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中国生态农业学报（中英文） 2020年第2期28卷 272-285页

作者：张登奎王琦周旭姣王小赟赵晓乐赵武成雷俊甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室兰州730070 甘肃省定西市气象局定西744300

为探索半干旱黄土高原区垄沟集雨种植的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组大田试验,以传统平作为对照,研究不同集雨垄覆盖材料[土壤结皮(土垄)、玉米秸秆炭土壤结皮(玉米秸秆垄)和牛粪炭土... 详细信息

为探索半干旱黄土高原区垄沟集雨种植的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组大田试验,以传统平作为对照,研究不同集雨垄覆盖材料[土壤结皮(土垄)、玉米秸秆炭土壤结皮(玉米秸秆垄)和牛粪炭土壤结皮(牛粪炭垄)]和不同垄宽(30 cm、45 cm和60 cm,沟宽均为60 cm)对径流系数、土壤水热、红豆草干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的平均径流系数分别为29.7%、26.2%和25.1%。垄沟集雨种植增加根系层土壤含水量和垄上表层土壤温度,缓和沟中表层土壤温度极值,尤其生物炭覆盖垄沟集雨种植。与传统平作相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的土壤含水量分别增加25.1 mm、24.7 mm和19.4 mm,垄上表层土壤温度分别增加1.4℃、2.0℃和2.0℃。同一覆盖材料下,集雨垄径流系数、土壤贮水量和表层土壤温度均随垄宽增加而增加。与传统平作相比,土垄显著降低实际干草产量,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄显著增加实际干草产量,垄宽30 cm、45 cm和60 cm土垄的干草产量分别减少6.5%、12.1%和13.8%,玉米秸秆炭垄的干草产量分别增加19.7%、24.4%和22.5%,牛粪炭垄的干草产量分别增加8.0%、8.9%和6.8%。玉米秸秆炭和牛粪炭覆盖种植显著提高水分利用效率。与传统平作相比,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的水分利用效率分别提高6.8~9.7 kg·hm^-2mm^-1和4.4~4.8 kg·hm^-2mm^-1。玉米秸秆炭垄的实际干草产量和水分利用效率显著高于牛粪炭垄;同一覆盖材料下,不同垄宽对实际干草产量和水分利用效率的影响不显著。线性回归分析表明,当玉米秸秆炭垄宽49 cm(沟宽为60 cm)与牛粪炭垄宽为41 cm(沟宽为60 cm)时,红豆草的实际干草产量均达到最大值。因此,在半干旱地区,生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草具有较好的增产效益,尤其秸秆生物炭覆盖种植。

关键词：垄沟集雨红豆草生物炭覆盖土壤结皮径流系数干草产量水分利用效率

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生物炭覆盖垄沟集雨种植对红豆草生产效应的影响

生物炭覆盖垄沟集雨种植对红豆草生产效应的影响

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作者：张登奎甘肃农业大学

学位级别：硕士

为探索和解决半干旱黄土高原区垄沟集雨种植红豆草的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组设计布设生物炭覆盖集雨垄径流试验(1)和生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草大田试验(2)。(1)生物炭覆盖集... 详细信息

