论文部分内容阅读
黄河三角洲滨海盐碱土易板结、透水透气性差、保水保肥能力弱等问题突出,是制约该地区农业可持续发展的重要因素。生物炭农用为改良黄河三角洲滨海盐碱土提供了新思路。本文拟通过盆栽与大田试验,分析滨海盐碱土壤物理、化学、微生物、生理生态、作物生长等指标对生物炭添加的响应机理,探讨生物炭添加对滨海盐碱土壤-植物系统的改良效果,以期为生物炭改良盐碱土的应用提供理论依据。主要得出以下结果:(1)生物炭添加降低了滨海盐碱土壤的容重,与对照相比,4%生物炭添加量效果最显著,降幅为16.14%。生物炭添加显著增加了棉花蕾期、成熟期与收获期滨海盐碱土壤的含水量,收获期与对照相比,2%、4%生物炭添加处理的土壤含水量分别提高了13.99%、23.41%。生物炭的添加显著增加了滨海盐碱土壤速效氮、磷,总有机碳含量,4%生物炭添加对提高速效磷与总有机碳含量的效果最好,而2%生物炭添加量对速效氮含量提高效果最优。生物炭的添加显著增加了滨海盐碱土壤电导率,这可能由于生物炭添加对施加复合肥的吸持,导致土壤水溶性盐含量增加。但对比各生物炭添加处理可知,4%生物炭添加处理的土壤电导率仍小于1%与2%生物炭添加处理,说明生物炭对降低土壤电导率仍有一定效果。(2)土壤样品高通量测序结果表明,生物炭添加处理组的Shannon、Simpson指数相比对照差异不显著,2%生物炭添加处理显著增加了细菌OTU数目,说明生物炭添加对菌群多样性的影响不大,但可提高菌群数目。较低量生物炭(1%或2%),能增加盐地碱蓬叶片内的抗氧化酶活性及其渗透调节物质的含量;而较高生物炭添加处理(4%和8%)反而降低了盐地碱蓬叶片内的抗氧化酶活性及其渗透调节物质含量,这可能由于高生物炭添加处理对土壤环境的改善效果较好,对植物的胁迫效应较低。生物炭添加显著提高了狗牙根的净光合速率,2%、4%、8%添加量的净光合速率相对于对照分别显著提高了6.39%、9.42%、16.05%。(3)在本研究生物炭施用量(1-8%)范围内,8%添加量显著提高了狗牙根的水分利用效率,相比对照显著提高了37.04%。随着生物炭添加量的增加,棉花/狗牙根的总根长、总根面积、地上、地下生物量均显著增大,4%生物炭添加处理的增幅最大。与对照相比,4%生物炭添加处理,狗牙根总生物量增幅为189.71%。8%生物炭添加处理狗牙根的总生物量虽有所增加,但与4%相比差异不显著。与对照相比,4%生物炭添加处理显著提高了棉花的产量,增幅为28.14%。综上所述,从促进棉花产量、增加生物量、促进根系生长角度来看,4%生物炭添加量对盐碱土壤-植物系统的改善效果最优。