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生物质炭用量对新垦耕地土壤肥力、细菌群落结构和功能以及作物生物量的影响
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作者 刘晓霞 金秉洁 +2 位作者 张敏 吴东涛 倪治华 《土壤》 北大核心 2025年第1期76-85,共10页
以甘蓝为供试材料,采用盆栽试验和高通量测序技术,研究了0(B0,对照)、0.5%(B5)、1.0%(B10)、2.0%(B20)和4.0%(B40)五种不同生物质炭用量对新垦耕地土壤肥力参数、细菌群落结构和功能及甘蓝生长的影响。结果表明:不同处理的甘蓝生长和土... 以甘蓝为供试材料,采用盆栽试验和高通量测序技术,研究了0(B0,对照)、0.5%(B5)、1.0%(B10)、2.0%(B20)和4.0%(B40)五种不同生物质炭用量对新垦耕地土壤肥力参数、细菌群落结构和功能及甘蓝生长的影响。结果表明:不同处理的甘蓝生长和土壤肥力参数差异显著,其中B10处理可显著提高甘蓝株高、地上部生物量、根系质量,土壤中的有机碳、全氮、速效钾含量以及pH和CEC,并显著降低甘蓝根冠比。相较于B0处理,B5、B10、B20和B40处理均可显著提高土壤细菌群落Chao 1、Observed species和Shannon等α多样性指数,且细菌多样性指数与甘蓝地上部生物量、根系质量,土壤有机碳、全氮、速效钾含量以及pH和CEC均呈显著或极显著正相关。施用生物质炭也可通过调控土壤CEC和pH等途径,显著改变土壤细菌群落结构,且细菌群落及其代谢功能均与植物地上部生物量和根冠比呈显著相关。LEfSe分析结果显示,随着生物质炭用量的增加,土壤细菌群落差异的主要指示物种数量也随之增加,且多数指示物种与甘蓝生长指标之间呈显著相关。另外,B0处理中的指示物种主要以拟杆菌纲(Bacteroidia)、伪诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)等细菌为主,而在门水平上,不同施用量生物质炭处理中的指示物种则主要隶属于酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、黏细菌门(Myxococcota)、变形菌门(Proteobacteria)等细菌门下的富营养菌。其中,B10处理中指示物种以噬几丁质菌目(Chitinophagales)、Blastocatellia为主,而B40处理中指示物种主要以α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、根瘤菌目(Rhizobiales)等细菌为主。生物质炭处理显著影响了土壤微生物氨基酸、碳水化合物及脂类的代谢功能,其中B10处理显著提高了氨基酸和脂类代谢功能,并有效降低了碳水化合物代谢功能。综上,施用生物质炭可改善新垦耕地理化性质,丰富细菌群落,促进作物生长,综合考虑施用成本和改良效果,建议新垦耕地上生物质炭的用量为1.0%。 展开更多
关键词 生物质炭用量 新垦耕地 细菌群落 作物生长
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秸秆炭基肥料对水稻土壤质量与养分利用及微生物群落的作用
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作者 党洪阳 庄海峰 +2 位作者 赵宇飞 傅建舟 季卫东 《中国稻米》 北大核心 2025年第3期37-45,共9页
