,1,*Effects of different types of biochar on soil microorganism and rhizome diseases occurrence of flue-cured tobacco
LI Cheng-Jiang1, LI Da-Fei2, ZHOU Gui-Su1, XU Long2, XU Tian-Yang2, ZHAO Zheng-Xiong,1,*通讯作者:
第一联系人:
收稿日期:2018-05-30接受日期:2018-10-8网络出版日期:2018-11-01
| 基金资助: |
Received:2018-05-30Accepted:2018-10-8Online:2018-11-01
| Fund supported: |
摘要
关键词：
Abstract
Keywords：
PDF (378KB)元数据多维度评价相关文章导出EndNote|Ris|Bibtex收藏本文
本文引用格式
李成江, 李大肥, 周桂夙, 许龙, 徐天养, 赵正雄. 不同种类生物炭对植烟土壤微生物及根茎病害发生的影响[J]. 作物学报, 2019, 45(2): 289-296. doi:10.3724/SP.J.1006.2019.01105
LI Cheng-Jiang, LI Da-Fei, ZHOU Gui-Su, XU Long, XU Tian-Yang, ZHAO Zheng-Xiong.
烟草青枯病和黑胫病一直是烟叶产量降低、品质变劣的影响因素。生产中采用化学药剂防治固然有较好的效果, 但长期施用化学药剂不仅给土壤带来巨大的负担, 容易导致土壤微生态系统失衡[1-2][2], 而且增加农田环境风险[3]。因此, 如何有效生态防控上述病害的发生一直是生产中关注的重点。
土传病害发生的根本原因是土壤微生物区系和多样性失调, 导致土壤中病原菌激增[4]。调控土壤微生物环境是有效防控土壤病害的重要途径之一。
生物炭(biochar)是农林有机废弃物和畜禽粪便等生物质在缺氧的情况下, 经高温慢热解(通常<700℃)而形成的一类难熔的、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态产物[5,6,7], 因表面致密的孔隙结构和较高的碳素含量能为微生物生长繁衍提供良好的栖息场所及营养物质, 施入烟田后能增加土壤微生物数量及提高土壤微生物群落功能多样性[8,9,10,11], 提高烟叶产量[12,13]和产值[14,15]。近年来有不少生物炭防控土传病害的研究报道, 如生物炭防控番茄青枯病[16]、辣椒疫霉病[17]和黄瓜猝倒病[18]。初步显示生物炭在防控土传病害方面有巨大潜力和发展前景。生物炭的炭化材料、炭化温度及用量是制约防病效果的关键因素[18]。Jaiswal等[19]研究温室有机废弃物(GHW)炭和桉树木材(EUC)炭对黄瓜猝倒病的影响时就发现不同种类生物炭对病害的防控效果差异显著。Guijarro等[20]的试验也表明, 生物炭对萝卜猝倒病的抑制作用因生物炭而异。可见生物炭种类对病害的防控效果存在较大差异, 而引起差异的原因是否与土壤微生物区系、病原微生物变化有关, 还尚未清楚。本试验拟采用田间小区试验, 研究稻壳炭、木屑炭对烤烟根区土壤微生物、根茎病害发生以及产量的影响, 探讨生物炭种类对病害防控效果差异的土壤微生物影响因素, 以期为生物炭防控烤烟根茎病害及生物炭种类对土壤微生物的影响提供理论参考, 实现生产指导价值和理论价值。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验于2017年4月至9月在云南省文山市西畴县兴街镇空山小康村进行(23°14′N, 104°35′E)。该地区气候温暖湿润, 年平均气温18℃, 全年无霜期320 d, 年均降雨量1294 mm。供试土壤为红壤, 质地为中壤土, 土壤含有机质31.32 g kg-1、碱解氮111.76 mg kg-1、速效磷22.53 mg kg-1、速效钾441.37 mg kg-1、pH 7.30、交换性镁113.8 mg kg-1、水溶性氯离子35.35 mg kg-1。供试品种为云烟87。供试生物炭由稻壳、木屑粉碎后在400℃厌氧条件下制备而成, 由楚雄威鑫农业科技有限公司提供。基本理化特性见表1。Table 1
表1
表1供试生物炭基本性质
Table 1
| 生物炭 Biochar | pH | 有机质 Organic matter (g kg-1) | 全氮 Total N (g kg-1) | 全磷 Total P (g kg-1) | 全钾 Total K (g kg-1) | 电导率 Electric conductivity (mS cm-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 稻壳炭 Rice husk biochar | 9.46 | 17.33 | 0.28 | 28.32 | 39.08 | 4.79 |
| 木屑炭 Wood biochar | 6.35 | 51.60 | 0.35 | 16.63 | 11.12 | 6.03 |
新窗口打开|下载CSV
1.2 试验设计
设3个处理, 即不施生物炭(CK)、稻壳炭处理(用量为600 kg hm-2)和木屑炭处理(用量为600 kg hm-2)。3次重复, 9个小区, 随机区组排列。每个小区3垄, 每垄20株, 即每小区共60株。各处理肥料施用一致, 即氮肥用量按97.5 kg N hm-2施入, 其中基肥54 kg N hm-2, 追肥分2次, 第1次13.56 kg N hm-2, 第2次40.5 kg N hm-2, 总养分比例为N:P2O5:K2O = 1:1:3。基肥中还拌施90 kg hm-2硫酸镁、27 kg hm-2硫酸亚铁和9 kg hm-2硼沙。在移栽前一次性拌塘施入生物炭。4月22日移栽。试验中不打防治烤烟根茎病害的农药。其他田间管理按优质烟叶生产进行。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 病害调查 以处理为单位, 分别于旺长期(移栽后40~45 d)、采烤前(移栽后65~70 d)对烤烟主要病害调查和分级, 参考GB/T23222-2010《烟草病虫害分级及调查方法》计算其发病率和病情指数。发病率=发病的烟株数/调查的总烟株数×100%; 病情指数=Σ(各级病株数×该病害级值)/(调查总株数×最高级值)×1001.3.2 土壤取样 在调查病害的同时, 按小区五点取样法, 采集烟株根区的土壤, 混匀后放入无菌自封袋中, 立即带回实验室, 放入4℃冰箱保存, 用于微生物数量的测定和微生物功能多样性分析。
1.3.3 微生物数量和功能多样性分析 以鲜土为测定对象。用稀释平板法测定细菌、真菌、放线菌及病原菌数量, 培养细菌用牛肉膏蛋白胨培养基、真菌用马丁氏培养基、放线菌用高氏1号培养基, 青枯菌用TTC培养基、黑胫病菌用PDA培养基[21]。参照Trillas等[22]的报道, 用BIOLOG ECO微平板法分析土壤微生物功能多样性。
1.4 数据处理
BIOLOG板每孔颜色单位变化率(average well color development, AWCD)反映土壤微生物总体活性及碳源利用总能力。AWCD = [∑(C-R)]/N, 其中C为有碳源各孔吸光度值, R为有水孔吸光度值; N为有碳源基孔数, 即31个微孔。采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件统计数据, 采用Duncan’s方法检验处理间的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同种类生物炭对烤烟根区土壤微生物数量的影响
由表2可知, 烤烟从旺长期到烟叶采烤前, 根区土壤中真菌和放线菌数量呈增加趋势, 而细菌数量则下降。与不施生物炭(CK)相比, 两种生物炭处理均增加了根区土壤中可培养微生物的数量。其中, 木屑炭处理显著增加了烤烟旺长期细菌和采烤前放线菌的数量, 分别增加了11.7%和12.8%, 比稻壳炭处理增加了8.3%和9.8%, 两种生物炭处理间差异显著。而稻壳炭处理则明显增加了两个时期真菌的数量, 分别比CK增加33.3%和70.0%, 比木屑炭处理增加25.9%和27.1%, 两种生物炭间差异显著。Table 2
表2
表2根区土壤微生物数量
Table 2
| 测定项目 Tested assay | 处理 Treatment | 旺长期 Vigorous growing stage | 采烤前 Mature stage |
|---|---|---|---|
| 细菌 Bacteria (×106 cfu g-1) | CK | 5.28±0.23 b | 3.17±2.15 a |
| RB | 5.45±0.98 b | 3.49±2.23 a | |
| WB | 5.90±0.49 a | 3.52±2.17 a | |
| 真菌 Fungi (×104 cfu g-1) | CK | 3.75±1.90 b | 6.11±2.17 b |
| RB | 5.00±2.43 a | 10.38±2.19 a | |
| WB | 3.97±2.55 b | 8.17±2.56 b | |
| 放线菌 Actinomycets (×105 cfu g-1) | CK | 15.58±1.90 a | 17.55±1.00 b |
| RB | 15.90±1.12 a | 18.03±1.28 b | |
| WB | 15.98±0.97 a | 19.80±1.59 a | |
| 微生物总量 Total microorganisms amount (×106 cfu g-1) | CK | 6.85±0.21 b | 5.02±0.15 b |
| RB | 7.05±0.21 ab | 5.33±0.15 a | |
| WB | 7.49±0.21 a | 5.62±0.15 a |
新窗口打开|下载CSV
两种生物炭处理均明显增加了烤烟根区土壤中微生物的总量。在烤烟旺长期, 木屑炭处理较CK增加9.3%, 与稻壳炭处理有差异但差异不显著。到烟叶采烤前, 生物炭处理根区土壤微生物的总量均与CK差异显著, 但两种生物炭间差异没有达到统计学意义水平。
2.2 不同种类生物炭对根区土壤微生物碳源利用能力的影响
2.2.1 根区土壤微生物碳源代谢活性 平均每孔颜色变化率(AWCD)表征微生物群落对单一碳源的利用率, 可反映土壤微生物的代谢活性[23]。由图1可知, 生物炭处理的土壤AWCD值始终高于对照。在烤烟旺长期, 木屑炭处理的土壤AWCD值高于稻壳炭处理, 从48~168 h差异达到显著水平, 说明木屑炭更能显著提高烤烟旺长期根区微生物的代谢活性, 提高微生物利用碳源的能力。到烟叶采烤前, 两种生物炭处理间差异不明显。图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图1不同处理根区土壤微生物平均颜色变化率
CK: 不施生物炭; RB: 稻壳炭处理; WB: 木屑炭处理。
Fig. 1Average well color development of rhizosphere microorganisms at different treatments
CK: no biochar; RB: rice husk biochar; WB: wood biochar.
