加入生物炭后土壤代谢熵分别降低了213%、851%、1560%。培养30 d时，添加生物炭能提高微生物熵，提高幅度为2133%；培养60、120 d后添加生物炭降低了微生物熵值。

生物炭对玉米苗期生长的影响。不同生物炭施用量比原土种植的玉米株高增加了1244～1313 cm，与原土种植的玉米相比，茎粗的增幅为011～018 cm。但是当生物炭施用量达到15 g/kg后株高、茎粗和叶片数不再明显增加。

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作者：杨刚　周威宇

秸秆生物应用下的生态农业论文 篇3：

烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基的影响

摘 要：为保育与修复植烟土壤，合理施用烟草秸秆生物有机肥，实现烟区的可持续发展，采用田间试验的方法，研究了烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基的影响。结果表明，不同用量烟草秸秆生物有机肥对植烟土壤交换性盐基和物理性状有明显的影响，其中以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥保育与修复植烟土壤的效果最好，施用3000 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥改良植烟土壤结构的效果最好。因此，生产上应以实际的土壤状况来确定适宜的施肥量，一般状况的植烟土壤以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥为宜；板结、黏重的植烟土壤以施用3000 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥为好。

关键词：烟草秸秆生物有机肥；植烟土壤；交换性盐基

Effects of Tobacco Straw Bio-organic Fertilizer on Exchangeable Bases of Tobacco Soil

SHI Heli， TAN Jun， WANG Xingbin， PENG Wuxing， YIN Zhongchun， QIN Xingcheng*

（Enshi Tobacco Company of Hubei Province， Enshi， Hubei 445000， China）

适宜的植烟土壤是生产优质烟叶的基础[1]。由于长期连作，土壤理化性质恶化，病虫害增加，严重影响了烤烟生产的可持续发展[2]。植烟土壤的保育与修复已逐渐引起人们的高度重视。目前研究有机肥对植烟土壤保育与修复作用的愈来愈多，主要开展有机肥对植烟土壤化学性状的影响研究，多侧重于植烟土壤的有机质、氮、磷、钾、酸碱度以及有机肥引起重金属污染等问题[3-7]，针对土壤交换性能的相关研究非常少见。盐基离子除了本身即为植物所需的速效养分外，交换性盐基及盐基饱和度还是土壤交换能力的主要技术指标，可以用来评价土壤的保肥供肥能力，是保育与修复土壤和合理施肥的重要依据。本研究通过大田试验，考察不同用量烟草秸秆生物有机肥对土壤交换性盐基离子的影响，为充分利用烟草秸秆废弃物，保育与修复植烟土壤和合理施肥提供理论依据。

基金项目：中国烟草总公司科技重点项目“‘清江源’生态富硒特色烟叶生产关键技术研究与应用”（110201202014）；中国烟草总公司科技重点项目“基于宏基因组学的植烟土壤健康评价研究与应用”（110201402016）；湖北省烟草公司2013年科技创新面上项目“烟草秸秆生物有机肥原料多元化研究与开发”{鄂烟科[2013]1号}

作者简介：施河丽，硕士，农艺师，主要从事烟草栽培与生物技术研究。E-mail：kjzx709@126.com。*通信作者，E-mail：kjzx737@126.com

收稿日期：2014-10-27 修回日期：2015-03-02

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2012年在宣恩县晓关乡进行。供试土壤pH 5.85，有机质22.70 g/kg，碱解氮159.60 mg/kg，速效磷86.40 mg/kg，速效钾119.44 mg/kg。供试烤烟品种为云烟87。

1.2 试验设计

试验为单因素4水平随机设计。处理分别为100%化肥（CK）；1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥+100%化肥（T1）；2250 kg/ hm2烟草秸秆生物有机肥+100%化肥（T2）；3000 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥+100%化肥（T3）。氮施用量为97.5 kg/hm2，m（N）?m（P2O5）?m（K2O）=1：1.5：2.5。烟草秸秆生物有机肥全部作为基肥施用，其他主要栽培技术参照“优质烤烟栽培技术规程”执行。

1.3 取样和分析测定

1.3.1 取样 移栽后分别在团棵期（5月25日）、旺长期（6月15日）、打顶期（7月5日）、中部叶成熟期（7月25日）和上部叶成熟期（8月15日）取耕作层（0～25 cm）土样。

1.3.2 分析测定 土壤交换性Ca2+、Mg2+采用1 mol/L NH4OAC浸提-原子吸收分光光度法测定。土壤交换性K+、Na+采用1 mol/L NH4OAC浸提-火焰光度法测定。土壤交换性盐基总量采用交换性Ca2+、Mg2+、K+、Na+之和计算得出。土壤阳离子交换量采用1 mol/L NH4OAC交换法测定。土壤盐基饱和度（BS）以土壤的交换性盐基总量（EB）占土壤阳离子交换量（CEC）的百分比表示[8]。土壤容重采用环刀法取样，105 ℃烘干测定。