长期大量施用化肥引起的土壤质量下降和环境问题受到广泛关注。而农业生产过程中产生的秸秆,直接还田会导致种植障碍和环境风险。本研究旨在探讨不同比例的炭基肥料替代化肥对水稻土壤质量、酶学性质、微生物群落结构及水稻生长的影响... 长期大量施用化肥引起的土壤质量下降和环境问题受到广泛关注。而农业生产过程中产生的秸秆,直接还田会导致种植障碍和环境风险。本研究旨在探讨不同比例的炭基肥料替代化肥对水稻土壤质量、酶学性质、微生物群落结构及水稻生长的影响。结果表明,炭基肥料部分替代化肥能有效改善土壤结构和养分状况,提高土壤酶活性并改善微生物群落结构,其中以50%替代比例效果最佳,与常规施肥处理相比,成熟期土壤全氮、全磷、有机质含量分别提高36.03%、28.36%和19.53%,过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高12.24%和29.67%,Chao、Ace和Shannon指数分别增加22.20%、21.97%和6.33%。此外,炭基肥施用显著促进了水稻生长发育及养分吸收利用,其中50%替代化肥处理相比常规施肥处理水稻产量和地上部干物质量分别提高14.44%和15.95%,氮、磷和钾素的吸收效率分别增加18.94%、19.18%和19.07%。秸秆炭化制备肥料有助于促进废弃物秸秆的资源化和循环利用。 展开更多
关键词 水稻 秸秆还田 炭基肥 土壤质量 水稻生长 微生物群落
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浙江地区重金属低积累旱粮作物品种筛选 被引量:1
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作者 姜建武 孙叶芳 +2 位作者 卢华兵 施腾楠 张敏 《浙江农业科学》 2024年第7期1521-1530,共10页
为达到污染耕地的旱粮安全生产,筛选出适合浙江地区种植的重金属低积累旱粮品种,通过田间试验,在重金属复合污染耕地种植旱粮作物高粱、玉米和大豆各10个品种,分析旱粮籽粒中镉(Cd)、镍(Ni)、铜(Cu)和锌(Zn)等重金属元素含量。结果表明... 为达到污染耕地的旱粮安全生产,筛选出适合浙江地区种植的重金属低积累旱粮品种,通过田间试验,在重金属复合污染耕地种植旱粮作物高粱、玉米和大豆各10个品种,分析旱粮籽粒中镉(Cd)、镍(Ni)、铜(Cu)和锌(Zn)等重金属元素含量。结果表明,高粱Cd低积累品种优选晋糯3号,玉米品种Cd低积累品种优选浙糯玉86和浙甜19,大豆Cd低积累品种优选浙春8号;具有同时低积累Cd、Ni、Cu和Zn特征的高粱品种为晋糯3号和晋杂31号,玉米品种为浙糯玉18、浙糯玉86和银糯1号,大豆品种为浙春8号和辽鲜。本研究结果可为浙江地区污染耕地安全利用过程中重金属低积累旱粮品种的选择提供科学依据。 展开更多
关键词 污染耕地安全利用 重金属低积累 品种筛选 旱粮
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腐熟剂与生物炭协同强化秸秆还田对土壤质量和水稻生长的影响
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作者 苏扬 商小兰 +6 位作者 钱忠明 吴林根 黄佳琦 庄海峰 赵宇飞 党洪阳 徐立军 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第5期1139-1148,共10页
为探讨腐熟剂与生物炭协同作用对水稻秸秆还田后土壤质量和水稻生长的影响,设计5个处理——对照(S1)、单独秸秆还田(S2)、秸秆还田配施腐熟剂(S3)、秸秆还田配施生物炭(S4)、秸秆还田配施腐熟剂和生物炭(S5),通过田间试验,分析不同处理... 为探讨腐熟剂与生物炭协同作用对水稻秸秆还田后土壤质量和水稻生长的影响,设计5个处理——对照(S1)、单独秸秆还田(S2)、秸秆还田配施腐熟剂(S3)、秸秆还田配施生物炭(S4)、秸秆还田配施腐熟剂和生物炭(S5),通过田间试验,分析不同处理对土壤理化性质、酶学性质、微生物群落结构和水稻生产的影响。结果表明,与S2处理相比,腐熟剂与生物炭共同配施处理下,土壤的全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷和速效钾含量显著(P<0.05)增加,水稻成熟期土壤过氧化氢酶和蔗糖酶的活性分别显著提高16.06%和19.11%,土壤中微生物的多样性和丰度亦得到提升,水稻产量和地上部干重分别增加了11.42%和11.74%,水稻的地上部氮、磷、钾素吸收总量分别显著提高24.00%、26.12%和13.21%。该研究凸显了腐熟剂与生物炭的协同作用在促进秸秆高效还田、改善土壤生态系统方面的潜力,为强化秸秆等农业废弃物高效还田利用新技术的实际应用提供了科学依据。 展开更多
