改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发特征的影响.pdf
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1、新疆农业科学():./.改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发特征的影响朱玉洁林 玲唐光木张云舒徐万里(新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所/农业农村部盐碱地改良与利用(干旱半干旱区盐碱地)重点实验室乌鲁木齐 )摘 要:【目的】研究不同改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发和土壤理化性质的影响为棉秆炭化还田改良低产土壤提供依据【方法】以新疆灰漠土为供试土壤利用密闭法室内培养模拟试验设、/个施氮水平棉秆炭(不添加棉秆炭、未改性棉秆炭、味精废液改性棉秆炭、木醋液改性棉秆炭、酒石酸改性棉秆炭)以 土重均匀施入 研究不同改性棉秆炭及不同施氮量处理氨挥发速率、氨挥发累积量以及与
2、灰漠土理化性质的相互关系【结果】各处理于施基肥后第 达到氨挥发速率最大值 灰漠土氨挥发室内培养 后与灰漠土处理相比添加不同改性棉秆炭处理的氨挥发累积量增加了 与未改性炭处理相比味精废液改性棉秆炭和木醋液改性棉秆炭显著促进土壤氮肥氨挥发酒石酸改性炭差异不显著添加改性棉秆炭可以降低新疆灰漠土壤的、增加土壤中的全氮和有机碳含量以及电导率 改性炭对土壤氨挥发起促进作用的主要是土壤的电导率和土壤全氮含量而 表现出抑制效应 土壤全氮含量对土壤氨挥发有一定的积极作用且受到有机碳的影响较小未达到显著影响()【结论】利用味精废液、木醋液、酒石酸 种材料改变棉秆炭特性酒石酸改性炭抑制灰漠土中氨挥发的效果最好关键词
3、:棉秆炭灰漠土氨挥发土壤性质室内培养中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期():基金项目:国家重点研发计划项目“盐碱地改良及作物抑盐高产复合栽培”()新疆维吾尔自治区天山英才计划作者简介:朱玉洁()女河南漯河人硕士研究生研究方向为农林废弃物资源化().通信作者:徐万里()男陕西宝鸡人研究员博士研究方向为农林废弃物资源化、土壤培肥与改良().引 言【研 究 意 义】年 新 疆 棉 花 播 种 面 积 (万亩)占全国种植面积的 粉碎还田是当前棉花秸秆利用的主要方式但长期连作粉碎还田会使土传病害加重、还田后影响出苗率低等问题 秸秆中含有丰富的有机碳和大量的营养元素 将棉杆生产成棉秆炭再还田可
4、以改良低产土壤进而促进作物增产 生物炭是一种来源于植物等生物质(秸秆、垃圾、粪肥等)的富碳固体材料一般通过热解、气、水热碳化等过程转化为生物质原料因其是一种 较高、比表面积大、吸附性强、含氧官能团丰富的多功能材料 将棉花秸秆生产成生物炭就是棉花秸秆生物炭简称棉秆炭 将其施入土壤影响土壤氮循环以及农田氮肥利用率 施入土壤的氮肥经氨挥发、反硝化作用以氨、氮氧化物的形式进入大气其中氨挥发损失是氮肥气态损失的重要途径 减少土壤氮肥氨挥发对减少农田土壤氮素流失、提高氮素利用效率有重要意义【前人研究进展】施用棉秆炭还田可以显著减少滴灌棉田氨挥发棉秆炭施入石灰性土壤会使土壤氨挥发增加 施用生物炭是一种较好的
