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生物黑炭对滨海盐土区稻田温室气体(CH4、CO2、N2O)排放的影响

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应用与环境生物学报 2020年第6期26卷 1343-1349页

作者：饶旭东孙丽英江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学应用气象学院南京210044

为探究生物黑炭对稻田温室气体(CH4、CO2、N2O)排放和水稻产量的影响,采用静态暗箱-气相色谱法监测滨海盐土区稻田温室气体排放,并分析施用不同比率的生物黑炭对稻田生态系统CH4、CO2和N2O排放、水稻产量、综合温室效应(GWP)以及温室气... 详细信息

为探究生物黑炭对稻田温室气体(CH4、CO2、N2O)排放和水稻产量的影响,采用静态暗箱-气相色谱法监测滨海盐土区稻田温室气体排放,并分析施用不同比率的生物黑炭对稻田生态系统CH4、CO2和N2O排放、水稻产量、综合温室效应(GWP)以及温室气体强度(GHGI)的影响.田间试验共设4个处理,分别为不施肥(N0)、氮肥(N1)、氮肥+20 t/hm^2生物黑炭(N1B1)和氮肥+40 t/hm^2生物黑炭(N1B2).结果表明:与N0处理相比,N1、N1B1和N1B2处理提高了CH4的累积排放量,涨幅为28.24%-37.81%;显著提高了CO2累计排放量(P生物黑炭可以提高水稻产量并且降低温室气体强度.

关键词：氮肥生物黑炭滨海盐土水稻产量综合温室效应温室气体强度

生物黑炭对旱地土壤CO_2、CH_4、N_2O排放及其环境效益的影响

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生态学报 2015年第11期35卷 3615-3624页

作者：高德才张蕾刘强荣湘民张玉平田昌湖南农业大学资源环境学院长沙410128 农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室长沙410128 植物营养湖南省普通高等学校重点实验室长沙410128 土壤肥料资源高效利用国家工程实验室长沙410128

采用土柱室内模拟的方法,通过添加0%、0.5%、2%、4%、6%、8%生物黑炭于土壤中,测定土壤CO2、CH4、N2O排放通量,探讨生物黑炭对旱地土壤CO2、CH4、N2O排放及其环境效益的影响。结果表明:室内模拟土柱培养期内,施用生物黑炭能显著增加CO2... 详细信息

采用土柱室内模拟的方法,通过添加0%、0.5%、2%、4%、6%、8%生物黑炭于土壤中,测定土壤CO2、CH4、N2O排放通量,探讨生物黑炭对旱地土壤CO2、CH4、N2O排放及其环境效益的影响。结果表明:室内模拟土柱培养期内,施用生物黑炭能显著增加CO2排放,且生物黑炭添加百分数(x)与CO2累积排放量(y)之间满足线性方程:y=12.591x+235.02(R2=0.834,n=24);当生物黑炭添加量达到2%及以上时,基本抑制了CH4的排放和显著减少土壤N2O排放,并显著减少CH4和N2O的综合温室效应,当其达到4%以上时,CH4和N2O的综合温室效应降幅更大并趋于稳定,但施用少量生物黑炭(0.5%)可显著促进N2O排放,对减少CH4和N2O综合温室效应并无明显效果。生物黑炭表观分解率随其添加量的增加逐渐减少,生物黑炭添加比例越高,积累于土壤中的碳越多,从投入生物黑炭量与固碳量和减排比角度综合考虑,农业生产中推荐生物黑炭施用量为20 t/hm2,其固碳减排效果俱佳。

关键词：生物黑炭 CO2 CH4 N2O 环境效益

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生物黑炭-水泥固化稳定化石油污染土壤

环境工程学报 2016年第11期10卷 6739-6745页

作者：李方韩清洁马福俊吴玉婷李发生谷庆宝青岛新天地环境保护有限责任公司青岛266000 中国环境科学研究院土壤污染与控制研究室北京100012

石油在开采、储运、加工和使用过程中出现的漏油以及突发性泄漏事故对土壤造成了严重的污染。笔者考察生物黑炭(BC)和水泥联合固化稳定化修复石油污染土壤的可行性,发现黑炭制备的热解温度是影响生物黑炭吸附性能的直接因素。与400℃热... 详细信息