2.2.2 根区土壤微生物对不同碳源的利用强度
根据土壤微生物对BIOLOG ECO板中31种碳源的利用能力差异, 可以全面了解微生物群落代谢功能的特性[24]。表3表明, 在烤烟旺长期, 两种生物炭处理均提高了烤烟根区土壤微生物对六类碳源化合物的利用率。其中, 木屑炭处理的根区微生物对酚酸类、胺类的利用率最高, 与稻壳炭处理达到显著差异。到烟叶采烤前, 与不施生物炭(CK)相比, 两种生物炭处理提高了根区微生物对碳水化合物、氨基酸、聚合物的利用率, 但降低了酚酸类和胺类的利用率。两种生物炭间比较, 木屑炭处理的根区微生物对碳水化合物、氨基酸、聚合物的利用率高于稻壳炭, 而对酚酸类、胺类和羧酸类的利用率却低于稻壳炭。
Table 3
表3
表3不同处理根区土壤微生物对六类碳源的利用
Table 3
| 测定时期 Measurement period | 处理 Treatment | 碳水化合物 Carbohydrate | 氨基酸类 Amino acid | 聚合物 Polymer | 酚酸类 Phenothiazine | 胺类 Propylamine | 羧酸类 RCOOH |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 旺长期 Vigorous growing stage | CK | 0.41±0.07 b | 0.32±0.04 b | 0.38±0.06 b | 0.10±0.01 c | 0.11±0.01 c | 0.38±0.10 b |
| RB | 0.43±0.06 b | 0.55±0.02 b | 0.40±0.04 b | 0.22±0.02 b | 0.33±0.03 b | 0.40±0.04 ab | |
| WB | 0.69±0.02 a | 0.99±0.06 a | 0.89±0.17 a | 0.45±0.05 a | 0.53±0.04 a | 0.55±0.12 a | |
| 采烤前 Mature stage | CK | 0.41±0.03 b | 0.57±0.13 b | 0.32±0.10 b | 0.26±0.10 a | 0.55±0.03 b | 0.70±0.04 a |
| RB | 0.55±0.14 ab | 0.77±0.05 a | 0.67± 0.04 a | 0.16±0.08 a | 0.43±0.04 b | 0.71±0.04 a | |
| WB | 0.62±0.10 a | 0.84±0.02 a | 0.79± 0.03 a | 0.12±0.03 a | 0.35±0.05 a | 0.60±0.08 a |
新窗口打开|下载CSV
2.3 不同种类生物炭对根区土壤病原菌数量及占微生物总量百分比的影响
由测定结果(图2)可知, 与不施生物炭(CK)相比, 两种生物炭处理明显降低了烤烟两个生育期根区土壤中青枯菌和黑胫病菌的数量及其占微生物总量的百分比。其中, 木屑炭处理青枯菌减少23.8%和35.7%, 占微生物总量的百分比降低24.3%和41.9%; 黑胫病菌减少49.0%和28.2%, 占微生物总量的百分比降低7.1%和35.7%。稻壳炭处理青枯菌减少11.8%和22.2%, 占微生物总量的百分比降低14.3%和28.6%; 黑胫病菌减少23.7%和4.2%, 占微生物总量的百分比降低5.6%和16.7%。两种生物炭处理相比较, 在烤烟旺长期, 以木屑炭处理最为显著, 与稻壳炭处理差异明显。到烟叶采烤前, 两种生物炭处理根区土壤中青枯菌数量及占微生物总量的百分比差异不显著, 而黑胫病菌数量及占微生物总量的百分比则达到差异显著水平。图2
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图2不同处理根区土壤青枯菌、黑胫病菌的数量及占微生物的百分比
不同字母表示处理间差异显著性(P<0.05)。CK: 不施生物炭; RB: 稻壳炭处理; WB: 木屑炭处理。
Fig. 2Number and percentage of Ralstonia solanacearum E. F. Smith and Phytophthora parasitica var. nicotianac in rhizosphere microorganisms of different treatments
Bars respective indicated by different letters are significant by different at P<0.05. Growing stage: vigorous growing stage; Phytophthora parasitica: Phytophthora parasitica var. nicotianac. CK: no biochar; RB: rice husk biochar; WB: wood biochar.
2.4 不同种类生物炭对烤烟根茎病害发生的影响
由表4可知, 烤烟从旺长期到烟叶采烤前, 各种病害呈增加趋势。在烤烟旺长期, 与不施生物炭(CK)相比, 木屑类处理青枯病的发病率和病情指数下降了24.3%和33.3%, 黑胫病的发病率和病情指数下降23.9%和14.9%; 稻壳炭处理青枯病发病率和病情指数下降了18.1%和23.9%, 黑胫病的发病率和病情指数下降15.9%和6.0%。两种生物炭间差异显著。到烟叶采烤前, 由于文山地区不断降雨, 导致气候斑点病大面积爆发, 青枯病、黑胫病的发病率也较旺长期高, 但生物炭处理的烟株发病率及病情指数较对照低, 与CK相比, 木屑炭处理的青枯病和黑胫病的发病率下降19.91%和11.41%, 稻壳炭处理的下降22.27%和12.63%。Table 4
表4
表4生物质炭对烤烟主要病害的影响
Table 4
| 处理 Treatment | 项目 Item | 旺长期 Vigorous growing stage | 采烤前 Mature stage | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 青枯病 Granvillel wilt | 黑胫病 Tobacco black shank | 青枯病 Granville wilt | 黑胫病 Tobacco black shank | |||
| 发病率 Incidence rate (%) | CK | 3.37 a | 1.76 a | 4.67 a | 2.63 a | |
| RB | 2.76 b | 1.48 b | 3.53 b | 2.24 b | ||
| WB | 2.55 c | 1.34 c | 3.50 b | 2.20 b | ||
| 病情指数 Disease index (%) | CK | 2.34 a | 1.34 a | 4.36 a | 2.34 a | |
| RB | 1.78 b | 1.26 a | 2.98 b | 1.52 b | ||
| WB | 1.56 c | 1.14 c | 2.73 b | 1.49 b | ||
新窗口打开|下载CSV
2.5 不同种类生物炭对烤烟产值量的影响
由表5可知, 与不施生物炭(CK)相比, 生物炭处理能显著提高烤烟的产量、产值和上等烟叶比例。其中, 木屑炭处理烤烟的产量、产值和上等烟比例增幅为4.7%、21.1%和6.3%, 稻壳炭处理增幅为2.2%、12.0%和3.9%。两种生物炭间比较, 以木屑炭处理烤烟的产量、产值相对较好, 但两种生物炭处理间差异没有达到统计学意义水平。Table 5
表5
表5生物炭对烤烟经济性状的影响
Table 5
| 处理 Treatment | 产量 Yield (kg hm-2) | 产值 Output value (yuan hm-2) | 上等烟比例 Proportion of high grade tobacco leaf (%) |
|---|---|---|---|
| CK | 2092.5 b | 48576.0 b | 51.1 a |
| RB | 2139.0 a | 54415.5 a | 53.1 a |
| WB | 2190.5 a | 58821.0 a | 54.3 a |
新窗口打开|下载CSV
3 讨论
以往研究表明, 生物炭对土传病害的防控作用与其对土壤微生物性状的改善与降低根际土壤中病原菌数量有关[16,18,25-26]。生物炭的多孔性和巨大的比表面积为细菌、真菌和放线菌的生存繁殖提供栖息地, 且利于微生物躲避土壤掠夺动物的侵袭[18]。同时, 生物炭能为土壤微生物提供C源, 促进土壤中有益微生物的生长, 而抑制病原菌的生长[26]。王光飞等[17]认为土壤中细菌、真菌和放线菌数量的增加有利于营造健康的土壤微生物区系, 形成利于植物生长而不利于病原菌生长的健康土壤环境。此外, 生物炭极强的吸附能力和较大的离子交换量可改善土壤阳离子或阴离子交换量, 提高土壤的保水保肥性能, 减少养分流失及干燥环境对土壤微生物的不利影响, 使得含生物炭土壤更适于土壤微生物的生长繁殖, 从而直接影响病原菌的生长繁殖或通过影响其他微生物而间接影响病原微生物[9,11,18]。本试验结果表明稻壳炭和木屑炭处理均影响着烤烟根区土壤微生物数量情况。木屑炭处理明显影响着烤烟根区土壤中细菌、放线菌和微生物总量, 而稻壳炭处理却明显增加了两个时期真菌的数量。研究表明, 土壤中细菌数量的增加有利于土壤养分的转化, 能为植物生长提供良好的环境, 而土壤中放线菌的增加不仅能促进土壤有机质的转化, 还能产生抗生素, 对植物的土传病原菌起到一定的拮抗作用[27-28] [28]。与稻壳炭处理相比, 木屑炭更能促进旺长期细菌和采烤前放线菌形成烤烟根区的优势菌群, 更能降低烤烟根区土壤中病原菌数量和病原菌占微生物总量的百分比, 更能使根区微生物区系向健康的方向发展, 这可能是木屑炭防病效果优于稻壳炭的原因之一。此外, 土壤微生物群落代谢活性与作物发病情况有较好的一致性[29]。一般认为, 根区微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、胺类和酚酸类的利用愈高, 土传病害发生越轻, 而土壤AWCD值与土传病害发生呈负相关[30]。本研究发现, 在烤烟旺长期, 两种生物炭处理均明显提高根区土壤AWCD值, 增强根区土壤微生物对六类碳源的利用能力, 特别是对酚酸类、胺类和羧酸类的利用能力。研究表明, 土壤中酚酸类物质的积累降低, 可在一定程度上减轻作物的连作障碍及土传病害的发生[27,31]。与稻壳炭处理相比, 木屑炭效果更明显, 可能是木屑炭处理使得有益微生物对碳源的利用更强, 与土传病原菌形成“营养竞争”, 从而使病原菌得不到足够的营养物质而不能大量繁殖[32]。这可能是旺长期木屑炭防病效果较稻壳炭优的另一个原因。到烟叶采烤前, 稻壳炭与木屑炭之间防病效果差异不明显, 可能的原因是后期两种生物炭处理的土壤AWCD值差异不明显, 降低了对6类碳源中酚酸类、胺类的利用, 与稻壳炭处理相比, 木屑炭降低幅度更明显。还有可能是稻壳炭处理前期作用不明显, 到后期才表现出促进作用。
4 结论
施用生物炭能在一定程度上提高烤烟根区土壤三大类可培养微生物数量及其对碳源的利用, 降低青枯菌和黑胫病菌的数量及占微生物总量的百分比, 进而影响青枯病、黑胫病的发生情况和烟叶的产量、产值, 但木屑炭处理效果较稻壳炭处理优。前期木屑炭处理主要以提高根区土壤中细菌、放线菌和促进土壤中利用酚酸类和胺类物质为碳源微生物的生长来改善根区土壤微生物的区系, 从而影响病原菌生长。参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
DOI:10.3724/SP.J.1011.2010.00303URL [本文引用: 1]
通过两次连续温室玉米盆栽试验, 研究了施用具有调节微生物功能的生物有机肥对土壤微生物数量与活性的影响, 并利用传统平板计数法与BIOLOG ECO方法相结合研究生物有机肥对土壤微生物生态的影响。结果表明, 与化肥相比, 施用生物有机肥可显著提高土壤微生物中3大菌群的数量; AWCD值及微生物对不同碳底物利用水平的测定结果表明, 施用生物有机肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率, 尤其土壤中的羧酸、胺类和其他类碳源等。表明生物有机肥的施用能增加土壤微生物利用碳源能力, 改善微生物营养条件, 使微生物保持较高活性, 提高土壤微生物多样性。
DOI:10.3724/SP.J.1011.2010.00303URL [本文引用: 1]
通过两次连续温室玉米盆栽试验, 研究了施用具有调节微生物功能的生物有机肥对土壤微生物数量与活性的影响, 并利用传统平板计数法与BIOLOG ECO方法相结合研究生物有机肥对土壤微生物生态的影响。结果表明, 与化肥相比, 施用生物有机肥可显著提高土壤微生物中3大菌群的数量; AWCD值及微生物对不同碳底物利用水平的测定结果表明, 施用生物有机肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率, 尤其土壤中的羧酸、胺类和其他类碳源等。表明生物有机肥的施用能增加土壤微生物利用碳源能力, 改善微生物营养条件, 使微生物保持较高活性, 提高土壤微生物多样性。
URL [本文引用: 1]
基于《中国农业年鉴2006》和其他文献的基础数据,计算了2005年中国人畜禽排泄物和秸秆数量及其产生的养分量.结果表明,2005年中国人畜禽排泄物总量为46.25亿t,秸秆总产量为6.43亿t.中国有机肥料养分资源潜力巨大,2005年人畜禽排泄物和秸秆共产生N、P2O5、K2O养分量分别为2824.52、1282.93、2947.99万t,分别为化肥N、P2O5、K2O投入量的1.08、0.86和4.56倍.但不同区域差异较大,其中河南、山东和四川省人畜禽排泄物产生N、P2O5、K2O量最多,均400万t,西北地区和北京、天津、上海等地人畜禽排泄物产生的养分总量较少.秸秆中N、P2O5、K2O含量在河南和山东2个粮食主产省最高,均150万t;西北地区秸秆养分产生量相对较少.单位农田面积人畜禽排泄物的N、P2O5和K2O养分负荷量以北京最高,达到787.26 kg.hm-2,其次是天津和上海,分别为515.31和505.35 kg.hm-2,环境风险较大.
