生物质炭添加对黄瓜连作土壤理化性状及酶活性的影响(附件)
采用一次性向设施农田土壤中添加0，5，10，20，30，40 t/hm2的生物质炭的方法，通过2年定位试验，探讨了生物质炭施用对连作黄瓜土壤物理性质、养分状况及酶活性的影响，为生物质炭在推动设施农业发展上提供科学依据。结果表明，生物质炭可以显著改善连作黄瓜的土壤环境，提高连作黄瓜的产量。高施用量条件下（40 t/hm2）对黄瓜连作土壤的物理性状提升效果最好，C5处理的土壤容重较对照显著降低了9.65%，孔隙度显著提高了5.83%，土壤水力学性质提升效果明显。土壤中全氮、硝态氮和铵态氮的含量在生物质炭施用量为30 t/hm2时均达到最高，分别为2.17 g/kg，188.11 mg/kg和7.39 mg/kg，高生物质炭施用量水平下（C5水平）土壤速效磷和有机质含量达到最大，分别为256.68 mg/kg和25.01 g/kg。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随着生物质炭施用量的增加均呈先增加后降低的趋势，其活性分别在生物质炭施用量为30 t/hm2和20 t/hm2时最大，分别为0.28 mg/ (g﹒d)和0.13 ml/(g﹒h)，较对照提高了47.37%和7.69%。当生物质炭施用量达到30 t/hm2时，黄瓜产量最高为6.18×104 kg/hm2。通过对黄瓜连作土壤质量因子的通径分析可知，改善连作黄瓜土壤环境的最佳生物质炭施用量为30 t/hm2，说明生物质炭作为一种土壤改良剂，能够改善连作土壤质量，提高连作土壤肥力和酶活性，但选择合适的生物质炭施用量至关重要。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1 材料与方法3
1.1试验材料 3
1.2试验设计3
1.3土样采集4
1.4分析方法4
1.5数据处理4
2结果与分析4
2.1生物质炭添加对黄瓜连作土壤物理性质的影响4
2.1.1添加生物质炭对黄瓜连作土壤容重和水力学性质的影响4
2.1.2不同生物质炭添加量对黄瓜连作土壤团聚体分布的影响5
2.2生物质炭添加对黄瓜连作土壤养分含量的影响5
2.3 添加生物质炭对黄瓜连作土壤酶活 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
性的影响6
2.3.1不同生物质炭添加量对土壤脲酶活性的影响6
2.3.2生物质炭添加对土壤过氧化氢酶活性的影响6
2.4添加生物质炭对连作黄瓜产量的影响7
2.5影响黄瓜连作土壤质量因子的通径分析7
3 讨论8
3.1 生物质炭添加对黄瓜连作土壤理化性状的影响8
3.2添加生物质炭对黄瓜连作土壤酶活性的影响9
3.3不同生物质炭添加量对连作黄瓜产量的影响9
致谢10
参考文献10
生物质炭添加对黄瓜连作土壤理化性状及酶活性的影响
引言
随着我国现代农业的不断发展，商品化设施蔬菜的栽培面积逐年增加并呈规模化趋势。黄瓜（Cucumis sativus）作为我国设施农业生产中的主要蔬菜作物之一，在市场经济驱动下的商品化设施生产中普遍存在施肥不合理、复种指数过高、栽培种类单一等问题，造成土壤微生态失调、土壤生物多样性下降、土壤养分失衡、土传病害严重、蔬菜产量和品质下降等连作障碍现象[1]。作为调整我国城乡种植业发展的重要经济作物，近年来黄瓜连作障碍的发生机制受到学者们较广泛的关注，黄瓜连作障碍的防治已成为我国设施蔬菜生产亟待解决的问题。
生物质炭是一类高度芳香化的、难溶性的固体物质，它是由一些有机物料（如秸秆、粪便和生活垃圾等）在完全或部分缺氧条件下热裂解和炭化而形成的[23]，富含碳、氢、氧、氮等能为植物生长发育提供养分的元素[4]，施入土壤后可以改善土壤的物理性状，提高土壤中的养分含量，丰富土壤的微生物多样性[5]。生物质炭特殊的物理结构使其具有发达的多孔结构及表面积，可以改善土壤结构，提高土壤的保水性和透水性。生物质炭发达的官能团还可以增加土壤的养分吸持容量和阳离子交换量，促进土壤团聚体的形成[67]。近年来，生物质炭在土壤改良方面的作用备受各国农业科学家的重视，其作为土壤改良剂、土壤肥力缓释载体及固碳减排材料的研究越来越多[8]。目前，关于生物质炭应用于农业生产的研究大多集中在对于小麦、玉米和水稻等粮食作物，而生物质炭施用对设施连作菜地系统中土壤特性以及作物生长发育的影响，尤其对黄瓜产量及对黄瓜连作障碍的调控及防治效果还少有文献提及。鉴于此，本研究通过设置田间试验，将不同量的生物质炭一次性施入农田，连续两年对黄瓜连作条件下土壤理化性质和土壤酶活性的动态变化进行监测，筛选对黄瓜生长有促进作用的最佳生物质炭施用量，以期为生物质炭的推广应用、黄瓜连作土壤的修复以及设施蔬菜生产的可持续发展提供技术支撑和理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验在江苏省如皋市农业科学研究所大棚实验基地进行，供试土壤为江苏典型的潮土。供试土壤的基本理化性质见表1。生物质炭的原料为小麦秸秆，炭化温度为350~500 ℃，具体基本理化性质见表2。供试黄瓜品种为博美8号。
表1 供试土壤理化性质