石油在开采、储运、加工和使用过程中出现的漏油以及突发性泄漏事故对土壤造成了严重的污染。笔者考察生物黑炭(BC)和水泥联合固化稳定化修复石油污染土壤的可行性,发现黑炭制备的热解温度是影响生物黑炭吸附性能的直接因素。与400℃热解的生物黑炭(BC400)相比,600℃热解的生物黑炭(BC600)具有更加类似活性表(AC)的性能。AC、BC对石油污染土壤均有较好的稳定化效果,石油烃的浸出浓度随着稳定化剂添加量的增加而降低。水泥添加量是影响石油污染土壤固化稳定化效果的重要因素。当水泥添加量为50%,以2%的AC或BC600作为稳定化剂,均能有效固化稳定化石油污染土壤,处理后的固化产物满足可接受浸出浓度限值的要求,无侧限抗压强度达到卫生填埋和建筑回填土强度标准。生物黑炭可以替代活性炭用于石油污染土壤的固化稳定化。

关键词：生物黑炭固化稳定化石油污染土壤活性炭

生物黑炭对黑土根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响

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水土保持研究 2016年第5期23卷 85-89,94页

作者：王大庆孟颖孙泰朋赵伟王宏燕黑龙江省农垦经济研究所哈尔滨150030 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

采用盆栽试验,研究了生物黑炭对大豆根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响。结果表明:固氮作用强度在结荚期达到最大值,此后逐渐呈现出降低的趋势。氨化作用强度在开花期、结荚期和鼓粒期有显著差异,5%生物黑炭处理的氨化作用强度均显著... 详细信息

采用盆栽试验,研究了生物黑炭对大豆根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响。结果表明:固氮作用强度在结荚期达到最大值,此后逐渐呈现出降低的趋势。氨化作用强度在开花期、结荚期和鼓粒期有显著差异,5%生物黑炭处理的氨化作用强度均显著高于CK处理。硝化作用强度在苗期、开花期和结荚期,N_2Y_5和N_1Y_5处理下的根际土壤硝化作用强度与CK处理均存在显著性差异;在鼓粒期和成熟期,只有N_2Y_5处理与CK处理存在显著性差异,分别比CK处理提高了58.87%,84.49%。生物黑炭的适量施用提高了根际土壤铵态氮的含量。苗期、花期、结荚期和鼓粒期不同处理之间铵态氮含量存在显著差异,成熟期差异不显著。合理的生物黑炭施用量对硝态氮利用起着关键性的作用,在苗期、花期、结荚期、鼓粒期,5%生物黑炭的处理均显著高于CK处理,在成熟期,N_1Y_5,N_1Y_(10)和N_2Y_(10)处理下的根际土壤硝态氮含量比CK处理显著降低了20.73%,21.04%,22.85%。

关键词：生物黑炭黑土氮素转化无机氮

生物黑炭与化肥配施对大豆根际氮素转化相关功能菌的影响

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东北农业大学学报 2014年第8期45卷 11-19,26页

作者：刘志华李晓梅姜振峰张少良王嘉翼刘航王宏燕东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 东北农业大学农学院哈尔滨150030

研究以玉米秸秆源450℃无氧条件制备的生物黑炭为试验材料,设5个处理,即对照(CK,0%)、化肥处理(F,0%生物黑炭+常规施肥,N 100 mg·kg-1、P 100 mg·kg-1、K 150 mg·kg-1)、低量生物黑炭与化肥配施(1%BF,1%生物黑炭+常规施肥)、中等生... 详细信息

研究以玉米秸秆源450℃无氧条件制备的生物黑炭为试验材料,设5个处理,即对照(CK,0%)、化肥处理(F,0%生物黑炭+常规施肥,N 100 mg·kg-1、P 100 mg·kg-1、K 150 mg·kg-1)、低量生物黑炭与化肥配施(1%BF,1%生物黑炭+常规施肥)、中等生物黑炭与化肥配施(5%BF,5%生物黑炭+常规施肥)和高量生物黑炭与化肥配施(10%BF,10%生物黑炭+常规施肥)(质量分数)等,研究生物黑炭与化肥配施对大豆根际氮素转化过程中相关功能菌数量、pH及速效氮含量的影响。结果表明,生物黑炭与化肥配施显著增加大豆根际pH;生物黑炭与化肥配施对根际固氮菌数量、氨化细菌数量和硝化细菌数量的影响具有一定剂量效应,5%BF处理对大豆根际氮素转化相关细菌数量、速效氮含量的提升最为有利。为揭示生物黑炭影响养分过程中的微生物机制提供理论依据。