为探索和解决半干旱黄土高原区垄沟集雨种植红豆草的可持续性,寻求垄沟集雨种植红豆草的适宜生物炭覆盖类型和最佳垄宽,采用随机区组设计布设生物炭覆盖集雨垄径流试验(1)和生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草大田试验(2)。(1)生物炭覆盖集雨垄径流试验共设9个处理(3个垄宽×3种覆盖材料),估算生物炭覆盖集雨垄的径流效率和临界产流降雨量;(2)生物炭覆盖垄沟集雨种植红豆草大田试验共设10个处理(3个垄宽×3种覆盖材料+1个平作),以平作为对照,研究生物炭覆盖垄沟集雨种植对土壤水分、土壤温度、土壤养分、红豆草干草产量、水分利用效率和营养品质的影响,确定最佳生物炭覆盖垄沟集雨种植模式,主要结果如下:通过回归分析法,MCS、MCS、MCS、MSB、MSB、MSB、CDB、CDB和CDB(MCS、MSB和CDB分别代表土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄,下标数字分别表示垄宽为30、45和60 cm)的平均径流效率分别27.3%、29.8%、32.1%、22.6%、27.7%、28.4%、22.0%、26.1%和27.3%,临界产流降雨量分别为4.4、4.2、3.9、4.3、5.0、4.6、5.0、5.3和4.9 mm。MCS、MSB和CDB平均径流效率分别为29.7%、26.2%和25.1%,临界产流降雨量分别为4.2、4.6和5.1 mm。径流效率随集雨垄宽度增加而增加。生物炭覆盖垄沟集雨种植增加红豆草根系层土壤含水量,明显缓解土壤干旱胁迫,土壤贮水量排列次序为土垄>玉米秸秆炭垄>牛粪炭垄>平作,土壤贮水量随集雨垄宽度增加而增加。与平作相比,就红豆草全生育期而言,MCS、MCS、MCS、MSB、MSB、MSB、CDB、CDB和CDB的土壤贮水量分别增加17.4、24.2、33.7、17.3、23.2、33.7、15.1、19.0和23.9 mm。生物炭覆盖垄沟集雨种植明显增加垄上表层土壤温度,垄上白天积累热量传导于沟中,生物炭覆盖垄沟集雨种植增加春季和秋季沟中表层土壤温度,较高植株遮阴降低夏季沟中表层土壤温度。与平作相比,MCS、MCS、MCS、MSB、MSB、MSB、CDB、CDB和CDB垄上表层土壤温度分别增加了0.9、1.4、2.0、1.5、1.9、2.5、1.5、2.0和2.6?C。生物炭覆盖垄沟集雨种植通过改善土壤水热条件,进而显著改善土壤养分状况,土壤pH和土壤养分随集雨垄宽度变化不显著;土垄种植改善土壤pH和土壤养分状况不显著。与平作相比,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的土壤pH分别增加0.5和0.5,有机质含量分别增加15.2%和18.4%,土壤全氮分别增加23.2%和24.7%,土壤速效磷含量分别增加15.0%和16.7%,土壤速效钾含量分别增加9.1%和10.6%。红豆草根系和根瘤主要分布于表层土壤(0-20 cm),红豆草根系特征值和根瘤特征值随土层深度增加而减少,随集雨垄宽度增加而增加。适宜土壤含水量促进红豆草根干重、根瘤数量和根瘤重量提高;适宜土壤水分胁迫促进红豆草根长、根表面积和根体积值增加。生物炭覆盖垄沟集雨种植通过改善土壤水热条件,进而促进红豆草生长和产量形成,进一步提高水分利用效率。与平作相比,MCS、MCS、MCS、MSB、MSB、MSB、CDB、CDB和CDB的水分利用效率分别提高11.0、13.5、16.1、20.2、28.4、33.5、16.8、22.1和25.5 kg ha mm;MCS、MCS和MCS的红豆草干草产量分别降低6.5%、12.1%和13.8%,MSB、MSB、MSB、CDB、CDB和CDB的红豆草干草产量分别提高19.7%、24.4%、22.5%、8.0%、8.9%和6.8%;在玉米秸秆炭覆盖垄沟集雨种植中,最佳垄宽为49 cm;在牛粪炭覆盖垄沟集雨种植中,最佳垄宽为41 cm。生物炭覆盖垄沟集雨种植提高红豆草单宁和粗蛋白含量,降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量,红豆草单宁、粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维等含量随集雨垄宽度变化而不显著。与平作相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄种植的红豆草单宁含量分别提高4.44%、13.97%和9.09%;粗蛋白含量分别提高30.81%、40.66%和39.33%;酸性洗涤纤维含量分别降低4.00%、11.15%、8.40%;中性洗涤剂纤维含量分别降低5.71%、13.34%和11.60%。土垄种植改善土壤钙和磷含量不显著。与平作相比,玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄种植红豆草的钙含量分别提高31.20%和27.00%,磷含量分别提高23.15%和19.86%。根据灰色关联度分析,红豆草的综合品质排列次序为MSB>MSB>CDB>MSB>CDB>CDB>MCS>MCS>MCS>FP。在半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植中,玉米秸秆炭覆盖和牛粪炭覆盖可获得较高红豆草产量和营养品质