URL [本文引用: 1]
基于《中国农业年鉴2006》和其他文献的基础数据,计算了2005年中国人畜禽排泄物和秸秆数量及其产生的养分量.结果表明,2005年中国人畜禽排泄物总量为46.25亿t,秸秆总产量为6.43亿t.中国有机肥料养分资源潜力巨大,2005年人畜禽排泄物和秸秆共产生N、P2O5、K2O养分量分别为2824.52、1282.93、2947.99万t,分别为化肥N、P2O5、K2O投入量的1.08、0.86和4.56倍.但不同区域差异较大,其中河南、山东和四川省人畜禽排泄物产生N、P2O5、K2O量最多,均400万t,西北地区和北京、天津、上海等地人畜禽排泄物产生的养分总量较少.秸秆中N、P2O5、K2O含量在河南和山东2个粮食主产省最高,均150万t;西北地区秸秆养分产生量相对较少.单位农田面积人畜禽排泄物的N、P2O5和K2O养分负荷量以北京最高,达到787.26 kg.hm-2,其次是天津和上海,分别为515.31和505.35 kg.hm-2,环境风险较大.
DOI:10.1016/j.soilbio.2007.11.003URL [本文引用: 1]
Watermelon is susceptible to Fusarium wilt in successively mono-cropped soil. Pot experiments were carried out to investigate the effect of intercropping with aerobic rice on Fusarium wilt in watermelon. The tested soil was classified as a loam soil, previously planted with watermelon and collected from Hexian county, Anhui province, China. The results obtained are listed as follows: (1) 66.7% of watermelon plants were infected with wilt disease and 44.4% died on 40 days after transplanting in mono-cropped soil, but plants were much less susceptible to infection when intercropped with rice; (2) the density of Fusarium oxysporum f. sp. niveum decreased by 91% in soil from the intercropped watermelon rhizosphere when compared with that from the mono-crop 40 days after transplanting; (3) densities of bacteria and actinomycetes increased, but fungal density decreased in rhizosphere soil from the intercrops in comparison with the mono-crop control; (4) compared to the control, the germinated Fusarium spores were decreased by 41.0% in the treatment with addition of 1.5 ml rice root exudates. Adding 20 ml of root exudates decreased Fusarium spore production by 76.4%; and (5) the activities of defense enzymes in the leaves and roots of watermelons in the intercropped system were significantly lower than those in the mono-cropped system. It is suggested that intercropping with aerobic rice alleviated Fusarium wilt in watermelon, by restraining the spore production of Fusarium and by changing the microbial communities in rhizosphere soil through the production of rice root exudates.
DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2016.07.043URL [本文引用: 1]
生物炭作为一种新型环境功能材料,因其优良的环境效应成为国内外研究的前沿热点。文章介绍了生物炭的制备条件,基本特性以及具体的应用领域,对其在固碳减排,保障能源,改善环境等方面进行了综述,为推动生物炭的应用和推广提供了参考依据。
DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2016.07.043URL [本文引用: 1]
生物炭作为一种新型环境功能材料,因其优良的环境效应成为国内外研究的前沿热点。文章介绍了生物炭的制备条件,基本特性以及具体的应用领域,对其在固碳减排,保障能源,改善环境等方面进行了综述,为推动生物炭的应用和推广提供了参考依据。
DOI:10.1016/S0924-2244(01)00081-4URL [本文引用: 1]
Bioremediation is a general concept that includes all those processes and actions that take place in order to biotransform an environment, already altered by contaminants, to its original status. Although the processes that can be used in order to achieve the desirable results vary, they still have the same principles; the use of microorganisms or their enzymes, that are either indigenous and are stimulated by the addition of nutrients or optimization of conditions, or are seeded into the soil. There are several advantages of the implementation of such methods but mainly they have to do with the lack of interference with the ecology of the ecosystem. This article presents general bioremediation principles and techniques along with representative examples of their use both in the laboratory and industry and the ways that they work and give results in the five main areas of the food industry where bioremediation is applicable. Although the application of bioremediation to the food industry is not new, developments in microbiology and genetic engineering have given a valuable instrument to scientists to deal with contaminants in the environment. Pesticides, herbicides, insecticides, cleaning chemicals and chemicals used in the food chain are among the new contaminants which have entered the biogeochemical cycles. Bioremediating methods transform the contaminants into substances that can be absorbed and used by the autotrophic organisms with no toxic effect on them.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.16.003URL [本文引用: 1]
生物炭以其良好的解剖结构和理化性质,广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景,成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文综合分析、评述了生物炭在土壤、作物、农田生态系统等领域应用的主要研究进展及其未来保障中国粮食安全的重要意义,从低碳、循环、可持续视角,客观、辩证地探讨了生物炭在农业上的应用价值及其产业化发展前景。生物炭在修复土壤障碍,提升耕地生产性能和作物生产能力,促进农业可持续发展和保障国家粮食安全等方面具有重要现实意义和应用价值,本文结合中国国情,提出了进一步深入研究与开发生物炭产业的方向与建议,旨在为中国生物炭产业的健康发展提供参考。
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.16.003URL [本文引用: 1]
生物炭以其良好的解剖结构和理化性质,广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景,成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文综合分析、评述了生物炭在土壤、作物、农田生态系统等领域应用的主要研究进展及其未来保障中国粮食安全的重要意义,从低碳、循环、可持续视角,客观、辩证地探讨了生物炭在农业上的应用价值及其产业化发展前景。生物炭在修复土壤障碍,提升耕地生产性能和作物生产能力,促进农业可持续发展和保障国家粮食安全等方面具有重要现实意义和应用价值,本文结合中国国情,提出了进一步深入研究与开发生物炭产业的方向与建议,旨在为中国生物炭产业的健康发展提供参考。
URL [本文引用: 1]
在烟草移栽时穴施不同生态炭肥，研究了生态炭肥对烟草青枯病的防 治效果，并分析生态炭肥处理对烟苗移栽后根围土壤有机碳含量（SOC）、土壤淀粉酶、蔗糖酶、纤维素酶活性以及土壤可培养细菌数量的影响。结果表明： （1）3种生态炭肥处理均能显著提高烟株对青枯病的抗性；（2）施用生态炭肥后1周、8周、17周烟株根围SOC、土壤蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性均极 显著高于CK；（3）施用生态炭肥后能够明显增加土壤可培养细菌数量，其变化趋势与土壤SOC、3种土壤转化酶活性变化趋势极其一致；（4）相关分析表 明，土壤有机碳含量与土壤可培养细菌数量、纤维素酶、蔗糖酶和淀粉酶活性均存在较高正相关，且随着植物生长其相关性逐步增强，而青枯病病情指数则与上述5 个测定指标呈极显著负相关。
URL [本文引用: 1]