关键词 秸秆还田 腐熟剂 生物炭 土壤质量 水稻生长
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全生物降解地膜降解特征及其对土壤理化性质与早春马铃薯效益的影响
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作者 陈翔 徐立军 +6 位作者 钱忠明 洪美萍 黄佳琦 何匡义 吴林根 庄海峰 胡美华 《浙江农业科学》 2025年第5期1138-1144,共7页
为探讨全生物降解地膜对土壤理化性质及早春马铃薯效益的影响,引进10种全生物降解地膜开展相关试验。结果表明,全生物降解地膜能够提高土壤整体性能,且对早春马铃薯具有增产提效作用。其中,白色全生物降解地膜的降解速度相对更快,作物... 为探讨全生物降解地膜对土壤理化性质及早春马铃薯效益的影响,引进10种全生物降解地膜开展相关试验。结果表明,全生物降解地膜能够提高土壤整体性能,且对早春马铃薯具有增产提效作用。其中,白色全生物降解地膜的降解速度相对更快,作物产量相对较高;而黑色全生物降解地膜有效提升了整体土壤肥力以及土壤酶活性。马铃薯收获时全生物降解地膜基本处于开裂期,可直接机械翻耕整地,不产生白色污染。与普通地膜相比,本试验所有全生物降解地膜每667 m^(2)平均产值增加5.2%,比较效益平均增加6.4%,其中覆盖8μm白色全生物降解地膜的耕地经济效益最高。本试验结果表明,白色全生物降解地膜在露地早春马铃薯的应用上具有广阔的推广应用前景。 展开更多
关键词 全生物降解地膜 土壤 马铃薯 应用效果
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超声强化有机废水生物降解效能的研究进展 被引量:3
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作者 庄海峰 张雅荃 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1358-1364,共7页
近年来,有机废水生物降解成为关注热点,基于超声的生物强化技术是其中的一个新方向。超声与微生物之间的协同作用可以有效提高活性污泥对有机废水的生物降解效果。全面分析了超声强化有机废水生物降解的机理,详细阐述了超声对生物强化... 近年来,有机废水生物降解成为关注热点,基于超声的生物强化技术是其中的一个新方向。超声与微生物之间的协同作用可以有效提高活性污泥对有机废水的生物降解效果。全面分析了超声强化有机废水生物降解的机理,详细阐述了超声对生物强化的内在影响及超声强化有机废水生物降解的应用现状,最后指出了超声强化技术是未来生物处理难降解有机废水的高效绿色方式和重要研究方向。 展开更多
关键词 超声 生物技术 有机废水 活性污泥
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常压下酸催化多元醇液化纤维素反应机理的研究
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作者 张妍 高壮志 +3 位作者 乔文朴 杨宇杰 常紫阳 刘忠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2577-2581,共5页
开发农林废弃物高值化利用路径与“深入推进能源绿色低碳转型”国家重大战略需求高度契合。实验探索农业废弃物玉米秸秆中纤维素组分常压酸(H3PO4)催化多元醇[丙二醇(PG)与二甘醇(DEG)混合液]液化反应路径为研究目标,了解酸催化多元醇... 开发农林废弃物高值化利用路径与“深入推进能源绿色低碳转型”国家重大战略需求高度契合。实验探索农业废弃物玉米秸秆中纤维素组分常压酸(H3PO4)催化多元醇[丙二醇(PG)与二甘醇(DEG)混合液]液化反应路径为研究目标,了解酸催化多元醇作用条件下的木质生物质液化反应机理。