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2003和DPS 7.05进行数据处理和统计分析。

2 结 果

2.1 土壤交换性钙含量

从图1可以看出，在整个烟株生育期，土壤交换性钙含量呈先上升后下降的趋势。在生长前期，土壤交换性钙的含量不是很高；进入旺长期（6月15日）后，烟株对钙的需求量增加，土壤交换性钙含量也较高，表现为T2>T3>T1>CK，T2、T3和T1处理分别较CK提高了25.32%、8.54%和5.38%；成熟期，土壤交换性钙含量呈降低的趋势。结果表明，施用烟草秸秆生物有机肥对旺长期耕作层土壤交换性钙含量有一定的补充，其中以施用2250 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥效果最好。

2.2 土壤交换性镁含量

如图2所示，在整个烟株生育期，土壤交换性镁含量呈先上升后下降的趋势。在生长前期，土壤交换性镁含量较低；进入旺长期（6月15日）后，烟株对镁的需求量增加，土壤交换性镁含量也较高，表现为T1>T2>T3>CK，T1、T2和T3处理分别较CK提高了71.62%、59.46%和28.38%；成熟期，土壤交换性镁的含量呈降低的趋势。由此可知，施用烟草秸秆生物有机肥对旺长期耕作层土壤交换性镁含量有较大幅度的提高，其中以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥提高幅度最大。

2.3 土壤交换性钾含量

从图3可以看出，在整个烟株生育期，土壤交换性钾含量呈先上升后下降的趋势。在生长前期，烟株对钾的需求量较少，土壤交换性钾含量也较低；进入旺长期（6月15日）后，烟株对钾的需求量增加，此时土壤交换性钾含量也处于最高峰，表现为T1>T2>T3>CK，T1、T2和T3处理分别较CK提高了57.74%、14.29%和5.36%；成熟期，土壤交

换性钾含量呈降低的趋势。结果表明，施用烟草秸秆生物有机肥对旺长期耕作层土壤交换性钾含量有一定的补充，其中以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥效果最好。

2.4 土壤交换性钠含量

由图4可知，在整个烟株生育期，土壤交换性钠含量呈先上升后下降的趋势。在生长前期，土壤交换性钠含量较低；进入旺长期（6月15日）后，烟株对钠的需求量增加，土壤交换性钠含量表现为T1>T2>T3>CK，T1、T2和T3处理分别较CK提高了153.13%、115.63%和87.50%；成熟期，土壤交换性钠含量呈降低的趋势。由此可知，施用烟草秸秆生物有机肥对旺长期耕作层土壤交换性钠的含量有极大幅度的提高，其中以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥提高幅度最大。

2.5 土壤交换性盐基总量

如图5所示，在整个烟株生育期，土壤交换性盐基总量呈先上升后下降的趋势。在旺长期（6月15日），土壤交换性盐基总量表现为T1>T2>T3>CK，T1、T2和T3处理分别较CK提高了41.29%、27.44%和12.40%。结果表明，施用烟草秸秆生物有机肥能提高旺长期耕作层土壤的交换性盐基总量，其中以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥效果最好。

2.6 土壤盐基离子饱和度

由表1可以看出，在旺长期（6月15日），T1、T2和T3处理土壤阳离子交换量和交换性盐基离子含量较CK均有所增加；各处理土壤交换性盐基离子均以Ca2+和K+占优势，其次以交换性Mg2+居多，交换性Na+最少。由表2可知，T1、T2和T3处理的土壤盐基饱和度较CK分别增加了36.88%、25.77%和4.31%。结果表明，施用烟草秸秆生物有机肥明显提高了旺长期耕作层土壤的盐基饱和度，其中以施用1500 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥提高幅度最大。

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2.7 土壤物理性状

从表3可以看出，各处理在土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和通气孔隙度方面无显著差异。T3处理容重较CK降低了0.04 g/cm3，总孔隙度、毛管孔隙度和通气孔隙度分别较CK提高了2.11%、3.66%和0.22%。在土壤含水量方面，T3处理与CK、T1和T2处理差异达到显著水平，且较CK提高了2.49个百分点。由此可知，施用3000 kg/hm2烟草秸秆生物有机肥能降低土壤容重，增加土壤的孔隙度，显著提高土壤的含水量。

作者：施河丽 谭军 王兴斌 彭五星 尹忠春 秦兴成