在烟草移栽时穴施不同生态炭肥，研究了生态炭肥对烟草青枯病的防 治效果，并分析生态炭肥处理对烟苗移栽后根围土壤有机碳含量（SOC）、土壤淀粉酶、蔗糖酶、纤维素酶活性以及土壤可培养细菌数量的影响。结果表明： （1）3种生态炭肥处理均能显著提高烟株对青枯病的抗性；（2）施用生态炭肥后1周、8周、17周烟株根围SOC、土壤蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性均极 显著高于CK；（3）施用生态炭肥后能够明显增加土壤可培养细菌数量，其变化趋势与土壤SOC、3种土壤转化酶活性变化趋势极其一致；（4）相关分析表 明，土壤有机碳含量与土壤可培养细菌数量、纤维素酶、蔗糖酶和淀粉酶活性均存在较高正相关，且随着植物生长其相关性逐步增强，而青枯病病情指数则与上述5 个测定指标呈极显著负相关。
[本文引用: 2]
[本文引用: 2]
DOI:10.16472/j.chinatobacco.2015.519URL [本文引用: 1]
目的：研究花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤生物学特性的影响。方法：选用品种为中烟100，在河南郏县开展大田试验。试验设四个处理，分别为：CK不施肥、Tl为常规施肥、T2为花生壳生物炭＋常规施肥、T3为烟秆生物炭＋常规施肥，生物炭的用量均为6000kg／hm^2。结果表明：施用生物炭增加了植烟土壤细菌数量，尤其是在移栽后45d～75d，细菌数量提高幅度较大；施用生物炭增加了土壤真菌数量，烟秆生物炭在烟株生长前期作用明显，而花生壳生物炭在烟株生长后期作用明显；施用烟秆生物炭有增加放线菌数量的趋势，而花生壳生物炭对放线菌数量影响不明显。施用花生壳生物炭增加了植烟土壤微生物生物量碳含量，而烟秆生物炭降低了烟株生长后期的微生物生物量碳含量；施用烟秆生物炭增加了微生物生物量氮含量。施用生物炭增加了前期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值，降低了后期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值。施用生物炭增加了植烟土壤全碳和全氮含量，以花生壳生物炭效果明显。结论：施用花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤的生物学特性有较好的改良作用。
DOI:10.16472/j.chinatobacco.2015.519URL [本文引用: 1]
目的：研究花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤生物学特性的影响。方法：选用品种为中烟100，在河南郏县开展大田试验。试验设四个处理，分别为：CK不施肥、Tl为常规施肥、T2为花生壳生物炭＋常规施肥、T3为烟秆生物炭＋常规施肥，生物炭的用量均为6000kg／hm^2。结果表明：施用生物炭增加了植烟土壤细菌数量，尤其是在移栽后45d～75d，细菌数量提高幅度较大；施用生物炭增加了土壤真菌数量，烟秆生物炭在烟株生长前期作用明显，而花生壳生物炭在烟株生长后期作用明显；施用烟秆生物炭有增加放线菌数量的趋势，而花生壳生物炭对放线菌数量影响不明显。施用花生壳生物炭增加了植烟土壤微生物生物量碳含量，而烟秆生物炭降低了烟株生长后期的微生物生物量碳含量；施用烟秆生物炭增加了微生物生物量氮含量。施用生物炭增加了前期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值，降低了后期微生物生物量碳和微生物生物量氮的比值。施用生物炭增加了植烟土壤全碳和全氮含量，以花生壳生物炭效果明显。结论：施用花生壳生物炭和烟秆生物炭对植烟土壤的生物学特性有较好的改良作用。
DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2017.01.007URL [本文引用: 2]
通过田间小区试验研究了不同生物质炭用量对植烟土壤养分、微生物多样性和菌群丰度的影响。结果表明,梯度施入烟秆生物质炭提升了酸性土壤pH,促进了土壤有机质及全氮的积累,随着生物质炭用量的加大,土壤pH、有机质含量均有逐步升高的趋势,土壤速效钾释放速率也得到提高。施用烟秆生物质炭后,烟草根际土壤的微生物种类(OTU数)提高了26.4%。优势菌种中,变形菌门所占比例最大,达到47.19%~54.32%。生物质炭施用下,部分有利植物生长的促生菌呈增长趋势。将烟秆生物质炭用于烟田土壤改良,既可提升土壤肥力,又可缓解烟秆不合理利用导致的环境污染问题,但烟秆生物质炭推广应用还有一定的局限性。
DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2017.01.007URL [本文引用: 2]
通过田间小区试验研究了不同生物质炭用量对植烟土壤养分、微生物多样性和菌群丰度的影响。结果表明,梯度施入烟秆生物质炭提升了酸性土壤pH,促进了土壤有机质及全氮的积累,随着生物质炭用量的加大,土壤pH、有机质含量均有逐步升高的趋势,土壤速效钾释放速率也得到提高。施用烟秆生物质炭后,烟草根际土壤的微生物种类(OTU数)提高了26.4%。优势菌种中,变形菌门所占比例最大,达到47.19%~54.32%。生物质炭施用下,部分有利植物生长的促生菌呈增长趋势。将烟秆生物质炭用于烟田土壤改良,既可提升土壤肥力,又可缓解烟秆不合理利用导致的环境污染问题,但烟秆生物质炭推广应用还有一定的局限性。
DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2016.05.004URL [本文引用: 1]
为探讨秸秆生物炭在植烟土壤的应用效果,通过盆栽试验研究了不同生物炭添加量对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响。结果表明,土壤中添加适量生物炭（0.2%-1.0%）有助于烤烟的生长发育,表现为株高、叶面积及地上部茎、叶生物量的增加,而较高的添加量（5.0%）则有抑制作用;但烟株根系发育与此不同,其根系生物量与根冠比随生物炭添加量的增加而增加,其中以添加量5.0%时烤烟根系生物量及根冠比最高。此外,随生物炭添加量的增加,土壤有机碳及活性有机碳含量均呈增加趋势,但活性有机碳的增加效果没有总有机碳明显。土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均随生物炭添加量的增加有不同程度提高,过氧化氢酶活性则下降或变化不大。因此,生物炭施用对烤烟生长发育及土壤生物活性具有重要影响,由于生物炭与土壤的相互作用是一个长期过程,后续还需通过长期定位试验来系统研究其对烟草生长发育的正负效应及其内在机理。
DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2016.05.004URL [本文引用: 1]
为探讨秸秆生物炭在植烟土壤的应用效果,通过盆栽试验研究了不同生物炭添加量对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响。结果表明,土壤中添加适量生物炭（0.2%-1.0%）有助于烤烟的生长发育,表现为株高、叶面积及地上部茎、叶生物量的增加,而较高的添加量（5.0%）则有抑制作用;但烟株根系发育与此不同,其根系生物量与根冠比随生物炭添加量的增加而增加,其中以添加量5.0%时烤烟根系生物量及根冠比最高。此外,随生物炭添加量的增加,土壤有机碳及活性有机碳含量均呈增加趋势,但活性有机碳的增加效果没有总有机碳明显。土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均随生物炭添加量的增加有不同程度提高,过氧化氢酶活性则下降或变化不大。因此,生物炭施用对烤烟生长发育及土壤生物活性具有重要影响,由于生物炭与土壤的相互作用是一个长期过程,后续还需通过长期定位试验来系统研究其对烟草生长发育的正负效应及其内在机理。
DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2017.06.018URL [本文引用: 1]
以云烟87为材料,采用田间小区试验法,研究在常规施肥的基础上配施生物炭、黄腐酸钾对烤烟产质量的影响。结果表明,增施生物炭和黄腐酸钾能够显著提高烟叶产量、产值和上等烟比例,改善烟叶的物理特性,化学成分更协调,致香物质含量和评吸质量也得到提高。总体效果以在常规施肥的基础上同时增施生物炭和黄腐酸钾的效果最好。
DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2017.06.018URL [本文引用: 1]
以云烟87为材料,采用田间小区试验法,研究在常规施肥的基础上配施生物炭、黄腐酸钾对烤烟产质量的影响。结果表明,增施生物炭和黄腐酸钾能够显著提高烟叶产量、产值和上等烟比例,改善烟叶的物理特性,化学成分更协调,致香物质含量和评吸质量也得到提高。总体效果以在常规施肥的基础上同时增施生物炭和黄腐酸钾的效果最好。
URL [本文引用: 1]
为了改善烟叶质量,探讨最适宜的生物炭施用量,系统阐明生物炭对烤烟生长及烟叶质量的影响。以云烟87为试验材料,通过田间试验研究了3种不同生物炭施用量（3 000 kg/hm^2、3 750 kg/hm^2、4 500kg/hm^2）对烤烟生长及烟叶质量的影响,并利用R语言构建了偏最小二乘路径模型。结果表明：施用生物炭能显著降低烤烟黑胫病发病率及病害指数,较低水平的生物炭施用水平能促进烤烟生育前期的生长及根系发育,协调烟叶化学成分;生物炭施用量过高时对烟叶质量产生负面影响。偏最小二乘路径模型明确了施用生物炭后烤烟生长及烟叶质量各指标之间的关系,系统地阐明了生物炭促进烤烟生长及烟叶质量的作用机制。综合来看,最适宜的生物炭施用量为3 750 kg/hm^2。
URL [本文引用: 1]
为了改善烟叶质量,探讨最适宜的生物炭施用量,系统阐明生物炭对烤烟生长及烟叶质量的影响。以云烟87为试验材料,通过田间试验研究了3种不同生物炭施用量（3 000 kg/hm^2、3 750 kg/hm^2、4 500kg/hm^2）对烤烟生长及烟叶质量的影响,并利用R语言构建了偏最小二乘路径模型。结果表明：施用生物炭能显著降低烤烟黑胫病发病率及病害指数,较低水平的生物炭施用水平能促进烤烟生育前期的生长及根系发育,协调烟叶化学成分;生物炭施用量过高时对烟叶质量产生负面影响。偏最小二乘路径模型明确了施用生物炭后烤烟生长及烟叶质量各指标之间的关系,系统地阐明了生物炭促进烤烟生长及烟叶质量的作用机制。综合来看,最适宜的生物炭施用量为3 750 kg/hm^2。
URL [本文引用: 1]