关键词：生物炭覆盖垄沟集雨红豆草径流效率干草产量牧草品质

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园林绿化废弃物生物炭覆盖土壤对花木生长影响的研究

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中国城市林业 2015年第2期13卷 10-12页

作者：钱新锋常熟市住房和城乡建设局常熟市绿委办江苏常熟215500

生物炭作为新型土壤改良剂正引起国内外的广泛关注,利用园林绿化废弃物制作生物炭在国内尚属起步阶段。采用小区试验方法,以紫娇花(Tulbaghia violacea)和北美海棠(North American Begonia)为供试花卉和树木,研究生物炭土壤覆盖后对花... 详细信息

生物炭作为新型土壤改良剂正引起国内外的广泛关注,利用园林绿化废弃物制作生物炭在国内尚属起步阶段。采用小区试验方法,以紫娇花(Tulbaghia violacea)和北美海棠(North American Begonia)为供试花卉和树木,研究生物炭土壤覆盖后对花木生长的影响。结果表明,生物炭覆盖土壤对紫娇花和北美海棠生长具有显著的促进作用,并能缓解其不良生长。与对照相比,生物炭覆盖使紫娇花的黄叶、枯叶和不良长势分别下降47.8%、20%和100%,北美海棠的不良长势和枯枝率和根基萌芽分别下降80%、62.5%和50%。

关键词：生物炭覆盖紫娇花北美海棠生长影响

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不同生物质覆盖对夏玉米生长特性及氮肥利用率的影响

不同生物质覆盖对夏玉米生长特性及氮肥利用率的影响

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作者：王铭浩北京林业大学

学位级别：硕士

为有效探究不同覆盖方式对作物生理生态指标及植株氮素累积和氮肥利用率的影响,本研究于2017-2018年期间进行试验,设置了3种覆盖模式:生物炭覆盖(M1)、生物炭与秸秆联合覆盖(M2)、秸秆覆盖(M3),同时,每种覆盖模式设置3个梯度水平:6t?hm(... 详细信息

为有效探究不同覆盖方式对作物生理生态指标及植株氮素累积和氮肥利用率的影响,本研究于2017-2018年期间进行试验,设置了3种覆盖模式:生物炭覆盖(M1)、生物炭与秸秆联合覆盖(M2)、秸秆覆盖(M3),同时,每种覆盖模式设置3个梯度水平:6t?hm(F1)、12t?hm(F2)、18t?hm(F3),以及对照组(CK)共计10种处理。主要研究结论如下:(1)生物质覆盖具有高温时降低土壤温度,低温时保持土壤温度的作用,其中生物炭与秸秆联合覆盖(M2)的降温及保温效果显著。生物炭覆盖(M1)效果次之,秸秆覆盖(M3)效果较差。(2)生物质覆盖处理显著提高了土壤含水率,其中生物炭与秸秆联合覆盖(M2)的效果显著,生物炭覆盖效果(M1)次之,秸秆覆盖(M3)效果较差。(3)生物质覆盖显著提高土壤无机氮含量水平。其中生物炭与秸秆联合覆盖(M2)提升土壤中无机氮的含量水平效果最显著,且随着覆盖量的提高,土壤中无机氮含量有所提高,而土壤中N百分超的含量有所降低,土壤肥料氮的消耗量有所增大。(4)不同覆盖处理对夏玉米株高、叶面积和干物质积累具有显著影响,且具有明显的增产效益。其中生物炭与秸秆联合覆盖(M2)处理下效果最为显著,与其他覆盖方式相比玉米平均株高增加4.53%～7.82%,平均提升叶面积指数4.30%～16.12%,平均增加干物质积累12.41%～30.13%,平均提升产量6.96%～20.33%。(5)不同覆盖处理有效的提升了植株对于氮素的累积效果,随着覆盖量的增加,来源于氮肥的氮素含量显著提升,通过分析各器官标记氮肥吸收状况可知,N利用效率从大到小依次表现为籽粒>茎秆+叶鞘>根系>叶片>苞叶+穗轴,并且在秸秆与生物炭的联合覆盖(M2)条件下,其对于氮素的吸收效果最强。(6)通过Pearson相关分析可知,生物炭覆盖(M1)有效地促进了植株根系对于标记氮肥的吸收效果,生物炭与秸秆的联合覆盖(M2)促进了籽粒对标记氮肥的调控作用,而秸秆覆盖(M3)则促进了茎秆+叶鞘对标记氮肥的积累效果。

关键词：生物炭覆盖秸秆覆盖氮素含量同位素示踪夏玉米

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