生物黑炭用量对赣东北双季稻生长和产量的影响
生物质炭对稻田土壤有机碳组分的持效影响
为生物质炭在土壤固碳、环境保护和农业生产上的应 用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 试验田位于江苏省宜兴市宜丰镇鲸塘村 （31°24′
10″N，119°41′28″E）。其土壤类型是太湖地区第四纪湖 积物发育的典型的脱潜型水稻土－乌泥土，当地年平 均气温 15.7 ℃，年平均降水量 １１７７ ｍｍ。当地主要采 用水稻－小麦轮作制度。种植水稻前用旋耕机耕地，种 植小麦时免耕。土壤的基本性质见表 １。 1.2 试验材料
土壤有机碳（ＴＯＣ）是全球碳循环中重要的碳库， 不仅对土壤物理、化学和生物特性的改善起着至关重 要的作用［１］，而且可以通过多种途径影响土壤碳库向 大气释放或大气中的碳素（ＣＯ２）的固持，从而影响土 壤与大气之间的碳素平衡［２］。而土壤活性有机碳是代 表土壤中移动快、稳定性差、易氧化、矿化，并对植物和 土壤微生物活性较高的那部分有机碳［３］。虽然它只占 土壤有机碳总量的较小部分，但它可以更灵敏的反映 土壤微小变化［４，５］，可作为土壤有机碳有效性和土壤质 量的早期指标［６，７］。
生物炭基生态氮肥对水稻农艺性状及产量的影响研究
·127·在农业发展中，农作物的增产增收一直离不开肥料的使用。
然而，传统化学肥料的肥效释放速率快，容易被淋溶流失，易挥发，造成养分利用率低和温室气体排放。
另外,长期不科学施用化学肥料容易导致以下不利影响：（1）由于化学肥料不含有机质和腐殖质等有机成分，因此容易破坏土壤团粒，造成板结，还造成土壤的有益菌和蚯蚓等大量死亡；（2）会导致土壤养分单一，使作物营养失调，引起作物内部化学合成受阻，导致作物品质大大下降；（3）容易导致作物中硝酸盐含量超标，造成土壤污染，危害人体健康。
因此，减少化肥投入，改善土壤结构，提高地力，对农业低碳、循环、可持续发展有着重要的意义。
有研究报道，将少量生物炭作为肥料的载体的炭基肥，一是能够有效缓解肥料养分在土壤中的释放速率，降低养分淋洗流失，提高肥料利用率；二是可以发挥生物炭对土壤的改良作用，增加土壤通透性，解决土壤板结问题；三是能够增加土壤的保水能力，节约用水；四是可以吸附土壤重金属，有效降低作物和食品中重金属含量；五是可以解决土壤酸化问题；六是可以修复土壤微生物；七是可以促进农户主动施用，有利于推广。
炭基肥的大规模生产，将对我国减少化肥用量、治理面源污染、提升耕地质量产生重大而深远的影响。
然而，一方面生物炭基化肥还没有企业开展大规模生产和推广，另一方面现有生物炭基肥主要是将生物炭与化肥按照一定比例进行物理混合后造粒。
使用这种方法时，部分化肥会被生物炭吸附并保存在多孔结构中，会印发两种现象出现。
一方面微孔隙中的肥效释放速度过于缓慢，影响肥效的当季利用。
另一方面，有机质无法填充微孔隙中，无法给土壤微生物生长提供良好的空间。
安徽省文胜生物工程股份有限公司与阜阳师范学院物理与电子工程学院研发并推广的生物炭系列生态氮肥，基于我们前期的多个肥包肥专利技术，将生物炭与氮肥采取了一定距离的物理隔离，而且生物炭微孔隙中填充有机质等。
在该技术中，生物炭像个笼子一样，拘束着氮肥，可通过控制生物炭包层的厚度及其粘结剂从而调控肥效的发挥。
生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响_张伟明
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(8): 1445−1451/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(31101105), 院士专项基金和辽宁工程技术研究计划基金项目(2011402021)资助。
*通讯作者(Corresponding author): 陈温福, E-mail: wfchen5512@Received(收稿日期): 2012-11-06; Accepted(接受日期): 2013-04-22; Published online(网络出版日期): 2013-01-04. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20130104.1734.005.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01445生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响张伟明 孟 军 王嘉宇 范淑秀 陈温福*沈阳农业大学 / 辽宁省生物炭工程技术研究中心, 辽宁沈阳110866摘 要: 为明确生物炭对水稻根系与产量的效应, 探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。