为解决植烟土壤环境恶化、施氮肥过高带来的烟叶品质下降等问题,通过2014(试验Ⅰ)、2015(试验Ⅱ)两年的小区试验,研究了生物炭与氮肥配施对植烟土壤主要特性、烤烟生长、烟叶品质及氮肥利用率的影响。试验Ι依氮素用量(N1-22.5 kg·hm-2、N2-37.5 kg·hm-2和N3-52.5kg·hm-2)和生物炭施用量(C0-0 t·hm-2、C1-2.4 t·hm-2和C2-4.8 t·hm-2)两个因素设9个处理;试验Π设不施氮肥、常规施肥、常规施肥+生物炭(2.4 t·hm-2)、常规施肥减氮15%+生物炭(2.4 t·hm-2)、常规施肥减氮30%+生物炭(2.4 t·hm-2)共5个处理。主要研究结果如下:一、生物炭与氮肥配施对植烟土壤特性的影响1、生物炭与氮肥配施对土壤酶活性、微生物量碳、有机碳及容重的影响试验Ⅰ结果表明,低氮水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭可显著增加烤烟整个生育期土壤脲酶活性;低氮和中氮水平下,配施生物炭可显著增加烤烟生长前期和后期土壤过氧化氢酶活性,且中氮条件下,过氧化氢酶活性随生物炭用量的增加而升高;三个氮水平下,施用生物炭对土壤转化酶活性整体表现为抑制作用。低氮和中氮水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭显著提高了烤烟生育后期的MBC含量,中氮水平下MBC含量最高;生物炭与氮肥配施可以显著提高烤烟全生育期土壤有机碳含量。低氮和中氮水平下,增施2.4和4.8 t·hm-2生物炭可以降低土壤容重,N1C2处理降低最多,达12.3%;高氮水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭也可降低土壤容重,但两种情况下降低效果没有达到显著水平。2、生物炭与氮肥配施对土壤碱解氮含量的影响试验Ⅱ结果表明,常规施肥+生物炭和减氮15%+生物炭可提高根际土壤碱解氮含量,最高达7.64%,减少了肥料的淋失,提高土壤肥力,保证烟叶生长所需的氮素。二、生物炭与氮肥配施对烤烟生长过程中生理特性的影响1、生物炭与氮肥配施对烤烟各器官干物质、氮素积累及氮肥利用率的影响试验Ⅱ结果表明,常规施肥基础上增施生物炭可促进烤烟各器官干物质及氮素的积累,促进烤烟生长;常规施肥增施生物炭减少氮肥15%处理对烤烟各器官的干物质及氮素积累有一定的积极作用;常规施肥增施生物炭减少氮肥30%处理会抑制烤烟各器官及氮素积累,抑制烤烟的生长。在常规施肥基础上配施生物炭对烤烟氮肥利用率有显著影响,可提高12.99%;常规施肥增施生物炭减少氮肥15%处理可提高氮肥利用率6.66%;但减少30%氮肥时,氮肥利用率会显著降低。2、生物炭与氮肥配施对烤烟生长过程中烟叶常规化学成分的影响试验Ⅱ结果表明,常规施肥基础上增施生物炭可降低中部烟叶还原糖、总糖、氯含量,提高烟碱含量,烟株生长后期对烟叶烟碱含量表现为抑制作用;对烟叶钾含量没有明显促进作用。随着氮素水平的降低,烟叶还原糖、总糖含量升高,但对氯含量没有显著影响。三、生物炭与氮肥配施对烤后烟叶常规化学成分的影响以C3F为例(下同),试验Ⅰ中,随氮用量的增加烟碱含量升高;低氮水平下,配施生物炭(中量和高量)均可降低烤烟中部叶的氯含量,改善烟叶的吸湿性,同时对其他化学成分也有显著影响,但表现不一致;中氮水平下,配施生物炭提高烟叶钾含量的同时也增加了烟叶氯含量,提高烟叶两糖比;高氮水平下,配施生物炭可提高烟叶还原糖、总糖、烟碱、钾、氯含量,降低烟叶总氮含量及两糖比。试验Ⅱ中,五个处理烤后烟叶钾含量偏低,其余各常规化学成分均在优质烟适宜范围内;常规施肥基础上增施生物炭降低了烤烟中部叶的还原糖和总糖含量;除对照外,减氮15%+生物炭和减氮30%+生物炭处理的糖碱比较高,氮、碳化合物较协调。四、生物炭与氮肥配对烤后烟叶矿质元素的影响试验Ⅰ结果表明,各个处理中部烟叶Ca含量均偏高,不利于优质烟叶的形成。低氮水平下,配施生物炭可降低中部烟叶Mg含量;中氮和高氮水平下配施生物炭可提高烟叶Mg含量,但总体都在适宜范围内。P含量偏低,中氮水平下,配施生物炭可显著提高烟叶P含量,因此可通过在土壤中增施生物炭的方法来提高烟叶P含量,进而提高烟叶品质。低氮和中氮水平下配施生物炭均可提高烟叶B含量,但整体烟叶B含量较高。中氮水平下配施生物炭可显著提高烟叶Cu含量,高氮水平下配施中量生物炭也可显著提高烟叶Cu含量。三个氮水平下,配施生物炭均可显著提高烟叶中Fe、Mn、Zn含量(中氮高炭对Zn和高氮中炭对Mn除外)。五、生物炭与氮肥配施对烤后烟叶中性致香成分的影响试验Ⅰ,低氮水平下,配施高量生物炭可提高芳香族氨基酸降解产物、棕色化反应产物、类胡萝卜素降解产物、茄酮及新植二烯的含量。中氮水平下,配施中量生物炭可提高除茄酮外的其他类香气物质含量。高氮水平下,配施生物炭对烤烟中部叶致香物质含量没有明显的提升。不同氮用量处理,总体表现为中氮水平下类胡萝卜素降解产物、茄酮及新植二烯含量最高。六、生物炭与氮肥配施对烤后烟叶感官质量的影响试验Ⅰ,低氮水平下,配施中量生物炭可提高烟叶香气质,改善余味、燃烧性,灰分偏白,总分最高。但同时也增加了烟叶的杂气和刺激性。中氮水平下,配施中量生物炭可增加烟叶香气质和香气量,改善余味,总分较高,同时也增加了烟叶的杂气和刺激性。高氮水平下,烟叶评吸质量整体偏低。评吸总分随氮用量增加而减少。综上所述,生物炭(2.4 t·hm-2)与氮肥(常规施肥减氮15%)合理配施,可以增加土壤脲酶、氧化还原酶活性,提高土壤微生物量碳及有机碳含量,降低土壤容重,起到改良土壤的作用,同时可增加土壤碱解氮含量,减少氮肥淋失,提高氮肥利用率。促进烤烟氮素及烟株生物量积累,减少氯的吸收。改善烟叶内在化学成分协调性,增加烟叶中性致香物质含量,提高烟叶品质。
URL [本文引用: 1]
为解决植烟土壤环境恶化、施氮肥过高带来的烟叶品质下降等问题,通过2014(试验Ⅰ)、2015(试验Ⅱ)两年的小区试验,研究了生物炭与氮肥配施对植烟土壤主要特性、烤烟生长、烟叶品质及氮肥利用率的影响。试验Ι依氮素用量(N1-22.5 kg·hm-2、N2-37.5 kg·hm-2和N3-52.5kg·hm-2)和生物炭施用量(C0-0 t·hm-2、C1-2.4 t·hm-2和C2-4.8 t·hm-2)两个因素设9个处理;试验Π设不施氮肥、常规施肥、常规施肥+生物炭(2.4 t·hm-2)、常规施肥减氮15%+生物炭(2.4 t·hm-2)、常规施肥减氮30%+生物炭(2.4 t·hm-2)共5个处理。主要研究结果如下:一、生物炭与氮肥配施对植烟土壤特性的影响1、生物炭与氮肥配施对土壤酶活性、微生物量碳、有机碳及容重的影响试验Ⅰ结果表明,低氮水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭可显著增加烤烟整个生育期土壤脲酶活性;低氮和中氮水平下,配施生物炭可显著增加烤烟生长前期和后期土壤过氧化氢酶活性,且中氮条件下,过氧化氢酶活性随生物炭用量的增加而升高;三个氮水平下,施用生物炭对土壤转化酶活性整体表现为抑制作用。低氮和中氮水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭显著提高了烤烟生育后期的MBC含量,中氮水平下MBC含量最高;生物炭与氮肥配施可以显著提高烤烟全生育期土壤有机碳含量。低氮和中氮水平下,增施2.4和4.8 t·hm-2生物炭可以降低土壤容重,N1C2处理降低最多,达12.3%;高氮水平下,增施2.4 t·hm-2生物炭也可降低土壤容重,但两种情况下降低效果没有达到显著水平。2、生物炭与氮肥配施对土壤碱解氮含量的影响试验Ⅱ结果表明,常规施肥+生物炭和减氮15%+生物炭可提高根际土壤碱解氮含量,最高达7.64%,减少了肥料的淋失,提高土壤肥力,保证烟叶生长所需的氮素。二、生物炭与氮肥配施对烤烟生长过程中生理特性的影响1、生物炭与氮肥配施对烤烟各器官干物质、氮素积累及氮肥利用率的影响试验Ⅱ结果表明,常规施肥基础上增施生物炭可促进烤烟各器官干物质及氮素的积累,促进烤烟生长;常规施肥增施生物炭减少氮肥15%处理对烤烟各器官的干物质及氮素积累有一定的积极作用;常规施肥增施生物炭减少氮肥30%处理会抑制烤烟各器官及氮素积累,抑制烤烟的生长。在常规施肥基础上配施生物炭对烤烟氮肥利用率有显著影响,可提高12.99%;常规施肥增施生物炭减少氮肥15%处理可提高氮肥利用率6.66%;但减少30%氮肥时,氮肥利用率会显著降低。2、生物炭与氮肥配施对烤烟生长过程中烟叶常规化学成分的影响试验Ⅱ结果表明,常规施肥基础上增施生物炭可降低中部烟叶还原糖、总糖、氯含量,提高烟碱含量,烟株生长后期对烟叶烟碱含量表现为抑制作用;对烟叶钾含量没有明显促进作用。随着氮素水平的降低,烟叶还原糖、总糖含量升高,但对氯含量没有显著影响。三、生物炭与氮肥配施对烤后烟叶常规化学成分的影响以C3F为例(下同),试验Ⅰ中,随氮用量的增加烟碱含量升高;低氮水平下,配施生物炭(中量和高量)均可降低烤烟中部叶的氯含量,改善烟叶的吸湿性,同时对其他化学成分也有显著影响,但表现不一致;中氮水平下,配施生物炭提高烟叶钾含量的同时也增加了烟叶氯含量,提高烟叶两糖比;高氮水平下,配施生物炭可提高烟叶还原糖、总糖、烟碱、钾、氯含量,降低烟叶总氮含量及两糖比。试验Ⅱ中,五个处理烤后烟叶钾含量偏低,其余各常规化学成分均在优质烟适宜范围内;常规施肥基础上增施生物炭降低了烤烟中部叶的还原糖和总糖含量;除对照外,减氮15%+生物炭和减氮30%+生物炭处理的糖碱比较高,氮、碳化合物较协调。四、生物炭与氮肥配对烤后烟叶矿质元素的影响试验Ⅰ结果表明,各个处理中部烟叶Ca含量均偏高,不利于优质烟叶的形成。低氮水平下,配施生物炭可降低中部烟叶Mg含量;中氮和高氮水平下配施生物炭可提高烟叶Mg含量,但总体都在适宜范围内。P含量偏低,中氮水平下,配施生物炭可显著提高烟叶P含量,因此可通过在土壤中增施生物炭的方法来提高烟叶P含量,进而提高烟叶品质。低氮和中氮水平下配施生物炭均可提高烟叶B含量,但整体烟叶B含量较高。中氮水平下配施生物炭可显著提高烟叶Cu含量,高氮水平下配施中量生物炭也可显著提高烟叶Cu含量。三个氮水平下,配施生物炭均可显著提高烟叶中Fe、Mn、Zn含量(中氮高炭对Zn和高氮中炭对Mn除外)。五、生物炭与氮肥配施对烤后烟叶中性致香成分的影响试验Ⅰ,低氮水平下,配施高量生物炭可提高芳香族氨基酸降解产物、棕色化反应产物、类胡萝卜素降解产物、茄酮及新植二烯的含量。中氮水平下,配施中量生物炭可提高除茄酮外的其他类香气物质含量。高氮水平下,配施生物炭对烤烟中部叶致香物质含量没有明显的提升。不同氮用量处理,总体表现为中氮水平下类胡萝卜素降解产物、茄酮及新植二烯含量最高。六、生物炭与氮肥配施对烤后烟叶感官质量的影响试验Ⅰ,低氮水平下,配施中量生物炭可提高烟叶香气质,改善余味、燃烧性,灰分偏白,总分最高。但同时也增加了烟叶的杂气和刺激性。中氮水平下,配施中量生物炭可增加烟叶香气质和香气量,改善余味,总分较高,同时也增加了烟叶的杂气和刺激性。高氮水平下,烟叶评吸质量整体偏低。评吸总分随氮用量增加而减少。综上所述,生物炭(2.4 t·hm-2)与氮肥(常规施肥减氮15%)合理配施,可以增加土壤脲酶、氧化还原酶活性,提高土壤微生物量碳及有机碳含量,降低土壤容重,起到改良土壤的作用,同时可增加土壤碱解氮含量,减少氮肥淋失,提高氮肥利用率。促进烤烟氮素及烟株生物量积累,减少氯的吸收。改善烟叶内在化学成分协调性,增加烟叶中性致香物质含量,提高烟叶品质。
URL [本文引用: 2]
番茄(Solanum lycopersicum)是全世界广泛栽培的蔬菜之一。青枯病是由青枯菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种危害性严重的细菌性土传病害。传统的防治方法,如轮作、药剂防治、培育抗性品种等都存在一定局限性。生物炭是农林废弃物资源化产物,近年研究表明,生物炭作为一种新型的土壤改良剂,对植物病害具有良好的防控效果。本实验选用小麦生物炭(以下简称生物炭)和易感青枯病的番茄品种“台湾红圣女”作为试验材料,通过盆栽试验,研究生物炭处理对青枯病的防控效果,并重点研究青枯菌侵染下生物炭处理对土壤微生物量和活性、土壤小分子有机酸和氨基酸的影响,揭示生物炭增强番茄青枯病抗性的土壤微生物学机理。研究结果表明:(1)青枯菌诱导接种后,番茄青枯病发病严重,植株生物量降低,而生物炭处理能显著降低青枯病病情指数,增强植株抗病能力。在接种后12d,生物炭处理降低青枯病病情指数61.11%;植株鲜重和干重分别增加39.04%和22.26%;植株全碳(全C)含量增加15.92%,而对全氮(全N)和硅含量无显著影响。(2)番茄感染青枯菌后,植株和土壤中的青枯菌数量显著增加,而生物炭处理能显著降低植株和土壤中的青枯菌数量,降低幅度分别为49.15%和40.24%。另外,生物炭处理能显著增强土壤呼吸作用和硝化作用;提高土壤MBN和MBP的含量,降低MBC/MBN和MBC/MBP,而对MBC没有显著影响。相关性分析表明,土壤微生物活性及MBN、MBP与土壤青枯菌数量呈显著负相关,与土壤全C、全N、有效硅含量呈显著正相关。表明生物炭为土壤微生物提供充足的养分和能量来源,促进有益微生物生长,而抑制病原菌生长,并增加土壤微生物量和活性。(3)抑菌实验显示:柠檬酸、水杨酸、琥珀酸、反丁烯二酸、酒石酸和甲硫氨酸显著抑制青枯菌生长,苏氨酸则促进青枯菌生长。生物炭处理使柠檬酸、反丁烯二酸和甲硫氨酸含量分别增加20.38%、37.82%、63.43%,苏氨酸含量降低39.04%。相关分析显示,土壤微生物活性及MBN、MBP与柠檬酸、反丁烯二酸、赖氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、苯丙氨酸含量显著正相关,与酒石酸和水杨酸含量显著负相关。说明生物炭的添加可以调控根区土壤各种有机酸和氨基酸含量,使其促进有益微生物的生长,而抑制病原菌生长。综上所述,生物炭增强番茄青枯病抗性的机理包括:(1)改善土壤理化性质,提高土壤有效养分含量,为微生物提供丰富的养分和能量来源,从而增强微生物活性,增加微生物量;(2)调控根区土壤各种有机酸和氨基酸含量,改善根区土壤微生物环境,使其促进有益微生物的生长,而抑制病原菌生长。
