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改性木屑和稻壳生物炭对土壤镉形态和水稻镉吸收的影响 被引量：3
1
作者 曾庆阳 熊振宇 +5 位作者 张书扬 林蓉 曾斯远 颜晓 吴建富 魏宗强 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1066-1075,共10页
【目的】农田镉(Cd)污染对人类健康构成严重威胁,探究不同改性生物炭对我国南方Cd污染农田中Cd形态变化及其在水稻中的富集特征的影响,为南方红壤性水稻土的安全利用和农业发展提供科学依据。【方法】以木屑和稻壳制成木屑生物炭(WCBC)... 【目的】农田镉(Cd)污染对人类健康构成严重威胁,探究不同改性生物炭对我国南方Cd污染农田中Cd形态变化及其在水稻中的富集特征的影响,为南方红壤性水稻土的安全利用和农业发展提供科学依据。【方法】以木屑和稻壳制成木屑生物炭(WCBC)和稻壳生物炭(RHBC),并用KOH和K_(2)SiO_(3)进行改性,共得4种改性生物炭,KOH改性的木屑生物炭(WCBC-KOH)和稻壳生物炭(RHBC-KOH),K_(2)SiO_(3)改性的木屑生物炭(WCBCK_(2)SiO_(3))和稻壳生物炭(RHBC-K_(2)SiO_(3))。通过盆栽试验,研究不同生物炭和添加量(0.25%、0.5%、1%)对红壤性水稻土的影响,包括化学性质(pH和有效硅)、Cd形态、水稻生物量、各组织的Cd富集和硅含量的影响。【结果】6种生物炭均能提高水稻土pH和有效硅含量,且随添加量的增加而增加。添加生物炭减少了土壤中可交换态Cd含量,同时增加了土壤中残渣态Cd含量,导致土壤中Cd的生物有效性和流动性显著降低,进而减少水稻对Cd的吸收。此外,添加生物炭还可以提高水稻地上部干物质重和产量,同时还显著增加了水稻地上部各组织的硅含量。相关分析表明,土壤pH和有效硅含量与可交换态Cd和水稻各组织Cd含量极显著负相关,且土壤pH降镉作用大于土壤有效硅的作用。【结论】6种生物炭均可使土壤中Cd向植物难利用形态转化,同时促进水稻生长和提高水稻产量,添加KOH和K_(2)SiO_(3)改性生物炭的效果要优于未改性生物炭。 展开更多
关键词 改性生物炭 硅 土壤镉形态 镉积累 水稻
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酸化与富磷影响农田土壤硅的移动性 被引量：1
2
作者 张庚金 贾露露 +5 位作者 索猛利 吴建富 郑继成 颜晓 魏宗强 曾庆阳 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期51-59,共9页
硅是水稻等禾本科作物生长发育不可或缺的营养元素,pH影响着土壤中硅的有效性和形态转化,而土壤磷与硅之间存在明显的竞争吸附效应。以常年水稻-瓜/菜轮作农田土壤为研究对象,进行等摩尔硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验和硅分组试验,模... 硅是水稻等禾本科作物生长发育不可或缺的营养元素,pH影响着土壤中硅的有效性和形态转化,而土壤磷与硅之间存在明显的竞争吸附效应。以常年水稻-瓜/菜轮作农田土壤为研究对象,进行等摩尔硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验和硅分组试验,模拟探究土壤酸化和磷富集对土壤硅的有效性及移动性的影响,以期为农田硅、磷养分管理提供一定的理论依据。结果表明,在pH 3.5~6.4范围内,同时加入等摩尔浓度的硅和磷时,磷的存在会抑制土壤吸附硅,使土壤对硅的吸附量降低78%~350%。土壤对硅的吸附小于对磷的吸附,磷的添加导致了土壤中硅的解吸。土壤酸化和磷添加均降低了土壤对硅的吸附,且在pH较高时添加磷对降低土壤吸硅的效果更为显著。土壤酸化降低了可移动态硅、吸附态硅、有机结合态硅和铁铝锰(氢)氧化物结合态硅的含量,但增加无定形态硅含量。与pH 6.4相比,酸化使可移动态硅和吸附态硅含量分别降低了22.47%~54.32%、10.72%~33.40%;磷添加使可移动态硅含量增加了4.07%~9.40%,吸附态硅含量降低了1.19%~3.53%。pH可调控土壤硅的溶解与吸附-解吸过程,从而影响土壤硅的移动性;磷富集促进土壤吸附态硅的解吸,进而增强土壤硅的移动性。 展开更多
关键词 土壤酸化 磷添加 硅吸附特性 硅形态 硅移动性
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东北地区主要旱地土壤供硅状况及土壤硅素形态变化的研究 被引量：11
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作者 张兴梅 邱忠祥 刘永菁 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 1997年第3期237-242,共6页