采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。
结果表明, 土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重, 提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。
在水稻生育后期, 生物炭在一定程度上延缓了根系衰老。
根系伤流速率与根系活力在整个生育期内均高于对照, 同时维持了较为适宜的根冠比, 根系生理功能增强; 生物炭处理的水稻产量增加, 表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高, 比对照平均增产25.28%。
以每千克干土加20 g 生物炭处理的产量最高, 比对照提高了33.21%。
生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。
关键词: 生物炭; 水稻; 根系性状; 产量Effect of Biochar on Root Morphological and Physiological Characteristics and Yield in RiceZHANG Wei-Ming, MENG Jun, WANG Jia-Yu, FAN Shu-Xiu, and CHEN Wen-Fu *Shenyang Agricultural University, Biochar Engineering Technology Research Center of Liaoning Province, Shenyang 110866, ChinaAbstract: A pot experiment was conducted to clarify the effects of biochar on roots and yield of super japonica rice and the ap-plicable value of biochar in rice production. In early growing stage, biochar application increased the main root length and volume and fresh weight of roots, leading to enlarged root total absorption area and active absorption area. In late growing stage, biochar application delayed root senescence in some extents and maintained relatively high activity of rice roots. Compared to the control, biochar treatments showed higher root physiological activity, which resulted in increased bleeding rate and root activity in the whole growing period. The average yield of biochar treatments was 25.28% higher than that of the control, due to improved pani-cle number per hill, grain number per panicle, and seed-setting rate. The optimal amount of biochar application was 20 g in one kilogram of dry soil, which produced the highest yield with 33.21% increase over the control. Therefore, biochar is favorable to optimize root morphology and physiological characteristics in rice. Keywords: Biochar; Rice; Root traits; Yield生物炭(Biochar), 通常是指以自然界广泛存在的生物质资源为基础, 利用特定的炭化技术, 由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产 物[1]。