URL [本文引用: 2]
番茄(Solanum lycopersicum)是全世界广泛栽培的蔬菜之一。青枯病是由青枯菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种危害性严重的细菌性土传病害。传统的防治方法,如轮作、药剂防治、培育抗性品种等都存在一定局限性。生物炭是农林废弃物资源化产物,近年研究表明,生物炭作为一种新型的土壤改良剂,对植物病害具有良好的防控效果。本实验选用小麦生物炭(以下简称生物炭)和易感青枯病的番茄品种“台湾红圣女”作为试验材料,通过盆栽试验,研究生物炭处理对青枯病的防控效果,并重点研究青枯菌侵染下生物炭处理对土壤微生物量和活性、土壤小分子有机酸和氨基酸的影响,揭示生物炭增强番茄青枯病抗性的土壤微生物学机理。研究结果表明:(1)青枯菌诱导接种后,番茄青枯病发病严重,植株生物量降低,而生物炭处理能显著降低青枯病病情指数,增强植株抗病能力。在接种后12d,生物炭处理降低青枯病病情指数61.11%;植株鲜重和干重分别增加39.04%和22.26%;植株全碳(全C)含量增加15.92%,而对全氮(全N)和硅含量无显著影响。(2)番茄感染青枯菌后,植株和土壤中的青枯菌数量显著增加,而生物炭处理能显著降低植株和土壤中的青枯菌数量,降低幅度分别为49.15%和40.24%。另外,生物炭处理能显著增强土壤呼吸作用和硝化作用;提高土壤MBN和MBP的含量,降低MBC/MBN和MBC/MBP,而对MBC没有显著影响。相关性分析表明,土壤微生物活性及MBN、MBP与土壤青枯菌数量呈显著负相关,与土壤全C、全N、有效硅含量呈显著正相关。表明生物炭为土壤微生物提供充足的养分和能量来源,促进有益微生物生长,而抑制病原菌生长,并增加土壤微生物量和活性。(3)抑菌实验显示:柠檬酸、水杨酸、琥珀酸、反丁烯二酸、酒石酸和甲硫氨酸显著抑制青枯菌生长,苏氨酸则促进青枯菌生长。生物炭处理使柠檬酸、反丁烯二酸和甲硫氨酸含量分别增加20.38%、37.82%、63.43%,苏氨酸含量降低39.04%。相关分析显示,土壤微生物活性及MBN、MBP与柠檬酸、反丁烯二酸、赖氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、苯丙氨酸含量显著正相关,与酒石酸和水杨酸含量显著负相关。说明生物炭的添加可以调控根区土壤各种有机酸和氨基酸含量,使其促进有益微生物的生长,而抑制病原菌生长。综上所述,生物炭增强番茄青枯病抗性的机理包括:(1)改善土壤理化性质,提高土壤有效养分含量,为微生物提供丰富的养分和能量来源,从而增强微生物活性,增加微生物量;(2)调控根区土壤各种有机酸和氨基酸含量,改善根区土壤微生物环境,使其促进有益微生物的生长,而抑制病原菌生长。
URL [本文引用: 2]
在盆栽试验条件下研究了两种温度下制备的秸秆生物炭对辣椒疫病的防控效果,并测定了辣椒根际土壤理化性状、微生物数量和群落结构、病原菌数量和与植株抗性相关的生理生化指标。结果表明:麦秸在500℃和600℃两种温度下制备的生物炭对辣椒疫病均有一定的防控作用,500℃制备的生物炭防控效果好于600℃制备的生物炭,且对辣椒具有一定的生长促进作用;生物炭处理能明显提高土壤中全氮、速效磷和速效钾的含量,其中速效钾含量的增加最大;分别添加两种生物炭均能显著提高根际可培养微生物特别是真菌和放线菌的数量,增加微生物多样性并改变其优势微生物群落;两种生物炭处理虽然增加了辣椒疫霉的数量,但并未引起植株发病;施用生物炭没有显著改变与植株抗性相关的生理指标。总之,土壤施用秸秆生物炭对辣椒疫病具有良好的防控作用,生物炭改善土壤养分状况和土壤微生物群落结构可能是其主要防病机理之一。
URL [本文引用: 2]
在盆栽试验条件下研究了两种温度下制备的秸秆生物炭对辣椒疫病的防控效果,并测定了辣椒根际土壤理化性状、微生物数量和群落结构、病原菌数量和与植株抗性相关的生理生化指标。结果表明:麦秸在500℃和600℃两种温度下制备的生物炭对辣椒疫病均有一定的防控作用,500℃制备的生物炭防控效果好于600℃制备的生物炭,且对辣椒具有一定的生长促进作用;生物炭处理能明显提高土壤中全氮、速效磷和速效钾的含量,其中速效钾含量的增加最大;分别添加两种生物炭均能显著提高根际可培养微生物特别是真菌和放线菌的数量,增加微生物多样性并改变其优势微生物群落;两种生物炭处理虽然增加了辣椒疫霉的数量,但并未引起植株发病;施用生物炭没有显著改变与植株抗性相关的生理指标。总之,土壤施用秸秆生物炭对辣椒疫病具有良好的防控作用,生物炭改善土壤养分状况和土壤微生物群落结构可能是其主要防病机理之一。
DOI:10.11838/sfsc.20140603URL [本文引用: 5]
近年的研究初步显示，生物炭对植物土传病害具有良好的防控效果。本文从生物炭影响土壤理化性状、改变土壤微生物数量和群落结构、影响土壤病原菌数量、吸附植物根系产生的化感物质及病原菌分泌的致病因子和诱导植物抗病性等方面探讨了生物炭防控土传病害的可能机理；并进一步探讨了材质、热解条件和使用剂量等因素对生物炭防病效果的影响，旨在为利用生物炭防控土传病害提供理论支撑。
DOI:10.11838/sfsc.20140603URL [本文引用: 5]
近年的研究初步显示，生物炭对植物土传病害具有良好的防控效果。本文从生物炭影响土壤理化性状、改变土壤微生物数量和群落结构、影响土壤病原菌数量、吸附植物根系产生的化感物质及病原菌分泌的致病因子和诱导植物抗病性等方面探讨了生物炭防控土传病害的可能机理；并进一步探讨了材质、热解条件和使用剂量等因素对生物炭防病效果的影响，旨在为利用生物炭防控土传病害提供理论支撑。
DOI:10.1016/j.soilbio.2013.10.051URL [本文引用: 1]
61Feedstock and concentration of biochar affect diseases caused by Rhizoctonia solani in cucumber.61Hormesis effects (low dose disease suppression, high dose disease promotion) are observed.61Influence of biochars on plant growth and on R.02solani diseases are not well correlated.61Impact on diseases caused by soilborne pathogens should be considered in agronomic uses of biochar.
[本文引用: 1]
北京: 高等教育出版社,
URL [本文引用: 1]
本书对土壤微生物的研究原理与方法作了比较全面、系统地介绍，涵盖土壤微生物学的常规研究方法与新型实验技术。主要内容包括：土壤微生物学的常规设置与常用仪器、实验设计与数据分析处理，土壤微生物的分离计数与鉴定保藏等。
Beijing: Higher Education Press,
URL [本文引用: 1]
本书对土壤微生物的研究原理与方法作了比较全面、系统地介绍，涵盖土壤微生物学的常规研究方法与新型实验技术。主要内容包括：土壤微生物学的常规设置与常用仪器、实验设计与数据分析处理，土壤微生物的分离计数与鉴定保藏等。
DOI:10.1016/j.soilbio.2005.11.017URL [本文引用: 1]
http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0038071706000289
DOI:10.11707/j.1001-7488.20140404URL [本文引用: 1]
In this study,soil nutrients and microbial community functional diversity of different stand types in Qinghai Province were investigated by conventional laboratory analysis and Biolog-Eco micro plate method. Results showed that Datong 1#,Huangzhong and Jianzha had relative higher content of organic matter,total nitrogen and available nitrogen in the soil,then Datong 2#,Xunhua and Ledu were in intermediate,and Minhe was lower. The total phosphorus content of Minhe was lowest,while there were no significant differences in total phosphorus content between other stand types. The available phosphorus content was Xunhua,Jianzha,Huangzhong Datong 1 #,Datong 2 #,Ledu Minhe,and the available potassium content was Datong 2 #,Minhe Ledu Datong 1 #,Huangzhong,Xunhua,Jianzha. The total potassium content of each stand type was not significantly different. The accumulation of overall soil nutrients in different stand types was in turn Datong 1#,Jianzha Huangzhong Xunhua Datong 2# Ledu Minhe. Effects of four tree species on the distribution and improvement of soil nutrients were in sequence of Picea asperata Betula platyphylla Populus davidiana Larix gmelinii. The soil microbial community functional diversity index in the various stand types was Ledu,Minhe Datong 1 #,Datong 2 #,Huangzhong, Xunhua,Jianzha. The principal component analysis ofcarbon source utilization of the soil microbial community in different stand types showed that carbohydrates and amino acids were the main carbon source. RDA of each stand type soil nutrient content and microbial community functional diversity indicated that soil nutrient factors well explained the variation of the microbial community functional diversity. Soil nutrient had important influence on microbial community functional diversity. The organic matter, nitrogen and available phosphorus were the main factors influencing the metabolism of soil microbial communities.