关键词：生物黑炭大豆剂量效应细菌

生物黑炭对黑土根际氮素转化相关功能菌的影响

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大豆科学 2014年第4期33卷 528-533页

作者：刘志华孟颖姜振峰张少良王宏燕东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学农学院黑龙江哈尔滨150030

以玉米秸秆源在450℃无氧条件制备的生物黑炭为研究材料,以CK、F(化肥)、1%CF(1%黑炭+化肥)、5%CF(5%黑炭+化肥)和10%CF(10%黑炭+化肥)(质量分数)作为不同处理,研究生物黑炭对黑土大豆根际氮素转化相关功能菌数量及氮素形态的影响。结... 详细信息

以玉米秸秆源在450℃无氧条件制备的生物黑炭为研究材料,以CK、F(化肥)、1%CF(1%黑炭+化肥)、5%CF(5%黑炭+化肥)和10%CF(10%黑炭+化肥)(质量分数)作为不同处理,研究生物黑炭对黑土大豆根际氮素转化相关功能菌数量及氮素形态的影响。结果表明:1%CF处理显著促进大豆鼓粒期和成熟期固氮菌、氨化细菌和硝化细菌数量;5%CF处理显著提高根际固氮菌和硝化细菌数量,促进除花期外其余生育时期的氨化细菌数量;10%CF处理对硝化细菌数量无显著影响,对固氮菌和氨化细菌数量的影响存在时期性差异。生物黑炭影响大豆苗期、花期和结荚期根际铵态氮含量,对鼓粒期和成熟期根际铵态氮含量无显著影响;对花期根际硝态氮含量有显著促进作用,对成熟期根际硝态氮含量有显著抑制作用。

关键词：生物黑炭固氮菌氨化细菌硝化细菌

生物黑炭对玉米苗期根际土壤氮素形态及相关微生物的影响

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中国生态农业学报 2014年第3期22卷 270-276页

作者：孟颖王宏燕于崧刘志华赵成森陶月东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学农学院大庆163319

生物黑炭被作为土壤改良剂应用逐渐被认可，但其应用机制特别是生物黑炭对氮素形态和根际微生物的影响机理尚不明确，影响其推广。本文采用盆栽试验，研究了玉米和水稻秸秆烧制的生物黑炭按不同量施入土壤后，对玉米苗期株高、生物量和... 详细信息

生物黑炭被作为土壤改良剂应用逐渐被认可，但其应用机制特别是生物黑炭对氮素形态和根际微生物的影响机理尚不明确，影响其推广。本文采用盆栽试验，研究了玉米和水稻秸秆烧制的生物黑炭按不同量施入土壤后，对玉米苗期株高、生物量和根际土壤氮素形态及相关微生物的影响。结果表明，施入60 g·kg-1玉米黑炭和40~60 g·kg-1水稻黑炭均对玉米苗期株高有显著（P〈0.05）降低作用，其中水稻黑炭的降低效果更为明显；分别施入60 g·kg-1玉米黑炭和20~60 g·kg-1水稻黑炭后，玉米植株地上部生物量均显著降低。施入60 g·kg-1玉米黑炭后根际土壤含水量和微生物量氮显著提高。随两种生物黑炭施入量的不断增加，玉米苗期根际土壤全氮、硝态氮含量以及固氮作用强度也显著增加，且均在60 g·kg-1施用量下达最大值。施用40 g·kg-1玉米黑炭可显著提高玉米苗期根际土壤氨态氮含量。同时，施用两种生物黑炭后，均不同程度地抑制了玉米根际土壤中细菌总体数量，促进了固氮菌和纤维素降解菌的生长，其中施入60 g·kg-1玉米黑炭的效果最为明显。综上，玉米和水稻秸秆生物黑炭的适量施用，可以促进玉米根际土壤氮素的循环转化，影响相关微生物的群落结构，且与水稻秸秆相比，玉米秸秆生物黑炭的施用效果更加明显。本文针对作物生长、土壤氮素形态及相关微生物数量3个方面研究生物黑炭施入土壤对氮有效性的影响，能够更全面、更准确地将生物黑炭如何影响土壤氮素转化展现出来，促进生物黑炭的深入开发利用，对黑土肥力保护具有一定意义。