生物炭对镉胁迫下水稻生长及光合产量的影响
生物炭对镉胁迫下水稻生长及光合产量的影响作者：张学艳曹莹孟军来源：《江苏农业科学》2016年第05期摘要：选用辽宁地区水稻主推品种沈农9816，采用盆栽试验，研究了生物炭对镉胁迫下水稻农艺性状以及光合产量的影响。
结果表明，水稻农艺性状以及产量指标均呈现Cd1（1 mg/kg）>Cd2（2 mg/kg）>Cd0（0 mg/kg）>Cd4（4 mg/kg）的趋势，添加生物炭后，水稻的生物量、光合参数、产量等指标均呈现C21（4 t/hm2 ）>C0（0 t/hm2 ）>C210（40 t/hm2 ）的趋势。
另外，在各镉处理下，添加生物炭C21、C210与C0相比，C21处理各指标增幅均大于对照，且在Cd2浓度下增幅最大。
说明生物炭可减轻镉胁迫、促进水稻生长以及提高光合作用，并且最佳用量为C21处理，在Cd2浓度下效果最好。
关键词：生物炭；镉胁迫；光合；产量；水稻；生长中图分类号： S511.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）05-0097-05随着现代工农业的不断发展，重金属尤其是土壤重金属污染日趋严重，据统计，我国已有超过28万hm2的农田遭受重金属污染[1]。
水稻作为全球尤其是亚洲最主要的粮食作物，为65%的中国人口提供主食[2]。
镉作为“五毒之首”[3]，是稻田中最主要的重金属污染元素[4]，它能够通过植物根系吸收，在植物体内产生富集，并通过食物链直接威胁食品生产安全以及人类健康[5-6]。
生物炭具有较大的比表面积，较强的强吸附力、抗微生物和化学分解能力，可以在土壤中存留更长时间，为植物提供养分[7-8]。
此外，生物炭可以降低重金属的生物有效性，对重金属起到很好的固定效果，减少农作物对重金属的吸收，降低毒害作用[9]，成为研究土壤重金属污染改良的热点。
近年来，生物炭被认为是解决全球性环境、气候、粮食问题的有效途径，引起了国际国内的普遍重视[10-11]。
炭基有机肥对水稻产量及土壤养分的影响
炭基有机肥对水稻产量及土壤养分的影响作者：王海候陆长婴沈明星来源：《江苏农业科学》2016年第07期摘要：为减少生物质炭在农田应用的农事操作工序，探讨生物质炭与畜禽粪便混合堆肥产品——炭基有机肥对水稻产量与土壤养分的影响，试验设置了炭基有机肥、商品有机肥、不施有机肥3个处理，研究了炭基有机肥对水稻产量及其构成、干物质积累与氮素养分吸收利用、土壤氮磷养分含量的影响。
结果表明：炭基有机肥对水稻具有增产作用，较商品有机肥处理增产4.39%，但差异未达显著水平；与商品有机肥处理相比，炭基有机肥可以提高水稻抽穗期至成熟期的干物质积累量、氮素积累量及氮素的籽粒生产效率；同时，炭基有机肥处理的土壤全氮、水溶性氮含量分别比商品有机肥处理增加了10.06%、11.92%，土壤全磷与水溶性磷含量增加了10%、9.67%。
这说明炭基有机肥可以提高水稻产量，提升土壤有机质含量，增强土壤氮、磷等养分的有效性，并且生物质炭与畜禽粪便混合堆制后并不影响其在农田土壤中的功能特性。
关键词：炭基有机肥；水稻；产量；土壤养分中图分类号： S511.06 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2016）07-0104-03炭基有机肥是以生物质炭作为辅料生产出的有机肥。
生物质炭是由农作物废弃秸秆在完全或部分缺氧情况下，经热解炭化产生的一类高度芳香化的难熔性固态物质[1]。
相关研究结果表明，生物质炭具有高度热稳定性和较强吸附特性，对养分具有很强的持留功能，能促进土壤中碳素的固定、显著提高氮肥利用率和作物的抗逆能力，能减少肥料施用量和土壤养分的损失，减缓气候变化对作物生产力的影响[2-6]。
目前农林秸秆废弃物的生物质炭转化和应用已作为一种农业增汇减排技术途径，担负起应对气候变化的温室气体减排任务[7-8]。
另外，生物质炭的施用技术方面已开展了生物质炭条施、穴施、表土层掺混等多种具体的还田方式探索[9-13]，但由于生物质炭密度低、质量轻，在运输和使用过程中极易产生尘埃，直接还田方式易导致产品损耗，且存在一定的健康风险，并且生物质炭与肥料单独施用，增加了1次农事操作工序。
生物炭施用对早稻产量形成的影响
供 试生 物 炭是 稻 壳生 物 炭 ，基本 性状 为 ： ｐ Ｈ值