DOI:10.5846/stxb201604220758URL [本文引用: 1]
研究生物炭的施用及其与不同肥料混施对菜园土壤中微生物群落功能多样性的影响，为农业废弃物的合理利用和菜园土优化培肥提供科学依据和理论指导。以清远市连州县代表性菜园土（属肥熟旱耕人为土）为研究对象，通过盆栽试验，利用BIOLOG方法对10个施肥处理（对照CK（0%生物碳+无肥）、T1（0%生物碳+0.1%商品有机肥）、T2（0.1%生物碳+无肥）、T3（0.25%生物碳+无肥）、T4（0.5%生物碳+无肥）、T5（1%生物碳+无肥）、T6（100（N）+30（P2O5）+75（K2O）mg/kg干土）、T7（0.1%生物碳+0.1%商品有机肥）、T8（0.1%生物碳+100（N）+0（P2O5）+75（K2O）mg/kg干土）、T9（0.1%生物碳+100（N）+30（P2O5）+75（K2O） mg/kg干土）、T10（0.1%生物碳+0.1%商品有机肥+100（N）+0（P2O5）+75（K2O）mg/kg干土））的土壤微生物群落功能多样性进行分析。结果表明：（1）T1和T3处理比其它处理显著提高土壤微生物对碳源的利用率（P <0.05），但生物炭施用量增加会降低平均颜色变化率（AWCD值）；（2）T1处理可以显著提高土壤微生物的群落物种均匀度（Mclntosh指数），而T3处理显著提高土壤微生物的物种丰富度和均匀度（Shannon和Mclntosh指数）；（3）T1和T3处理对聚合物类、碳水化合物类、羧酸类、氨基酸类和酚类碳源利用率最高；（4）添加化肥处理中磷肥的施用可以提高土壤微生物活性，增加土壤微生物碳源利用能力，而氮肥和钾肥的添加显著降低了土壤微生物的碳源利用能力；（5）主成分分析表明，T1、T2 和T3处理的微生物碳代谢功能群结构相似；单施有机肥或适量生物炭对土壤微生物群落结构的影响较混合施用更为显著；化学磷肥的添加及在施用化肥的基础上配施适量生物炭改变了土壤微生物对碳源种类的利用。;Biochar can be effectively used to reduce the release of greenhouse gases and fulfill the consequences of carbon sinks. It can also be used to restore degraded soil and improve the structure of soil microbial communities and enhance their functions. This study investigated the effects of different biochar doses and the combined application of biochar with other fertilizers on soil microbial functional diversity, which would provide a scientific basis and theoretical guidance for the rational use of agricultural waste and optimal management of soil fertility in vegetable gardens. In the present study, the representative vegetable garden soil (Fimi-Orthic Anthrosols) was sampled from Lianzhou County, Qingyuan City. Pot experiments were conducted for 40 days in the laboratory. Ten treatments were performed as follows: CK (0% biochar + 0% fertilizer), T1 (0% biochar + 0.1% commercial organic manure), T2 (0.1% biochar + 0% fertilizer), T3 (0.25% biochar + 0% fertilizer), T4 (0.5% biochar + 0% fertilizer), T5 (1.0% biochar + 0% fertilizer), T6 (100(N) + 30(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), T7 (0.1% biochar + 0.1% commercial organic manure), T8 (0.1% biochar + 100(N) + 0(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), T9 (0.1% biochar + 100(N) + 30(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), and T10 (0.1% biochar + 0.1% commercial organic manure + 100(N) + 0(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), with three replicates each. Soil microbial functional diversity of the harvested soil samples was analyzed using the Biolog method. Significant variations in soil microbial functional diversity were shown in the treatments with different biochar doses. First, the T1 (0.1% organic manure) and T3 (0.25% biochar) treatments significantly increased soil microbial utilization of carbon substrates more than the other treatments (P<0.05), but further increases of biochar (>0.25%) reduced average well color development (AWCD). Second, both T1 and T3 treatments had significantly higher species richness (McIntosh index), and only the T1 treatment had higher evenness of community species (Shannon index) than the other treatments. Moreover, T1 and T3 had the highest utilization of polymers, carbohydrates, carboxylic acids, amino acids, and phenols. For the chemical fertilizer treatments, soil microbial activity and microbial utilization of carbon substrates were increased by phosphate fertilizer, but were significantly reduced by nitrogen and potassium fertilizers. Furthermore, a principal component analysis showed that there were similar soil microbial community functional structures in the treatments of T1, T2 (0.1% biochar), and T3. A single application of organic manure or biochar had stronger effects on the soil microbial community structures than the combined application; however, phosphate fertilizer and the combined application of biochar and chemical fertilizers also changed the soil microbial utilization of carbon substrates. This study indicates that it is necessary to ascertain the treatment doses of biochar and standardize their criteria to promote biochar application at large scales and in different fields. However, the biochar had some negative effects on the eco-environment. Therefore, the biochar sources and amount of biochar doses should be studied to determine the negative effects on soil, to prevent these in future treatments for optimal results.
DOI:10.5846/stxb201604220758URL [本文引用: 1]
研究生物炭的施用及其与不同肥料混施对菜园土壤中微生物群落功能多样性的影响，为农业废弃物的合理利用和菜园土优化培肥提供科学依据和理论指导。以清远市连州县代表性菜园土（属肥熟旱耕人为土）为研究对象，通过盆栽试验，利用BIOLOG方法对10个施肥处理（对照CK（0%生物碳+无肥）、T1（0%生物碳+0.1%商品有机肥）、T2（0.1%生物碳+无肥）、T3（0.25%生物碳+无肥）、T4（0.5%生物碳+无肥）、T5（1%生物碳+无肥）、T6（100（N）+30（P2O5）+75（K2O）mg/kg干土）、T7（0.1%生物碳+0.1%商品有机肥）、T8（0.1%生物碳+100（N）+0（P2O5）+75（K2O）mg/kg干土）、T9（0.1%生物碳+100（N）+30（P2O5）+75（K2O） mg/kg干土）、T10（0.1%生物碳+0.1%商品有机肥+100（N）+0（P2O5）+75（K2O）mg/kg干土））的土壤微生物群落功能多样性进行分析。结果表明：（1）T1和T3处理比其它处理显著提高土壤微生物对碳源的利用率（P <0.05），但生物炭施用量增加会降低平均颜色变化率（AWCD值）；（2）T1处理可以显著提高土壤微生物的群落物种均匀度（Mclntosh指数），而T3处理显著提高土壤微生物的物种丰富度和均匀度（Shannon和Mclntosh指数）；（3）T1和T3处理对聚合物类、碳水化合物类、羧酸类、氨基酸类和酚类碳源利用率最高；（4）添加化肥处理中磷肥的施用可以提高土壤微生物活性，增加土壤微生物碳源利用能力，而氮肥和钾肥的添加显著降低了土壤微生物的碳源利用能力；（5）主成分分析表明，T1、T2 和T3处理的微生物碳代谢功能群结构相似；单施有机肥或适量生物炭对土壤微生物群落结构的影响较混合施用更为显著；化学磷肥的添加及在施用化肥的基础上配施适量生物炭改变了土壤微生物对碳源种类的利用。;Biochar can be effectively used to reduce the release of greenhouse gases and fulfill the consequences of carbon sinks. It can also be used to restore degraded soil and improve the structure of soil microbial communities and enhance their functions. This study investigated the effects of different biochar doses and the combined application of biochar with other fertilizers on soil microbial functional diversity, which would provide a scientific basis and theoretical guidance for the rational use of agricultural waste and optimal management of soil fertility in vegetable gardens. In the present study, the representative vegetable garden soil (Fimi-Orthic Anthrosols) was sampled from Lianzhou County, Qingyuan City. Pot experiments were conducted for 40 days in the laboratory. Ten treatments were performed as follows: CK (0% biochar + 0% fertilizer), T1 (0% biochar + 0.1% commercial organic manure), T2 (0.1% biochar + 0% fertilizer), T3 (0.25% biochar + 0% fertilizer), T4 (0.5% biochar + 0% fertilizer), T5 (1.0% biochar + 0% fertilizer), T6 (100(N) + 30(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), T7 (0.1% biochar + 0.1% commercial organic manure), T8 (0.1% biochar + 100(N) + 0(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), T9 (0.1% biochar + 100(N) + 30(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), and T10 (0.1% biochar + 0.1% commercial organic manure + 100(N) + 0(P2O5) + 75(K2O) mg/kg oven-dried soil), with three replicates each. Soil microbial functional diversity of the harvested soil samples was analyzed using the Biolog method. Significant variations in soil microbial functional diversity were shown in the treatments with different biochar doses. First, the T1 (0.1% organic manure) and T3 (0.25% biochar) treatments significantly increased soil microbial utilization of carbon substrates more than the other treatments (P<0.05), but further increases of biochar (>0.25%) reduced average well color development (AWCD). Second, both T1 and T3 treatments had significantly higher species richness (McIntosh index), and only the T1 treatment had higher evenness of community species (Shannon index) than the other treatments. Moreover, T1 and T3 had the highest utilization of polymers, carbohydrates, carboxylic acids, amino acids, and phenols. For the chemical fertilizer treatments, soil microbial activity and microbial utilization of carbon substrates were increased by phosphate fertilizer, but were significantly reduced by nitrogen and potassium fertilizers. Furthermore, a principal component analysis showed that there were similar soil microbial community functional structures in the treatments of T1, T2 (0.1% biochar), and T3. A single application of organic manure or biochar had stronger effects on the soil microbial community structures than the combined application; however, phosphate fertilizer and the combined application of biochar and chemical fertilizers also changed the soil microbial utilization of carbon substrates. This study indicates that it is necessary to ascertain the treatment doses of biochar and standardize their criteria to promote biochar application at large scales and in different fields. However, the biochar had some negative effects on the eco-environment. Therefore, the biochar sources and amount of biochar doses should be studied to determine the negative effects on soil, to prevent these in future treatments for optimal results.