关键词：生物黑炭玉米根际土壤土壤氮素转化氮有效性固氮菌纤维素降解菌

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生物黑炭输入对茶园土壤呼吸的影响

生态环境学报 2014年第4期23卷 586-592页

作者：吴志丹江福英尤志明王峰王义祥翁伯琦福建省农业科学院茶叶研究所福建福安355015 福建省农业科学院农业生态研究所福建福州350013

生物黑炭是化石燃料或生物质不完全燃烧产生的一种非纯净碳的混合物，施入土壤后能有效减少温室气体排放、改良土壤性状、促进植物生长，但生物黑炭施用对土壤碳排放的影响仍存在不确定性。茶园是我国南方地区主要土地利用类型之一，为... 详细信息

生物黑炭是化石燃料或生物质不完全燃烧产生的一种非纯净碳的混合物，施入土壤后能有效减少温室气体排放、改良土壤性状、促进植物生长，但生物黑炭施用对土壤碳排放的影响仍存在不确定性。茶园是我国南方地区主要土地利用类型之一，为明确生物黑炭输入对茶园土壤碳排放的影响，本文采用田间试验研究生物黑炭施用对茶园土壤呼吸的影响。试验设置生物黑炭施用量0 t·hm^-2（CK）、8 t·hm^-2、16 t·hm^-2、32 t·hm^-2和64 t·hm^-25个水平，采用LI-Cor8100开路式土壤碳通量测定系统对不同生物黑炭施用水平处理下茶园土壤呼吸速率进行长期定位观测。结果表明，茶园土壤呼吸速率的季节变化规律呈现单峰曲线特征，最高值出现在8月份，最低值出现在1月份；土壤呼吸速率与土壤10 cm温度呈极显著的指数相关关系，土壤10 cm温度能够解释各处理土壤呼吸月动态变化的67.79%-89.16%。生物黑炭输入提高了茶园土壤呼吸速率，各处理年平均土壤呼吸速率分别比CK提高10.75%、17.52%、35.78%和42.58%，并与CK差异达显著水平（p〈0.05）；生物黑炭输入降低了茶园土壤呼吸敏感性（Q10值），各处理土壤呼吸Q10值分别比CK降低1.96%、3.14%、4.01%和10.76%。土壤呼吸温度敏感性的降低验证了生物黑炭具有热稳定性和生物学稳定性，是可以在茶园土壤中长期固存的惰性有机碳。

关键词：生物黑炭土壤呼吸 Q10值茶园

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生物黑炭对强酸性茶园土壤氮淋失的影响

水土保持学报 2015年第1期29卷 111-115页

作者：王峰陈玉真尤志明吴志丹江福英张文锦翁伯琦福建省农业科学院茶叶研究所福建福安355015 福建省农业科学院农业生态研究所福建福州350013

采用室内土柱淋滤试验研究了生物黑炭施用量对强酸性茶园土壤淋溶液体积、pH以及NH＋4-N和NO-3-N淋溶的影响。试验中所用生物黑炭以茶树枝条为原料制成,土柱中生物黑炭用量设B0（0t/hm^2）、B1（8t/hm^2）、B2（16t/hm^2）、B3（32t/hm^... 详细信息

采用室内土柱淋滤试验研究了生物黑炭施用量对强酸性茶园土壤淋溶液体积、pH以及NH＋4-N和NO-3-N淋溶的影响。试验中所用生物黑炭以茶树枝条为原料制成,土柱中生物黑炭用量设B0（0t/hm^2）、B1（8t/hm^2）、B2（16t/hm^2）、B3（32t/hm^2）和B4（64t/hm^2）5个处理。结果表明：与对照处理相比,B1、B2、B3和B4土壤淋溶液体积分别下降了1.84%,3.43%,5.99%和11.09%;随生物黑炭施用量的增加,淋溶液pH和土壤pH也逐渐增加;B1、B2、B3和B4 4个土柱的NH＋4-N淋失量分别降低了1.84%,2.82%,11.37%和9.75%,NO-3-N淋失量分别显著降低了36.24%,43.65%,44.39%和62.40%;在整个淋洗过程中,NH＋4-N和NO-3-N淋溶主要发生在前5次,且主要以NO-3-N的形式淋失,其累积淋溶量占NH＋4-N、NO-3-N淋溶总量的57.61%-76.54%;生物黑炭降低了土壤中NH＋4-N（B4处理除外）和NO-3-N含量。以上结果表明,生物黑炭施用能明显增加土壤pH,减少NH＋4-N和NO-3-N的淋失,增强土壤的持续供氮能力。

关键词：生物黑炭茶树枝条茶园土壤氮素淋失