１ ０ ． ４ ， 含碳量 ５ １ ２ ｇ ／ ｋ ｇ ， 含氮量 ７ ． ８ ｇ ／ ｋ ｇ 。
１ ． ２ 试 验设 计
发 与利用 ， 大部分被 就地 焚烧或丢弃 ， 不仅造成 资源浪
费， 而且增加温室气体排放及污染生态环境 。 近年来 ，生 物炭 的研究 为农业秸秆资源 的利用 提 供 了新途径 。生 物炭是 指将农 业废弃物 ， 如作物秸秆 、 木 屑等放在低氧或无氧 的高温 下热解 而成 。大部分
外， ｃ ｌ 处 理的产量均低于 ｃ Ｏ 处理， 其 中， ２ ０ １ ６ 年ｃ １ 处理 的平均产量 比 ｃ ０ 处理低 １ ２ ． ８ ５ ％； ２ ０ １ ５ 年和 ２ ０ １ ６ 年Ｃ １ 处
理 的千粒重分别 比 ｃ Ｏ处理低 ２ ． ４ ６ ％～ ４ ． １ ２ ％和 ２ ． ５ ５ ％一 ３ ． ７ ６ ％； 齐穗后 ｃ １ 处理 于物质生产量高于 ｃ ０ 处理， 但其 收获 指数低于 Ｃ Ｏ处理 ， ２ ０ １ ５ 年和 ２ ０ １ ６年 ｃ １ 处理 与 ｃ ０处理的收获指数最大相差 ５ ． ３ ３个和 ４ ． ｏ ｏ个百分点。 由此可见 ， 施用生物炭显 著降低了早稻千粒重和收获指数 ， 进而导致早 稻减 产。
（ 湖南农 业大学 南方粮油作物协同创新 中心 ， 长沙 ４ １ ０ １ ２ ８ ； 第一作 者 ： １ ８ ０ ６ ８ ８ ９ ９ ６ １ ＠ ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ； 通讯作者 ： ｙ ｂ ｚ ｏ ｕ １ ２ ３ ＠１ ２ ６ ． ｔ ｏ ｍ）
摘
要： 为探明生物炭施用对早稻产量形成 的影 响， 以中早 ３ ９为材料 ， 于２ ０ １ ５ 年和２ ０ １ ６年早 季在湖南省浏 阳
施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的变化
施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的变化1. 本文概述随着全球气候变化和环境可持续性问题的日益严峻，生物质炭作为一种潜在的土壤改良剂和碳封存手段，受到了广泛关注。
生物质炭，通过生物质在缺氧条件下热解产生，具有高度稳定性、较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够改善土壤性质，提高作物产量，并可能影响土壤痕量温室气体的排放。
本文旨在探讨施用生物质炭对稻田土壤性质、水稻产量以及痕量温室气体（如甲烷和一氧化二氮）排放的影响。
研究采用田间试验方法，通过对比不同生物质炭施用量下土壤的物理、化学性质变化，水稻的生长状况及产量，以及土壤痕量温室气体的排放特征，评估生物质炭作为农业土壤改良剂和减缓温室效应策略的潜力。
本文的研究结果将为生物质炭在农业领域的应用提供科学依据，并为全球气候变化背景下的农业可持续发展提供新的思路和方法。
2. 文献综述在撰写《施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的变化》文章的“文献综述”部分时，我们将回顾和综合相关研究，重点关注生物质炭对稻田土壤性质、水稻产量以及痕量温室气体排放的影响。
这部分内容将基于现有的科学文献，旨在提供一个全面的背景，为理解生物质炭在稻田生态系统中的作用提供理论基础。
生物质炭的定义：生物质炭是由生物质（如农业废弃物、林业残留物等）在缺氧条件下经热解制成的炭质材料。
生物质炭的特性：包括高碳含量、多孔结构、较大的比表面积以及丰富的表面官能团。
土壤物理性质：生物质炭对土壤结构、孔隙度、水分保持能力的影响。
土壤化学性质：生物质炭对土壤pH值、阳离子交换能力（CEC）、养分供应（如N、P、K）的影响。
土壤生物性质：生物质炭对土壤微生物群落结构、酶活性、根际环境的影响。
生物质炭对水稻光合作用的影响：包括叶绿素含量、气孔导度、光合速率等。
生物质炭对稻田CH4排放的影响：生物质炭通过改变土壤氧化还原条件、微生物群落结构等影响CH4排放。
生物质炭对N2O排放的影响：生物质炭通过影响土壤硝化和反硝化过程来调节N2O排放。
生物黑炭还田对晚稻CH4和N2O综合减排影响研究
３８ ＇ ～ ． ｇｋ ，氮 、磷 、钾质 量分 数分 别 为 ６９ 、１１ ０ ｇ ．０ ．０ 和 ２ －ｇ ｇ ， 物黑 炭全碳 质量 分 数为 ２０ ’ ～ ３ ・ ～ 生 １ ｋ ．６ ｋ ， ｇｇ
１ 材料和方法
１１ 试 验地 点与 土壤 ．
试验于 ２ 年在湖南省长沙市干衫社区双季 ０ １ ０ 稻试验基地进行。供试土壤为第四纪红壤母质发育