东北地区主要旱地土壤有效硅（SiO2，下同）含量为黑土、褐土较高，草甸土、棕壤居中，白浆土最少;有效硅平均含量分别为605.1、577.5、357.0、271.3、149.2mg／kg土壤有效硅含量与土壤的pH及粘粒含量呈极显著和显著正相关。在一定水分... 东北地区主要旱地土壤有效硅（SiO2，下同）含量为黑土、褐土较高，草甸土、棕壤居中，白浆土最少;有效硅平均含量分别为605.1、577.5、357.0、271.3、149.2mg／kg土壤有效硅含量与土壤的pH及粘粒含量呈极显著和显著正相关。在一定水分条件下，施入土壤中的硅在0～30天内主要以植物可利用的水溶态或硅胶形态存在，在0～20天内土壤有效硅含量变化不大，20～30天趋于减少。土壤各种形态硅含量为无定形硅＞活性硅＞水溶性硅。有效硅含量与活性硅的相关关系达极显著水平（r=0.8438**，n=16），与无定形硅及水溶性硅无明显相关。 展开更多
关键词 土壤有效硅 旱地 土壤硅素 东北地区
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郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态特征 被引量：6
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作者 何冬梅 陈逸飞 +7 位作者 苏仪 汪运祥 黄国庆 廖晓丽 方淑侦 黄伟 靳少非 郑德祥 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期153-160,共8页
[目的]探究郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态的变化特征及其与土壤理化性质的相关关系,进一步揭示亚热带地区土壤硅形态含量对环境变化的响应机制。[方法 ]本研究以郭岩山自然保护区不同海拔天然栲树林土壤为研究对象,在郭岩山自然... [目的]探究郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态的变化特征及其与土壤理化性质的相关关系,进一步揭示亚热带地区土壤硅形态含量对环境变化的响应机制。[方法 ]本研究以郭岩山自然保护区不同海拔天然栲树林土壤为研究对象,在郭岩山自然保护区海拔600、700、800、900 m分别设置标准地,采集不同海拔各土层(0~20、20~40、40~60 cm)的土样,测定土壤不同硅形态含量,分析环境变化对土壤中硅形态的影响。[结果 ](1)高海拔土壤有效硅(258.26 mg·kg^(-1))、水溶性硅(155.69 mg·kg^(-1))、活性硅(388.97mg·kg^(-1))及无定形硅(1 561.97 mg·kg^(-1))含量均显著高于低海拔土壤有效硅(93.16 mg·kg^(-1))、水溶性硅(78.38 mg·kg^(-1))、活性硅(231.84 mg·kg^(-1))及无定形硅(832.24 mg·kg^(-1))。深土层(40~60 cm)的土壤有效硅含量(227.53 mg·kg^(-1))显著高于0~20 cm(120.79 mg·kg^(-1))及20~40 cm(171.37 mg·kg^(-1))土层;(2)土壤有效硅含量与活性硅及水溶性硅含量呈极显著正相关,其中,活性硅是有效硅增加最重要的直接贡献形态,而水溶性硅是土壤硅转化过程中重要的过渡性形态;(3)土壤有机质和土壤pH值对各土壤硅形态含量的影响最显著,解释率分别达14.1%和9.2%,其中,土壤有机质与无定形硅及水溶性硅呈正相关,与土壤活性硅及有效硅呈负相关,而土壤pH值与有效硅、活性硅呈正相关,与无定形硅呈负相关。[结论 ]海拔引起的环境及土壤理化性质变化可改变土壤硅形态含量。研究结果为天然栲树林有效利用土壤硅及调控土壤硅形态提供了参考依据,对天然栲树林的保护具有重要的科学指导意义。 展开更多
关键词 海拔 天然栲树林 土壤硅形态 郭岩山
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富硅生物炭有效提高红壤性稻田土壤不同形态硅含量及水稻产量 被引量：8
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作者 胡祖武 吴多基 +2 位作者 吴建富 魏宗强 夏李佳 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1421-1429,共9页