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(NMR)及热重分析(TGA)对不同反应时间下纤维素液化所得生物油的化学基团、分子量及其分布、分子结构、热解等进行了分析。FTIR检测表明,不同反应时间所得生物油具有相似FTIR特征;液化初期,纤维素降解生成了较多的烃类、醚类和含羰基化合物;液化后期,纤维素中的糖类降解产物、羟基或烯烃与PG/DEG反应生成了难溶于1,4-二氧六环的有机物。GPC分析表明,随着液化的进行,纤维素分子链发生断裂程度加剧,降解生成低分子量(LMW)物质越来越多,降解反应占主导地位;而当反应时间达到某一值时,其降解产物与PG/DEG发生聚合反应产生越来越多的大分子量物质,使生物油的分子量不再降低,即聚合反应占主导地位。^(1)H-和^(13)C-NMR表明,纤维素在液化作用下发生降解使得分子链断裂,仍保留了部分葡萄糖单元结构;随着液化反应的进行,这些结构单元再次发生转化产生LMW化合物;反应继续进行时,这些产物之间或与PG/DEG之间可进行聚合反应,形成结构趋于一致、性质逐渐稳定的新物质。TGA分析结果:生物油中含有70%~85%碳数小于25和5%~10%碳数高于25的化合物,最终残炭率随着反应时间的延长先降低再升高。实验通过研究纤维素在多元醇液化过程中的结构变化,揭示其液化的反应历程,为探索秸秆全组分的液化机理奠定理论基础。 展开更多
关键词 纤维素 生物油 红外光谱 凝胶渗透色谱 核磁共振 热重分析
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底泥基质对匍匐剪股颖‘本特A-4’生长和生理指标的影响
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作者 夏宏蕾 王蕾 +4 位作者 方朝储 王敏艳 刘万鹏 沈澄 张进 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1075-1084,共10页
【目的】河湖库塘清淤底泥用于草皮等高经济价值园林绿化植物生产,既能有效解决挤占耕地与破坏耕层问题,又能协同解决底泥等有机固体废弃物的处理难题。【方法】通过混料设计,按照底泥最大消耗原则,设置底泥、沼渣、生物质炭3种原料用... 【目的】河湖库塘清淤底泥用于草皮等高经济价值园林绿化植物生产,既能有效解决挤占耕地与破坏耕层问题,又能协同解决底泥等有机固体废弃物的处理难题。【方法】通过混料设计,按照底泥最大消耗原则,设置底泥、沼渣、生物质炭3种原料用量比例(体积比)分别为50%≤底泥≤100%、0≤沼渣≤50%、0≤生物质炭≤10%,共13个处理,同时设置耕作土为对照组,测定匍匐剪股颖‘本特A-4’Agrostisstolonifera‘PENN A-4’生长指标(生物量干质量、叶绿素、根系活力)和生理指标(可溶性糖、丙二醛、抗氧化保护酶),明确河道底泥为主料的基质代替传统耕作土种植匍匐剪股颖‘本特A-4’的可行性和适宜性。【结果】与耕作土(对照)相比,混料基质中3种原料比例(体积比)底泥为75.00%、沼渣为20.00%、生物质炭为5.00%时,匍匐剪股颖‘本特A-4’地上部分和地下部分干质量分别显著提高了58.53%和17.19%(P<0.05),根系活力极显著提高了近1倍(P<0.01),但匍匐剪股颖‘本特A-4’叶绿素a、b质量分数分别均极显著降低了约20.00%(P<0.01)。另外,混料基质使匍匐剪股颖‘本特A-4’超氧化物歧化酶活性极显著升高28.66%(P<0.01),对植株体内可溶性糖质量分数、丙二醛质量摩尔浓度及过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性影响不显著。【结论】以底泥为主料,掺混适当比例的生物质炭、沼渣的基质代替耕作土种植匍匐剪股颖‘本特A-4’是可行的,掺混的沼渣能够有效提高匍匐剪股颖‘本特A-4’地上部分生物量和根系活力,生物质炭可有效提高匍匐剪股颖‘本特A-4’地下部分生物量。图5表4参25. 展开更多
关键词 河道底泥 匍匐剪股颖‘本特A-4’ 基质 生理指标 生物量
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