5、改良低产土壤方法但生物炭因本身 较高的特性 在石灰性土壤上大量使用提高土壤 值增加氨挥发损失 灰漠土是新疆北部主要的耕作土壤碳酸钙含量在 左右施入棉秆炭可显著改良灰漠土不良特性但对灰漠土上氮肥氨挥发有增加的可能 为提高棉秆炭改良效果减少土壤氮肥氨挥发损失提出了各第 期朱玉洁等:改性棉秆炭对新疆灰漠土氮肥氨挥发特征的影响种改性或活化方法以优化其特性 改良玉米秸秆生物炭可以通过增加氨氧化细菌的数量和降低脲酶活性来减少堆肥中的氨排放 铁改性稻壳炭炭增加了的孔径降低了 并增强对铵态氮的吸附能力 木醋液改性炭可降低土壤提高有机氮含量减少土壤氨挥发 此外还通过制备以生物炭为基础的缓释氮肥料来减缓氮向环境中
6、的释放 【本研究切入点】针对改性生物炭施入土壤对氮肥氨挥发影响的报道较少缺乏针对新疆灰漠土施入改性生物炭后氮肥氨挥发特征及灰漠土理化性质改变的研究 不同改性棉秆炭施用对新疆灰漠土氮肥氨挥发损失有待进一步研究【拟解决的关键问题】新疆灰漠土为供试土壤利用密闭法室内培养模拟试验研究改性棉秆炭与氮肥配施方式下新疆灰漠土壤的理化性质及氮肥氨挥发损失为优化棉秆炭特性、提高改良低产土壤提供重要依据 材料与方法 材 料棉秆炭取自新疆兵团第八师炮台土壤改良试验站 是 棉 花 秸 秆 炭 化 后 所 得 炭 化 温 度 为 将棉秆炭自然风干 后在 的烘箱中烘干 冷却粉碎后备用 供试的改性材料有购自阜康莲花味精工厂
7、的味精废液、石家庄宏森活性炭有限公司的木醋液、酒石酸为分析纯化学试剂 将棉秆炭和风干后的土样分别过 筛备用 尿素选用中国石油天然气股份有限公司生产的昆仑牌尿素含氮量 碾钵粉碎至粉末状备用味精废液 电导率为 /木醋液 电导率为/酒石酸溶液 电导率为 /方 法 试验设计制备改性棉秆炭()味精废液改性棉秆炭的制备:称取棉秆炭样品 味精废液按炭液比 的比例(记作味精废液改性炭)置于烧杯中浸渍 后放在 的恒温干燥箱中干燥至恒重收集保存即得味精废液改性棉秆炭每个处理重复 次()木醋液改性棉秆炭的制备 称取棉秆炭样品 木醋液按炭液比 的比例(记作木醋液改性炭)置于烧杯中浸渍 后放在 的恒温干燥箱中干燥至恒重
8、收集保存即得木醋液改性棉秆炭 每个处理重复 次()酒石酸改性棉秆炭的制备 称取棉秆炭样品 与 /酒石酸按炭液比 的比例置于烧杯中(记作酒石酸改性炭)搅拌 后浸渍 放在 的恒温干燥箱中干燥 升温至 冷却至室温用蒸馏水洗涤至 恒定干燥至恒重收集保存即得酒石酸改性棉秆炭 每个处理重复 次氨挥发试验于 年 月 日 月 日在新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所进行室内模拟试验 氨挥发土壤培养试验采用 因素 水平(棉秆炭类型、氮肥施用量)试验设计其中棉秆炭类型为主因素为不添加棉秆炭、添加未改性棉秆炭、添加味精废液改性棉秆炭、添加木醋液改性棉秆炭、添加酒石酸改性棉秆炭(分别以、未改性炭、味精废液改性炭、木
9、醋液改性炭、酒石酸改性炭表示)氮肥用量为副因素包含 个施用量分别是、/(以、表示)每个处理设 个重复选用直径为 高 的 广口瓶进行试验称取过 筛的风干土壤 与 棉秆炭混匀先将 炭土混合物装于最下层再称取剩余的炭土混合物与尿素混合后置于广口瓶上层 此后用长玻璃棒引流浇水(蒸馏水)保持土壤含水量在 用凡士林密封置于 烘箱中进行恒温培养 试验期间采用密闭静态吸附法在每个广口瓶内土壤表面放置 个 的小烧杯内装硼酸指示剂溶液 于试验开始第、换取小烧杯用标准酸滴定每次换取小烧杯后做空白滴定 表 指标测定用 /盐酸滴定氨吸收量然后更换新的硼酸吸收液 滴定结束后将土样风干过筛测定其土壤理化性质:半自动定氮仪测
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