發(fā)布時(shí)間：2020-09-11 11:38

　　 生物炭為全球固碳減排、土壤改良、生物能源生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)廢棄物利用等問(wèn)題提供了綜合解決方案,已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。針對(duì)山西省春旱嚴(yán)重、土壤瘠薄的現(xiàn)狀,探討生物炭施入土壤能否提高土壤水分有效性、改良土壤、促進(jìn)作物生長(zhǎng)。試驗(yàn)設(shè)五個(gè)生物炭添加比例,添加量分別為基礎(chǔ)土壤干重的0(CK),0.5%,1%,3%,6%,設(shè)置三個(gè)水分水平,分別為基礎(chǔ)土壤田間持水量的45%,65%,85%,采用日光溫室盆栽試驗(yàn)和室內(nèi)模擬試驗(yàn)的方式,研究不同水分條件下生物炭對(duì)土壤有關(guān)特性和高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)苗期生長(zhǎng)的影響。主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)果如下：1、研究了生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響,著重分析了土壤水分特征的變化情況。土壤中施用生物炭能顯著增加土壤的持水能力,增大土壤有效水的范圍；且能提高土壤保水性能,有效延緩?fù)寥浪值恼舭l(fā)。同一含水量時(shí),生物炭比例愈高,土壤水分的有效性愈低。隨著生物炭用量的上升,土壤孔隙度顯著提高,容重顯著降低。土壤的pH,EC以及主要的土壤養(yǎng)分含量隨生物炭施用比例的增大均有不同程度的提高。隨著生物炭用量的增加,收獲土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分固定和損失的趨勢(shì)在增強(qiáng),可能由于高C/N比和高pH值所致。2、通過(guò)盆栽試驗(yàn)的方式研究了不同水分條件下生物炭對(duì)高粱苗期生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收狀況的影響。高粱生長(zhǎng)狀況隨著水分脅迫的減弱而改善。0.5%和CK生物炭處理作物生長(zhǎng)最優(yōu)；高比例生物炭用量時(shí)苗期高粱的生長(zhǎng)受到抑制。葉綠素SPAD值隨生物炭施用量的升高而下降,下降速率隨水分升高而增加。反映作物土壤有效水分利用狀況的生理指標(biāo)以0.5%和CK處理表現(xiàn)最優(yōu)。高粱苗期地上部氮磷鉀養(yǎng)分濃度受水分影響不顯著；受生物炭的影響,植株體內(nèi)磷濃度隨生物炭升高略有下降、鉀濃度明顯升高。高粱地上部養(yǎng)分積累量(吸收量)隨水分升高而顯著上升,以0.5%或CK生物炭處理養(yǎng)分積累量最高。3、分析測(cè)定了植株收獲后土壤微生物群落的功能多樣性及不同處理土壤酶活性的變化。土壤相對(duì)含水量85%條件下,土壤微生物群落利用碳源的能力和功能多樣性在0.5%和CK處理最優(yōu),其余處理微生物功能多樣性隨生物炭用量增加逐漸下降。土壤水分含量的升高對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性具有一定的激活作用,其數(shù)值隨水分的升高略有上升。土壤脲酶活性隨生物炭添加比例的升高而遞減：0.5%處理過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性最高,其余處理二者活性隨生物炭升高而下降；蔗糖酶則隨生物炭施用量的增大而上升。4、利用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)不同水分條件下生物炭對(duì)土壤-植物系統(tǒng)的影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示,水分脅迫下(45%)低量生物炭(0.5%)處理能適度優(yōu)化土壤-植物系統(tǒng)環(huán)境。65%和85%水分條件下,分別為CK處理與0.5%處理最佳。高量生物炭(≥1%)對(duì)土壤-植物系統(tǒng)環(huán)境不利。本試驗(yàn)的最優(yōu)處理組合是土壤相對(duì)含水量85%條件下的0.5%比例生物炭處理,該處理土壤性狀和作物生長(zhǎng)狀況在全部15個(gè)處理中最優(yōu)。
【學(xué)位單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S156.2;S514
【部分圖文】：

６．４結(jié)果與分析逡逑運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)法分析，對(duì)各個(gè)處理與理想方案進(jìn)行綜合比較，得出了各處理的逡逑灰色關(guān)聯(lián)度，結(jié)果如圖６．１所示。Ｈ個(gè)水分梯度之間關(guān)聯(lián)度表現(xiàn)出了明運(yùn)的差異，隨逡逑著水分升高關(guān)聯(lián)度越高，表明８５％水分條件下的上壤－植物系統(tǒng)更佳。不同水分梯度逡逑下生物炭處理間的結(jié)果略有差異。４５％邋（Ｗ４５）與８５％邋（Ｗｓ５）水分下，都是０．５％添逡逑加比例的生物炭處理關(guān)聯(lián)度最高，略高于Ｃ0Ｗ？生物炭添加比例；而６５％邋（Ｗ６５）中逡逑水條件時(shí)，Ｃ0Ｗ６５生物炭添加處理值略高于化５％處理；剩余處理均為Ｃｌ＞Ｃ６〉Ｃ３。逡逑此結(jié)果反映出，高水低生物巧條件下，±壤－植物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能最佳（ＣｏｓＷｓｓ）；逡逑受干旱脅迫時(shí)和水分供應(yīng)充足時(shí)，添加低量生物炭（化５％）都能對(duì)±壤－植物系統(tǒng)的逡逑結(jié)構(gòu)和功能起到一定程度的優(yōu)化；無(wú)論是哪種水分條件下，高量生物炭（３％，邋６％）逡逑４２逡逑

６．４結(jié)果與分析逡逑運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)法分析，對(duì)各個(gè)處理與理想方案進(jìn)行綜合比較，得出了各處理的逡逑灰色關(guān)聯(lián)度，結(jié)果如圖６．１所示。Ｈ個(gè)水分梯度之間關(guān)聯(lián)度表現(xiàn)出了明運(yùn)的差異，隨逡逑著水分升高關(guān)聯(lián)度越高，表明８５％水分條件下的上壤－植物系統(tǒng)更佳。不同水分梯度逡逑下生物炭處理間的結(jié)果略有差異。４５％邋（Ｗ４５）與８５％邋（Ｗｓ５）水分下，都是０．５％添逡逑加比例的生物炭處理關(guān)聯(lián)度最高，略高于Ｃ0Ｗ？生物炭添加比例；而６５％邋（Ｗ６５）中逡逑水條件時(shí)，Ｃ0Ｗ６５生物炭添加處理值略高于化５％處理；剩余處理均為Ｃｌ＞Ｃ６〉Ｃ３。逡逑此結(jié)果反映出，高水低生物巧條件下，±壤－植物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能最佳（ＣｏｓＷｓｓ）；逡逑受干旱脅迫時(shí)和水分供應(yīng)充足時(shí)，添加低量生物炭（化５％）都能對(duì)±壤－植物系統(tǒng)的逡逑結(jié)構(gòu)和功能起到一定程度的優(yōu)化；無(wú)論是哪種水分條件下，高量生物炭（３％，邋６％）逡逑４２逡逑

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