*桑麗 曹彥 周麗佳

(浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 浙江 311300)

不同比例煙稈炭對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)的影響

*桑麗 曹彥 周麗佳

(浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 浙江 311300)

近幾年來(lái),我國(guó)不少土壤受到重金屬或嚴(yán)重或輕微的污染,對(duì)包括煙草在內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大損失.生物質(zhì)炭作為一種新型的生物質(zhì)資源,可以作為土壤改良劑修復(fù)土壤重金屬污染,以此來(lái)提高煙草等農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì).因此,本研究通過(guò)盆栽試驗(yàn),大盆試驗(yàn)設(shè)置0、1%、2%、3%、4%五個(gè)生物質(zhì)炭施用量,以不加炭的處理為對(duì)照,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),移栽煙苗,在溫室大棚內(nèi)生長(zhǎng)150天后收獲煙株并采集土樣.研究不同比例煙稈炭對(duì)植煙土壤重金屬有效性及酶活性的影響.

生物質(zhì)炭;植煙土壤;理化性質(zhì)

1.研究概況

生物質(zhì)炭,也叫生物炭、生物質(zhì)焦,是由植物生物質(zhì)在完全或部分缺氧的情況下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類(lèi)高度芳香化難熔性固態(tài)物質(zhì).施用生物質(zhì)炭不僅能夠改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤肥力,還能夠吸附重金屬,減少植物對(duì)污染物的吸收,在一定程度上達(dá)到環(huán)境修復(fù)的效果.為了解不同比例煙稈炭對(duì)烤煙土壤重金屬有效性及酶活性的影響,以期為生物質(zhì)炭作為改良劑改善土壤環(huán)境,提高煙草產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù).

2.材料與方法

(1)材料與試驗(yàn)處理

采用盆栽方式,供試烤煙品種為畢納一號(hào),供試土壤為采自貴州省威寧縣小海鎮(zhèn)0～20cm表層土,土壤類(lèi)型為黃壤,帶回試驗(yàn)室后剔除植物根系等雜物,風(fēng)干并過(guò)10目、100目不銹鋼篩.供試煙稈炭原材料為烤煙煙稈廢棄物,在450℃高溫缺氧條件下制備而成,研磨后過(guò)10目、100目篩.

(2)試驗(yàn)布置

大盆試驗(yàn)設(shè)置0、1%、2%、3%、4%五個(gè)生物質(zhì)炭施用量,每盆裝土30kg,煙草專(zhuān)用肥120g/盆,每個(gè)處理3次重復(fù).按田間持水量的70%加入去離子水,土壤穩(wěn)定后移栽煙苗,每盆栽1株,在溫室條件下生長(zhǎng)150d后收獲.

3.樣品采集與測(cè)定項(xiàng)目、方法

土壤樣品采集方法是以每個(gè)處理的煙株莖基部到盆邊緣的中心為取樣點(diǎn),隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)(0～20cm土層)取土,充分混勻土壤后,經(jīng)風(fēng)干過(guò)10目、100目篩后測(cè)定土壤相關(guān)理化性質(zhì).土壤理化性質(zhì)的分析測(cè)定參照魯如坤《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》.其中,土壤pH值采用電位法測(cè)定,土水比1:2.5;電導(dǎo)率(EC)采用土水比1:5方法測(cè)定;堿解氮含量利用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;全氮采用半微量凱氏法測(cè)定;有效磷采用Olsen法,用0.5molL-1的NaHCO3浸提,比色法測(cè)定;總磷含量通過(guò)酸溶-鉬銻抗比色法(700nm)測(cè)定;速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定;全鉀含量通過(guò)酸溶-火焰光度法測(cè)定;有機(jī)碳含量運(yùn)用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定;土壤交換性鉀、鈉、鈣、鎂用乙酸銨浸提,ICP-OES測(cè)定;土壤酶活性參照關(guān)松蔭(1986)的方法進(jìn)行,土壤過(guò)氧化氫酶采用高錳酸鉀返滴定法測(cè)定,土壤尿酶含量用靛酚比色法,蔗糖酶含量用3,5-二硝基水楊酸比色法;土壤重金屬有效態(tài)Cd、Cu、Pb和Zn含量采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法,用ICP-OES測(cè)定;土壤Cd、Cu、Pb和Zn全量采用三酸(HNO3-HF-HClO4)消煮,ICP-OES測(cè)定.

4.數(shù)據(jù)處理分析

應(yīng)用SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和Duncan's多重比較,文圖中不同小寫(xiě)字母表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(plt;0.05),應(yīng)用Origin8.0和Excel2013軟件作圖.

5.煙稈炭對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)的影響

(1)生物炭對(duì)土壤pH、EC的影響

在不同比例煙稈炭處理下,4%煙稈炭處理可顯著提高了土壤的pH,提高了2.6%.此外,2%煙稈炭處理可顯著提高土壤電導(dǎo)率,提高了80.93%,其他比例施炭處理并無(wú)顯著性差異.