DOI:10.16135/j.issn1002-0861.20150203URL [本文引用: 1]
为探讨土壤管理措施对烟草青枯病发生的影响及其机制,通过田间试验研究了土壤翻耕深度、土壤改良剂类型和施用方式对烟草青枯病发病率和病情指数的影响及其与土壤性质变化的关系。结果表明,土壤深翻不能有效抑制烟草青枯病害的发生,且随翻耕深度的增加,烟草青枯病发病反而呈现加重的趋势;土壤翻耕配合改良剂的施用对烟草青枯病害的发生有重要影响:配施石灰无抑制作用,而配施生物质炭或堆肥,以及石灰、生物质炭和堆肥两两配合均能降低青枯病害的发病率,其中以配施生物质炭的效果最明显;翻耕结合施用改良剂对青枯病发生的作用效果与对土壤性质的影响有关,烟草青枯病的发病率与土壤有机质、碱解氮、有效铁、有效锰和交换性镁含量(质量分数)显著负相关,而与土壤p H正相关。因此,烟区土壤翻耕深度不宜过深,且在翻耕过程中应增施有机肥及中微量元素,配合施用生物质炭、堆肥等改良剂,这些措施有助于缓解根茎病害易发区内烟草青枯病害的发生。
DOI:10.16135/j.issn1002-0861.20150203URL [本文引用: 1]
为探讨土壤管理措施对烟草青枯病发生的影响及其机制,通过田间试验研究了土壤翻耕深度、土壤改良剂类型和施用方式对烟草青枯病发病率和病情指数的影响及其与土壤性质变化的关系。结果表明,土壤深翻不能有效抑制烟草青枯病害的发生,且随翻耕深度的增加,烟草青枯病发病反而呈现加重的趋势;土壤翻耕配合改良剂的施用对烟草青枯病害的发生有重要影响:配施石灰无抑制作用,而配施生物质炭或堆肥,以及石灰、生物质炭和堆肥两两配合均能降低青枯病害的发病率,其中以配施生物质炭的效果最明显;翻耕结合施用改良剂对青枯病发生的作用效果与对土壤性质的影响有关,烟草青枯病的发病率与土壤有机质、碱解氮、有效铁、有效锰和交换性镁含量(质量分数)显著负相关,而与土壤p H正相关。因此,烟区土壤翻耕深度不宜过深,且在翻耕过程中应增施有机肥及中微量元素,配合施用生物质炭、堆肥等改良剂,这些措施有助于缓解根茎病害易发区内烟草青枯病害的发生。
DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.04.2014072802URL [本文引用: 2]
作为生物质材料的热解产物，生物炭被认为是很有前景的环境污染治理与生态修复材料。多方面的研究说明，生物炭的多孔、大比表面积、丰富的官能团等性能，使其具有锁定碳，固定土壤污染物，改善土质等功能，从而从土壤物理化学的角度证实了生物炭在土壤污染治理与改良方面的作用，但至于生物炭对土壤微生物的影响及其长期效应尚处于起步阶段。本文总结分析了近年来国内外生物炭与土壤微生物相关的研究成果，得出生物炭能通过改变土壤资源储备如可利用C、营养物质、水分等、非生命成分如pH、CEC等等理化性质，加快土壤细菌和真菌的生长与繁殖，影响土壤微生物群落结构和功能。可见，生物炭土地利用的优点不容置疑，为了实现其规模化应用，生物炭的施用剂量、生物炭?微生物?污染物的作用机理等问题亟待深入地研究，生物炭对土壤微生物及养分循环的长期影响还有待于系统地展开。
DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.04.2014072802URL [本文引用: 2]
作为生物质材料的热解产物，生物炭被认为是很有前景的环境污染治理与生态修复材料。多方面的研究说明，生物炭的多孔、大比表面积、丰富的官能团等性能，使其具有锁定碳，固定土壤污染物，改善土质等功能，从而从土壤物理化学的角度证实了生物炭在土壤污染治理与改良方面的作用，但至于生物炭对土壤微生物的影响及其长期效应尚处于起步阶段。本文总结分析了近年来国内外生物炭与土壤微生物相关的研究成果，得出生物炭能通过改变土壤资源储备如可利用C、营养物质、水分等、非生命成分如pH、CEC等等理化性质，加快土壤细菌和真菌的生长与繁殖，影响土壤微生物群落结构和功能。可见，生物炭土地利用的优点不容置疑，为了实现其规模化应用，生物炭的施用剂量、生物炭?微生物?污染物的作用机理等问题亟待深入地研究，生物炭对土壤微生物及养分循环的长期影响还有待于系统地展开。
DOI:10.3724/SP.J.1006.2011.00105URL [本文引用: 1]
烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,施用不同肥料,调查施肥后的土壤对连作烟草作物的生长、土壤微生物功能多样性的影响及其对土壤化感自毒的调节作用。结果表明,烟草根际土壤化感自毒潜力以施用常规复合肥最大,施用农家肥最小。基于BIOLOG平板法的微生物功能多样性研究表明,施用常规复合肥利于氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长;施用有机肥利于羧酸类物质为碳源的微生物生长;而施用农家肥则利于糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长。土壤微生物利用单一碳源的主成分分析结果表明,与碳源利用相关的主成分1、主成分2可分别解释变量方差的74.37%和25.63%。在主成分分离中有主要贡献的是糖类、脂肪酸类、酚酸类碳源。相关性分析结果显示,烟草土壤的化感自毒潜力与以糖类和酚酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著正相关,而与以脂肪酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著负相关。此外,农家肥施用最利于微生物生长,有机肥次之,常规复合肥最差。
DOI:10.3724/SP.J.1006.2011.00105URL [本文引用: 1]
烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,施用不同肥料,调查施肥后的土壤对连作烟草作物的生长、土壤微生物功能多样性的影响及其对土壤化感自毒的调节作用。结果表明,烟草根际土壤化感自毒潜力以施用常规复合肥最大,施用农家肥最小。基于BIOLOG平板法的微生物功能多样性研究表明,施用常规复合肥利于氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长;施用有机肥利于羧酸类物质为碳源的微生物生长;而施用农家肥则利于糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长。土壤微生物利用单一碳源的主成分分析结果表明,与碳源利用相关的主成分1、主成分2可分别解释变量方差的74.37%和25.63%。在主成分分离中有主要贡献的是糖类、脂肪酸类、酚酸类碳源。相关性分析结果显示,烟草土壤的化感自毒潜力与以糖类和酚酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著正相关,而与以脂肪酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著负相关。此外,农家肥施用最利于微生物生长,有机肥次之,常规复合肥最差。
URL [本文引用: 1]
通过田间小区试验,研究了不同有机肥(精制有机肥、生物有机肥)与减量 20％化肥配施对烤烟根际微生物、青枯病防效及产量和品质的影响.结果表明:与常规化肥(CF)相比,化肥减量20％配施有机肥(OF)或生物有机肥 (BIO)均显著提高了烤烟根际的细菌数量和微生物总量,配施生物有机肥还显著提高了烤烟根际放线菌的数量,比OF增加44.3％,且真菌数量呈下降趋 势.与CF处理相比,OF或BIO处理均显著提高了烤烟根际微生物利用碳底物的能力,BIO还显著提高了根际微生物利用酚类碳源的能力.OF和BIO处理 均显著降低了烤烟青枯病的发生及危害程度,与CF相比,OF处理的烤烟青枯病发病率和病情指数分别下降了4％和8％,BIO处理的烤烟青枯病发病率和病情 指数分别下降了23％和15.9％.OF和BIO处理均显著提高了烤烟的上等烟比例,比CF分别增加了10.5％和9.7％.BIO处理的产量和产值比 OF分别提高17.1％和18.9％.
URL [本文引用: 1]
通过田间小区试验,研究了不同有机肥(精制有机肥、生物有机肥)与减量 20％化肥配施对烤烟根际微生物、青枯病防效及产量和品质的影响.结果表明:与常规化肥(CF)相比,化肥减量20％配施有机肥(OF)或生物有机肥 (BIO)均显著提高了烤烟根际的细菌数量和微生物总量,配施生物有机肥还显著提高了烤烟根际放线菌的数量,比OF增加44.3％,且真菌数量呈下降趋 势.与CF处理相比,OF或BIO处理均显著提高了烤烟根际微生物利用碳底物的能力,BIO还显著提高了根际微生物利用酚类碳源的能力.OF和BIO处理 均显著降低了烤烟青枯病的发生及危害程度,与CF相比,OF处理的烤烟青枯病发病率和病情指数分别下降了4％和8％,BIO处理的烤烟青枯病发病率和病情 指数分别下降了23％和15.9％.OF和BIO处理均显著提高了烤烟的上等烟比例,比CF分别增加了10.5％和9.7％.BIO处理的产量和产值比 OF分别提高17.1％和18.9％.
[本文引用: 1]
[本文引用: 1]
DOI:10.1016/j.soilbio.2013.04.022URL [本文引用: 1]
61The impact of organic restoration was evaluated at long-term (25 years) in a semiarid soil.61Organic restoration changed community structure at phylogenetic and functional levels.61Phylogenetic diversity did not change after soil restoration at long-term.61Functional diversity decreased in high-dosage treatments.
DOI:10.1088/0256-307X/17/9/008URL [本文引用: 1]
The contents of phenolic acids in the extracts of soil and roots of continuously cropped for five years and normally cropped soybean in Heilongjiang province and their biological effects were studied with HPLC method.The result showed that the contents of p-hydroxy benzoic acid,vanillic acid(extracted by 1mol绋 NaOH) in continuous cropping soil were significant higher than that in normal cropping soil,and the content of vanillin had no significant difference in these soils.The contents of p-hydroxybenzoic acid,vanillic acid,vanillin,ferulic acids,and coumarin of aqueous extracts of soyhean roots were higher in continuous cropping than in normal cropping soil.The activity of polyphenol oxidase in continuous cropping soil was higher than in normal cropping soil.Under conditions of water culture and adding exogenous p-hydroxybenzoic acid,the aqueous extract of soybean roots inhibited the growth of soybean seedlings.After a week of exogenous phenolic acids addition,the residual rates of p-hydroxybenzoic acid,vanillic acid,vanillin,benzoic acid,ferulic acids,and coumarin were 10.4%, 15.3%, 4.1%, 2.3%, 5.2%, 17.5%, respectively.There was a very significant exponential relationship between the addition amount of exogenous phenolic acids and the fungi population in soil.
DOI:10.1088/0256-307X/17/9/008URL [本文引用: 1]
The contents of phenolic acids in the extracts of soil and roots of continuously cropped for five years and normally cropped soybean in Heilongjiang province and their biological effects were studied with HPLC method.The result showed that the contents of p-hydroxy benzoic acid,vanillic acid(extracted by 1mol绋 NaOH) in continuous cropping soil were significant higher than that in normal cropping soil,and the content of vanillin had no significant difference in these soils.The contents of p-hydroxybenzoic acid,vanillic acid,vanillin,ferulic acids,and coumarin of aqueous extracts of soyhean roots were higher in continuous cropping than in normal cropping soil.The activity of polyphenol oxidase in continuous cropping soil was higher than in normal cropping soil.Under conditions of water culture and adding exogenous p-hydroxybenzoic acid,the aqueous extract of soybean roots inhibited the growth of soybean seedlings.After a week of exogenous phenolic acids addition,the residual rates of p-hydroxybenzoic acid,vanillic acid,vanillin,benzoic acid,ferulic acids,and coumarin were 10.4%, 15.3%, 4.1%, 2.3%, 5.2%, 17.5%, respectively.There was a very significant exponential relationship between the addition amount of exogenous phenolic acids and the fungi population in soil.
DOI:10.1016/j.apsoil.2005.12.003URL [本文引用: 1]
Characterizing rhizomicrobial community structure is important to our understanding of the mechanisms of suppressive soils towards soilborne plant diseases. We investigated whether the bacterial community structure, i.e., the number of the constituent bacterial strains and the community-level, sole carbon source utilization pattern of rhizobacteria estimated by BIOLOG EcoPlates, affects bacterial wilt of tomato. To assess their impact on the bacterial wilt, we used 15 artificial soil systems into which 5 20 rhizobacterial isolates from a disease-suppressive soil were inoculated. Although most of the tomato plants wilted by 16 days after pathogen inoculation, significant negative relationships were observed between the number of wilted plants, the number of the bacterial strains and the number of carbon sources that the rhizobacterial community was able to utilize. BIOLOGs showed that several carbon sources were utilized by the pathogen but not by the rhizobacterial community from the fastest-wilting treatments, suggesting that competition between the pathogen and the other rhizobacteria for carbon sources played an important role in suppressing the growth of the pathogen.
