生物質(zhì)炭特性及施用管理措施對(duì)作物產(chǎn)量影響的整合分析
本文選題:生物質(zhì)炭 + 作物產(chǎn)量; 參考:《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》2017年10期
【摘要】:【目的】大量研究表明農(nóng)田施用具有特殊理化性質(zhì)的生物質(zhì)炭對(duì)作物產(chǎn)量具有顯著影響,采用大樣本統(tǒng)計(jì)方法量化生物質(zhì)炭自身特性及施用管理措施對(duì)作物產(chǎn)量的影響程度。【方法】通過收集全球范圍內(nèi)公開發(fā)表的97篇生物質(zhì)炭施用與土壤改良、作物生長有關(guān)的相對(duì)獨(dú)立研究,共獲得匹配數(shù)據(jù)819組。運(yùn)用數(shù)據(jù)整合分析方法(Meta-analysis)量化生物質(zhì)炭自身特性(原料、制備溫度、C/N、pH)在人為施用管理(施用量與施用時(shí)長)、土壤屬性(質(zhì)地和酸堿度)等條件下對(duì)作物產(chǎn)量變化的影響!窘Y(jié)果】統(tǒng)計(jì)分析表明,與不施用生物質(zhì)炭相比,施用生物質(zhì)炭具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng),作物平均增產(chǎn)15.0%。生物質(zhì)炭施用的增產(chǎn)效果在不同作物上存在顯著差異,經(jīng)濟(jì)作物平均增產(chǎn)25.3%,顯著高于糧食作物(10.0%)。生物質(zhì)炭自身特性對(duì)作物產(chǎn)量影響顯著,當(dāng)制備溫度600℃、pH7、C/N值介于20—300時(shí),均具有顯著的增產(chǎn)效果,增產(chǎn)范圍為9.2%—26.6%,且增產(chǎn)幅度隨著制備溫度和其自身C/N值的增加而下降。對(duì)于不同質(zhì)地和酸堿度的土壤而言,施用生物質(zhì)炭的增產(chǎn)效果表現(xiàn)為黏質(zhì)土壤砂質(zhì)土壤壤質(zhì)土壤;施用于酸性土壤可增產(chǎn)29.2%,分別是中性及堿性土壤的7.9和2.5倍。人為管理?xiàng)l件下,當(dāng)生物質(zhì)炭施用量10.0 t·hm~(-2)時(shí),可顯著提高作物產(chǎn)量,達(dá)到18.0%,施用量80.0 t·hm~(-2)后增產(chǎn)效果不顯著。施用生物質(zhì)炭的增產(chǎn)效果隨著施用時(shí)間的增加而呈下降趨勢(shì),施用半年至兩年內(nèi)可增產(chǎn)13.4%—17.5%,超過兩年,增產(chǎn)效應(yīng)降至9.6%!窘Y(jié)論】生物質(zhì)炭的增產(chǎn)效應(yīng)隨著生物質(zhì)炭的屬性、施用量和施用時(shí)長的不同有所差異。根據(jù)作物類型與土壤屬性選擇適宜特性的生物質(zhì)炭,適時(shí)酌情間斷性施用,不僅可以達(dá)到持續(xù)增產(chǎn)的目的,也降低成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,可以作為現(xiàn)代可持續(xù)農(nóng)業(yè)管理措施的選擇。
[Abstract]:[objective] A large number of studies have shown that the application of biomass charcoal with special physicochemical properties has a significant effect on crop yield. Large sample statistical methods were used to quantify the effects of biomass charcoal characteristics and management measures on crop yield. [methods] 97 papers on biomass carbon application and soil improvement were collected and published worldwide. A total of 819 groups of matching data were obtained from relative independent studies on crop growth. Using data Integration Analysis method to quantify Biomass carbon characteristics (Raw material, Raw material, Biomass carbon, Biomass carbon) The effects of preparation temperature and pH on crop yield changes under artificial application (amount and duration of application), soil properties (texture and pH). [results] Statistical analysis showed that, compared with no biomass carbon, The application of biomass carbon had a significant effect on increasing the yield, and the average yield of crops was 15.0. There were significant differences in the effect of biomass carbon application on the yield of different crops. The average yield of cash crops was 25.3, which was significantly higher than that of grain crops (10.0%). Biomass carbon had a significant effect on crop yield. When the preparation temperature was between 20 and 300, the yield increased by 9.2-26.6%, and the yield increased with the increase of preparation temperature and C / N value. For the soils with different textures and pH values, the effect of biomass carbon application on yield increase was shown as follows: clay soil, sandy soil, loamy soil, and acid soil, which were 7.9 and 2.5 times higher than neutral and alkaline soils, respectively. Under artificial management, when biomass carbon was applied 10.0 t / hm ~ (-2), the crop yield was significantly increased to 18.0% (80.0 t / hm ~ (-2). The yield increase of biomass carbon decreased with the increase of application time, and the yield increased 13.4- 17.5in six months to two years. Over two years, the yield increasing effect decreased to 9.6. [conclusion] the yield increase effect of biomass carbon decreased with the properties of biomass carbon. The amount of application and the duration of application are different. According to crop types and soil properties, biomass charcoal with suitable characteristics can be applied intermittently and timely, which can not only achieve the purpose of increasing production continuously, but also reduce the cost and increase the economic benefit. It can be regarded as the choice of modern sustainable agricultural management measures.
【作者單位】: 武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所;上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院;
【基金】:國家“十二五”國家科技支撐計(jì)劃(2014BAD14B02,2014BAD14B03) 國家自然科學(xué)基金(41101210) 上海市綠化和市容管理局項(xiàng)目(G160202)
【分類號(hào)】:S141
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