(2)煙稈炭對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

①煙稈炭對(duì)土壤全氮、全磷、全鉀的影響

植煙土壤的全氮含量呈現(xiàn)顯著升高的趨勢(shì),其中4%煙稈炭處理提高最為明顯,提高了42.31%.此外,各施炭處理下,植煙土壤全磷含量也有所增高,但只有其中4%煙稈炭處理顯著增高,增高了13.27%.植煙土壤全鉀的含量在各施炭處理下無(wú)顯著性差異.總體來(lái)看,4%煙稈炭處理對(duì)于提高植煙土壤全氮、全磷效果較顯著.

②煙稈炭對(duì)土壤有效養(yǎng)分和有機(jī)碳含量的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn),隨著施炭量的增加,植煙土壤中堿解氮的含量有逐漸降低的趨勢(shì).隨著煙稈炭施加量的增加,植煙土壤有效磷含量呈現(xiàn)遞增趨勢(shì).此外,植煙土壤的速效鉀含量也隨煙稈炭施加量的增加顯著提高.隨著不同比例的煙稈炭施加,各處理土壤中有機(jī)碳含量同樣呈顯著提高的趨勢(shì).所以綜上所述,3%煙稈炭處理對(duì)于提高植煙土壤有效養(yǎng)分含量效果較好.

③煙稈炭對(duì)土壤交換性鉀鈉鈣鎂含量的影響

隨著不同煙稈炭施用量的施加,植煙土壤中交換性鉀鈉鈣鎂含量具有不同的變化趨勢(shì).各施炭處理下,植煙土壤中交換性鈉、鈣和鎂均無(wú)顯著性變化.

④生物質(zhì)炭對(duì)植煙土壤中酶活性的影響

實(shí)驗(yàn)中相比于對(duì)照,除1%施炭處理外,其他處理均顯著提高了植煙土壤中過(guò)氧化氫酶的活性.此外,1%施炭處理均顯著提高了植煙土壤的蔗糖酶活性,而4%施炭處理顯著降低了植煙土壤的蔗糖酶活性.各施炭處理下,土壤的脲酶活性并沒(méi)有顯著變化.

⑤生物炭對(duì)土壤重金屬有效性的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施用煙稈炭可顯著降低植煙土壤中有效態(tài)Cu和Pb的含量,并且隨著施炭量的增加,有逐漸降低的趨勢(shì),但各施炭處理之間并無(wú)顯著性差異.

6.小結(jié)

4%煙稈炭處理顯著提高了土壤的pH,2%煙稈炭處理可顯著提高土壤電導(dǎo)率.4%煙稈炭處理下,植煙土壤中全氮和全磷的含量顯著升高,而3%煙稈炭處理對(duì)于提高植煙土壤有效養(yǎng)分含量效果較好.此外,交換性鉀的含量在4%煙稈炭處理升高最為顯著.相比于對(duì)照,除1%施炭處理外,其他處理均顯著提高了植煙土壤中過(guò)氧化氫酶的活性.此外,1%施炭處理均顯著提高了植煙土壤的蔗糖酶活性,而4%施炭處理顯著降低了植煙土壤的蔗糖酶活性.施用煙稈炭可顯著降低植煙土壤中有效態(tài)Cu和Pb的含量,并且隨著施炭量的增加,有逐漸降低的趨勢(shì),但各施炭處理之間并無(wú)顯著性差異.此外,在1%煙稈炭處理下,土壤中的DTPA有效態(tài)Cd和Zn的含量均顯著.

[1]李力,劉婭,陸宇超等.生物炭的環(huán)境效應(yīng)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué),2011,30(8):1411-1421.

[2]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,2000.

[3]LU K P. Effect of bamboo and rice straw biochars on the bioavailability of Cd, Cu, Pb and Zn to Sedum plumbizincicola[J].Agriculture Ecosystems amp; Environment.2014,191:124-132.

桑麗(1996-),女,浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院;研究方向:環(huán)境工程.

Effects of Different Proportion of Tobacco on The Physicochemical Properties of Tobacco Plants

Sang Li, Cao Yan, Zhou Lijia
(Environment and Resources College of Zhejiang Agriculture and Forestry University, Zhejiang, 311300)

In recent years, many soils in our country have been polluted with heavy metals or serious or mild pollution, which has caused great losses to agricultural production including tobacco. As a new biomass resource, biomass carbon can be used as soil conditioner to repair soil heavy metal pollution to improve the yield and quality of tobacco and other agricultural products. Therefore, this research through setting pot experiment,setting the big basin test 0, 1%, 2%, 3%, 4%, applying five biomass carbon content, setting the no carbon processing as contrast, repeating three times of each processing, transplanting tobacco plants to harvest tobacco plant and collect soil samples after 150 days of growth in greenhouses. To study the effect of different proportion of tobacco on the effectiveness and enzyme activity of tobacco soil.

biomass charcoal; tobacco planting soil; physicochemical properties

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