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        不同原料生物炭對水稻幼苗發(fā)育的影響評(píng)估

        2014-04-29 00:44:03王晉莊舜堯曹志洪蔡憲杰程森張偉峰孫平
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年22期
        關(guān)鍵詞:生物炭竹炭水稻

        王晉 莊舜堯 曹志洪 蔡憲杰 程森 張偉峰 孫平

        摘要[目的]研究不同原料生物炭對水稻幼苗生長發(fā)育的影響,為生物炭田間施用提供理論支持。[方法]采用竹炭、稻稈炭和煙稈炭,通過不同添加量對水稻幼苗進(jìn)行培養(yǎng)并測定幼苗長度和干重,以探究不同生物炭對水稻發(fā)育的潛在影響。[結(jié)果]3種生物炭在添加量小于10%時(shí)為安全用量,竹炭和稻稈炭的最適添加量為5%左右,煙稈炭最適添加量在0.5%~1.0%;3種生物炭添加量超過50%時(shí)均會(huì)抑制水稻幼苗生長,其中煙稈炭抑制效果最強(qiáng)。[結(jié)論]適量添加生物炭有益于水稻幼苗生長,煙稈炭可能會(huì)對作物產(chǎn)生不良作用,應(yīng)嚴(yán)格控制施用量和施用方法。

        關(guān)鍵詞生物炭;水稻;竹炭;稻稈炭;煙稈炭

        中圖分類號(hào)S156文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2014)22-07360-03

        基金項(xiàng)目滬皖現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)高科技示范園科技項(xiàng)目專項(xiàng)(CF56.1ZJ1)。

        作者簡介王晉(1985-),男,山西平定人,在讀博士,從事土壤環(huán)境化學(xué)研究。*通訊作者,副研究員,博士,從事土壤環(huán)境化學(xué)研究。

        收稿日期20140630生物炭作為一種常用的土壤改良劑,具有調(diào)節(jié)土壤pH、防止土壤養(yǎng)分流失、吸附重金屬等多種功能[1-3],其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,又能作為一種穩(wěn)定的碳庫來控制溫室氣體向大氣中釋放[4]。生物炭原料來源廣泛,易于獲得,林地凋落物、部分城市垃圾、工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物以及生長力強(qiáng)的植物等均可用于生物炭的制備[5-6]。

        然而,不同原料制成的生物炭對土壤和作物的影響也存在差異。通常生物炭的添加能夠促進(jìn)植物生長和作物增產(chǎn),改良土壤多種物理化學(xué)性質(zhì),并且增強(qiáng)土壤微生物的活動(dòng)。但生物炭本身可能也會(huì)含有對作物和土壤微生物產(chǎn)生危害的物質(zhì),如重金屬、多環(huán)芳烴、酚類物質(zhì)等[7]。也有很多研究報(bào)道生物炭的使用會(huì)對作物產(chǎn)生不良效果[8]。因此,在施用生物炭之前需要對其潛在的不良效應(yīng)和最佳用量進(jìn)行評(píng)估[9-10]。當(dāng)前生物炭直接對作物造成負(fù)面作用的研究較少。植物幼苗發(fā)育階段對土壤環(huán)境較為敏感,因此,筆者用3種不同原料來源的生物炭對水稻幼苗進(jìn)行培養(yǎng),探究不同生物炭對水稻發(fā)育的潛在影響,從而為田間水稻生產(chǎn)活動(dòng)中適用生物炭種類和最佳用量的制定提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料供試水稻品種為日本晴(Oryza sativa L. cv. Nipponbare)。將竹材、稻草及煙稈在450 ℃高溫厭氧條件下制成竹炭、稻稈炭及煙稈炭。水稻土采自安徽省宣城市宣州區(qū)楊柳鎮(zhèn)新龍村,風(fēng)干過5 mm篩備用。

        1.2方法

        1.2.1 生物炭添加梯度。 3種原料的生物炭分別與水稻土按不同比例混合,生物炭含量占基質(zhì)重量分別為0.5%、1.0%、2.5%、5.0%、10.0%、50.0%、100.0%,分裝于50 ml管中,每管加水20 ml室溫放置24 h,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),空白為不添加任何生物炭的水稻土。

        1.2.2 水稻浸種催芽。水稻種子洗凈消毒后,在恒溫培養(yǎng)箱中30 ℃浸種催芽48 h。待多數(shù)種子露白后選取大小均一的種子移栽至裝有添加不同生物炭土壤的50 ml管中,每管3粒種子。恒溫25 ℃培養(yǎng)14 d,培養(yǎng)期間每天補(bǔ)充水分保持管內(nèi)濕潤。

        1.2.3 幼苗生長指標(biāo)的測定。處理期間每天記錄株高并照相。培養(yǎng)14 d后,將每管3株幼苗全部取出,洗凈根部土壤,每種處理選取長勢均一的7株測定芽長和根長;再將每管3株幼苗地上地下部分分開,105 ℃下殺青2 h,65 ℃下烘干至恒重,分別測定芽干重和根干重。

        1.3數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并用Excel和OriginPro 8.6作圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1不同生物炭基本性質(zhì)從表1可以看出,煙稈炭pH最小為8.15,竹炭最大為10.05,3種炭均呈堿性。煙稈炭營養(yǎng)元素含量較高,全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全磷、有效磷、全鉀和有效鉀含量均顯著高于竹炭和稻稈炭(P<0.05)?;瘜W(xué)性質(zhì)方面竹炭和稻稈炭差異較小,可能是由于兩者均屬禾本科,在分類學(xué)上相近,而煙稈炭與它們成分差異較大。

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