【目的】硅是水稻正常生长发育的有益元素,研究富硅生物炭对红壤性稻田土壤中硅形态、水稻产量和硅吸收的影响,旨在为富硅生物炭在水稻生产上的应用提供科学依据。【方法】以南方红壤性水稻土为研究对象进行水稻盆栽试验,供试水稻品种... 【目的】硅是水稻正常生长发育的有益元素,研究富硅生物炭对红壤性稻田土壤中硅形态、水稻产量和硅吸收的影响,旨在为富硅生物炭在水稻生产上的应用提供科学依据。【方法】以南方红壤性水稻土为研究对象进行水稻盆栽试验,供试水稻品种为‘美香粘2号’。试验包括5个硅生物炭材料:1个低硅(BW3)、2个中硅(BH7、BB7)和2个富硅生物炭(AH、AB),每个生物炭材料添加量分别为盆栽土量的0.4%和0.8%,以不添加生物炭的处理为对照(CK)。水稻成熟期测产,并将水稻植株分为根、茎、叶样品,测定生物量及硅吸收量。同时,以连续化学浸提法测定土壤不同形态硅的含量。【结果】添加富硅生物炭显著增加了土壤有效硅、有机结合态硅及铁锰氧化物结合态硅的含量。5个生物炭材料中,以添加AB生物炭的处理增加幅度最高,其土壤有效硅、有机结合态硅及铁锰氧化物结合态硅较CK分别提高了184.23%、59.53%和117.54%。双因素方差分析结果表明,生物炭的硅水平和添加量对水稻产量、秸秆生物量、根部生物量均有极显著影响(P<0.01),且二者间交互作用极显著(P<0.01)。添加生物炭的处理间水稻籽粒产量差异显著(P<0.05);除低量低硅生物炭(BW3)处理外,其他生物炭处理水稻籽粒产量均显著高于对照(P<0.05),且各生物炭高添加量处理的水稻产量显著高于其低添加量,较CK的增幅达到4.18%~44.28%。水稻各部位硅积累量表现为:秸秆>籽粒>根部。两种添加量下水稻总吸硅量高低均表现为:AB>AH>BB7>BH7>BW3。在高添加量时,生物炭AB处理的水稻总吸硅量最大,比CK增加了73.68%,其次是AH生物炭。【结论】添加富硅生物炭比普通生物炭可更有效地提高红壤性水稻土中有效硅、有机结合态及铁锰氧化物结合态硅的含量,进而显著增加水稻对硅的吸收,提高水稻籽粒产量和生物量。提高生物炭的添加量对土壤和水稻硅含量的提升效果更好。因此,富硅生物炭是水稻生产中的高效生物硅肥。 展开更多
关键词 富硅生物炭 红壤性水稻土 土壤硅形态 水稻产量 硅吸收
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富硅生物炭对红壤性稻田土壤镉形态及水稻镉吸收与转移的影响 被引量：3
6
作者 胡祖武 吴多基 +3 位作者 夏李佳 姚冬辉 魏宗强 吴建富 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1034-1043,共10页
【目的】农田土壤Cd污染已成为突出的环境问题,Cd污染修复技术备受关注。研究富硅生物炭对红壤性稻田土壤镉形态含量及水稻镉吸收、累积与转移的影响,旨在为富硅生物炭对镉污染农田修复提供科学依据。【方法】以南方镉污染的红壤性水稻... 【目的】农田土壤Cd污染已成为突出的环境问题,Cd污染修复技术备受关注。研究富硅生物炭对红壤性稻田土壤镉形态含量及水稻镉吸收、累积与转移的影响,旨在为富硅生物炭对镉污染农田修复提供科学依据。【方法】以南方镉污染的红壤性水稻土为研究对象,采用盆栽试验,在等量氮磷钾养分投入条件下,以不添加生物炭的处理为对照(CK),研究不同添加量(0.2%和0.4%)的低硅(BW3)和高硅(AH、AB)含量的3种不同类型生物炭对土壤镉形态含量及水稻产量、生物量和镉吸收、累积的影响。【结果】添加富硅生物炭,土壤中可交换态和还原态镉占比均降低,而可氧化态和残渣态镉占比均增加。水稻各部位镉含量由大到小依次为根、秸秆和籽粒。与CK相比,生物炭的添加显著降低了水稻各部位镉含量,其中以添加0.4%高硅生物炭AB的处理降低效果最为明显,比CK降低了66.85%(P<0.05);秸秆镉的含量变化规律与籽粒变化趋势基本一致;根系镉的含量在两种施加量水平下,由大到小均表现为CK、BW3、AH和AB,且差异显著(P<0.05)。添加富硅生物炭提高了水稻产量、秸秆和根系生物量。在两种施加量水平下,籽粒产量、秸秆生物量、根系生物量均表现为低硅生物炭(BW3)和高硅生物炭(AH、AB)间差异显著(P<0.05)。相较于CK,添加富硅生物炭显著降低了水稻镉富集系数(BCF),降幅为14.52%~36.32%。转移系数TF1(根部到秸秆)和TF2(根部到籽粒)变化规律大致相似。无论是高量还是低量添加富硅生物炭,TF1和TF2均显著小于CK处理(P<0.05),降幅分别为50.64%~57.39%、48.87%~56.05%和31.39%~47.67%、29.06%~45.34%。【结论】添加富硅生物炭能改变镉污染农田土壤镉形态含量,降低镉的生物有效性,从而减少水稻对镉的吸收;同时,还能够提高水稻生物量和籽粒产量。综上所述,富硅生物炭可以作为镉污染农田修复的一种调理剂,尤其是以高硅生物炭效果最好。 展开更多
关键词 富硅生物炭 红壤性水稻土 土壤镉形态 水稻产量 镉吸收与转移
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