Table 1 The physical and chemical properties of experimental soil
pH
容重
（g/cm3）
孔隙度
（%）
全氮
（g/kg）
硝态氮
（mg/kg）
铵态氮
（mg/kg）
有效磷
（mg/kg）
有机碳
（g/kg）
黏粒
（g/kg）
粉粒
（g/kg）
砂粒
（g/kg）
6.44
1.04
60.79
1.03
103.51
4.54
142.12
17.88
208.00
719.20
72.80
表2 生物质炭理化性质
Table 22 Basic chemical and physical properties of biochar
pH
容重
（g/cm3）
比表面积
（m2/g）
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1 材料与方法3
1.1试验材料 3
1.2试验设计3
1.3土样采集4
1.4分析方法4
1.5数据处理4
2结果与分析4
2.1生物质炭添加对黄瓜连作土壤物理性质的影响4
2.1.1添加生物质炭对黄瓜连作土壤容重和水力学性质的影响4
2.1.2不同生物质炭添加量对黄瓜连作土壤团聚体分布的影响5
2.2生物质炭添加对黄瓜连作土壤养分含量的影响5
2.3 添加生物质炭对黄瓜连作土壤酶活 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
性的影响6
2.3.1不同生物质炭添加量对土壤脲酶活性的影响6
2.3.2生物质炭添加对土壤过氧化氢酶活性的影响6
2.4添加生物质炭对连作黄瓜产量的影响7
2.5影响黄瓜连作土壤质量因子的通径分析7
3 讨论8
3.1 生物质炭添加对黄瓜连作土壤理化性状的影响8
3.2添加生物质炭对黄瓜连作土壤酶活性的影响9
3.3不同生物质炭添加量对连作黄瓜产量的影响9
致谢10
参考文献10
生物质炭添加对黄瓜连作土壤理化性状及酶活性的影响
引言
随着我国现代农业的不断发展，商品化设施蔬菜的栽培面积逐年增加并呈规模化趋势。黄瓜（Cucumis sativus）作为我国设施农业生产中的主要蔬菜作物之一，在市场经济驱动下的商品化设施生产中普遍存在施肥不合理、复种指数过高、栽培种类单一等问题，造成土壤微生态失调、土壤生物多样性下降、土壤养分失衡、土传病害严重、蔬菜产量和品质下降等连作障碍现象[1]。作为调整我国城乡种植业发展的重要经济作物，近年来黄瓜连作障碍的发生机制受到学者们较广泛的关注，黄瓜连作障碍的防治已成为我国设施蔬菜生产亟待解决的问题。
生物质炭是一类高度芳香化的、难溶性的固体物质，它是由一些有机物料（如秸秆、粪便和生活垃圾等）在完全或部分缺氧条件下热裂解和炭化而形成的[23]，富含碳、氢、氧、氮等能为植物生长发育提供养分的元素[4]，施入土壤后可以改善土壤的物理性状，提高土壤中的养分含量，丰富土壤的微生物多样性[5]。生物质炭特殊的物理结构使其具有发达的多孔结构及表面积，可以改善土壤结构，提高土壤的保水性和透水性。生物质炭发达的官能团还可以增加土壤的养分吸持容量和阳离子交换量，促进土壤团聚体的形成[67]。近年来，生物质炭在土壤改良方面的作用备受各国农业科学家的重视，其作为土壤改良剂、土壤肥力缓释载体及固碳减排材料的研究越来越多[8]。目前，关于生物质炭应用于农业生产的研究大多集中在对于小麦、玉米和水稻等粮食作物，而生物质炭施用对设施连作菜地系统中土壤特性以及作物生长发育的影响，尤其对黄瓜产量及对黄瓜连作障碍的调控及防治效果还少有文献提及。鉴于此，本研究通过设置田间试验，将不同量的生物质炭一次性施入农田，连续两年对黄瓜连作条件下土壤理化性质和土壤酶活性的动态变化进行监测，筛选对黄瓜生长有促进作用的最佳生物质炭施用量，以期为生物质炭的推广应用、黄瓜连作土壤的修复以及设施蔬菜生产的可持续发展提供技术支撑和理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验在江苏省如皋市农业科学研究所大棚实验基地进行，供试土壤为江苏典型的潮土。供试土壤的基本理化性质见表1。生物质炭的原料为小麦秸秆，炭化温度为350~500 ℃，具体基本理化性质见表2。供试黄瓜品种为博美8号。
表1 供试土壤理化性质
Table 1 The physical and chemical properties of experimental soil
pH
容重
（g/cm3）
孔隙度
（%）
全氮
（g/kg）
硝态氮
（mg/kg）
铵态氮
（mg/kg）
有效磷
（mg/kg）
有机碳
（g/kg）
黏粒
（g/kg）
粉粒
（g/kg）
砂粒
（g/kg）
6.44
1.04
60.79
1.03
103.51
4.54
142.12
17.88
208.00
719.20
72.80
表2 生物质炭理化性质
Table 22 Basic chemical and physical properties of biochar
pH
容重
（g/cm3）
比表面积
（m2/g）
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