生物质炭基肥料的试制及其在蔬菜地的应用探讨

【摘要】随着经济的发展,我国农业产生了大量的废弃物,而畜禽粪便和农作物秸秆是其中较为严重的两大类。堆肥是实现畜禽粪便无害化的重要措施之一,但堆肥中存在氮损失及温室气体排放等缺陷。由秸秆高温热裂解而成的生物质炭是目前很多领域的研究重点。已有研究表明生物质炭具有固碳减排、增加土壤有机质、提高作物产量等一系列作用。同时生物质炭具有较大的孔隙度和比表面积,因此,本文将生物质炭加入猪粪中进行堆肥,探讨其对温室气体排放的影响及对堆肥过程中氮损失的影响。将生物质炭与无机肥料进行混合之后的应用也受到大家的关注,将生物质炭与无机肥料混合不仅能保持生物质炭的原有性质,还能弥补其自身不足。随着我国经济的发展,农田氮肥的施用越来越多,大量的氮肥施用带来了一系列的环境问题,而其中较为严重的是硝酸盐污染。目前国内外关于降低蔬菜硝酸盐的方法主要有施用有机肥和使用硝化抑制剂。但这两种方法均存在一定的缺陷。生物质炭由于具有较大的比表面积,能吸附土壤中的NH4+。因此,本研究尝试将生物质炭与无机肥料进行混合圆盘造粒成炭基肥,并探讨其对蔬菜硝酸盐的影响,同时分析其对产量和其他品质的影响。在猪粪堆肥过程中,分别加入10%和30%的小麦秸秆生物质炭,研究不同添加量的生物质炭对堆肥过程中温室气体排放和氮损失的影响。将上述有机肥和小麦秸秆生物质炭、花生壳生物质炭、棉花生物质炭与无机肥料混合进行圆盘造粒成炭基肥。进行小白菜的田间试验：种植两茬小白菜,其中第一茬只施等量的基肥,之后不追肥,第二茬延续第一茬的处理,不施任何肥料。试验研究结果如下：(1)生物炭猪粪堆肥试验结果表明,添加30%的生物质炭能有效的缩短堆肥周期,使堆肥达到腐熟的标准,同时能有效减少堆肥过程中CH4的排放,还能有效减少堆肥过程中发生的氮损失,而10%添加量的处理效果不明显。(2)施用炭基肥料结果表明,在第一茬小白菜的种植中,与普通复合肥相比,小麦秸秆炭基肥处理使小白菜硝酸盐含量显著降低了35.38%,可溶性糖含量提高了31.12%,维生素C含量提高了31.55%。同时施用的小麦秸秆炭基肥在总养分含量比普通复合肥减少18%的条件下,小白菜的产量显著提高了45.03%。而花生壳炭基肥和棉花秸秆炭基肥处理效果不明显。第二茬中,与普通复合肥相比,小麦炭基肥使小白菜硝酸盐含量显著降低了28.59%,为1326.23mg·kg-1,可溶性糖含量提高22.18%,产量显著提高31.65%。有机炭基肥效果次于小麦炭基肥,但花生和棉花炭基肥效果不明显。(3)不同炭基肥料释放铵态氮和硝态氮的规律不一致,小麦炭基肥和有机炭基肥在生长前期释放的量相对较少,而前期普通复合肥的释放速度较快,但后期则要低于小麦炭基肥处理和有机炭基肥处理。这充分说明了生物质炭具有良好的缓释效果。同时,小麦炭基肥和有机炭基肥肥还能有效的防止氮的淋溶,减少了淋溶的风险。(4)生物质炭基肥和有机炭基肥能有效的增加收获小白菜后土壤的碱解氮和全氮含量,同时能增加植株全氮含量。两者的氮素利用率和农学利用率也得到了有效的提高,均显著高于普通复合肥处理,其中小麦炭基肥的农学利用率达到了21.39%。
【作者】付嘉英；
【导师】潘根兴；
【作者基本信息】南京农业大学，土壤学，2013，硕士
【关键词】生物质炭基肥；小白菜硝酸盐；小白菜产量；小白菜品质；

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