耕 （ ＲＳ） ：化 肥 用量 同处 理 ２ ，另 基 施 稻草 ４５０ ０
诸 多 学者 认 为 ， 减缓 气 候 变化 的 角度 考 虑 ， 用 从 利 稻 草 还 田固碳 增产 是 “ 刃剑 ” 甚 至是 陷井 ！ 双 ， 目前 ， 将 秸 秆 等废 弃 物制 成 生 物黑 炭 还 田 ， 日益 被 接 受 为
２ ０Ｂ Ｄ９Ｂ ２） Ｈ ＮＫ Ｘ ３） 基 金项 目：国家科 技 支撑 计划 （ ０ ８ Ａ ５ ０ ；湖 南省 农业 科学 院科 技创 新项 目 （ Ｎ ＹＣ ３
作 者简 介 ：彭华 （ ９２年 生 ） １８ ，男 ，助 理研 究员 ，主要从 事农 业环 境方 面 的研究 。Ｅｍａｌｐｌｖ １＠１３ｃｒ — ｉ ｈｏｅ０ ６． ｎ ： ｏ
，
与 Ｃ 相 比略有 增加 （ ６３％ ） Ｆ １．４ ，比稻
草还 田降低了 ２ ． ％ （ ８ ６ Ｐ＜０ ５ 。 ６ ． ） ０
一ｑ ．目） 【． ∞ ， － 删赠 辎枯
∞ 如
： ０ ２加
图 １ 晚稻 田 Ｃ ４ Ｈ 排放通 量 季节 变化
Ｆｉ ． Ｓ ａ ｏ ａ ａ ｉｔｏ ｆ ｇ１ ｅ ｓ ｎ ｌ ｒａ ｉｎ ｏ ＣＨ４ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｔ ｃ ｉｌ ｓ ｖ ｍｉｓｏ ｌ ｅｒ ｅｆ ｄ ｎ ａ ｉ ｅ
生物质炭添加对华南双季稻田碳排放强度的影响
摘பைடு நூலகம்
要 ：中国农 田有机物料资源化利用是 一项巨大挑战 。为研究生物质 炭农 田施用的生态效应 ，探 讨华南双季稻 田碳排
放强度 （ ｒｅ ｇ ｅ ｎ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｇ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｙ， ｔ Ｇ ＨＧ Ｉ ）对 生物质炭添加的响应 ，开展 了基于静态箱 一气相色谱 法的连续两年野外观测 。 田 间试 验 共 设 ６个 处理 ，即 当 地 农 民习 惯 （ Ｃ Ｋ， 化肥 ， 无稻草还 田 ） ， ３个 不 同用 量 生 物 质 炭 添 加 处 理 ，即 Ｂ Ｃ１（ ５ ｔ ／ ｂ ＿ ｍ２ ） 、 Ｂ Ｃ ２（ １ ０ｔ ／ ｈ ｍ２ ）和 Ｂ Ｃ３（ ２ ０ ｔ ／ ｈ ｍ ） ，和 ２ 个 稻草还 田处理 （ 直接还 田和稻草＋ 腐熟剂还 田） 。结果表 明，相 比当地农 民习
２ ２６— — ２３ ４．
Ｑ ｉ ｎ Ｘ ｉ ａ ｏ ｂ ｏ ， Ｌ ｉ Ｙｕ ’ ｅ ， Ｗａ ｎｇ Ｈｏ ｎ ｇ ， ｅ ｔ ａ １ ． Ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｍｅ ｎ ｄ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｙ ｔ ｉ ｎ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｒ ｉ ｃ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ
稻 田碳排放强度和应对气候变化不利影响 的可行途径 。该研 究可为中国秸秆资源科学利用提供基础研究案例 。 关键 词：排放控制；主成分分析；土壤；双季稻 田；碳排放 强度 ；生物质炭；回 归树分析 ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ６ ８ １ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ３ ２ 中图分类号：Ｓ ３ ４ ４ ；Ｓ ５ １ １ ． ４ ＋ ２ ；Ｘ５ １ １
生物炭对直播水稻生长发育的影响研究进展
生物炭对直播水稻生长发育的影响研究进展摘要：本文着重概述生物炭对水稻生长发育的主要影响。
对最近几年的中外研究成果进行了汇总分析。
生物炭自身具有较高的稳定性、pH值（酸碱值）呈碱性且富含养分元素以及具有保水保肥的特点，对土壤物化性质有着重要影响。
生物炭还可提高水稻生育前期根系的总吸收面积，在水稻生育后期生物炭又减慢了根系衰老的速度。
加入适量生物炭后的土壤的物理特性、营养情况、温度等都会积极促进水稻的生长、开花以及成熟。
关键词：作物栽培学与耕作学；生物炭；综述；直播水稻；生长发育中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180432023引言近年来生物炭在农业方面的研究利用不断加强，生物炭本身的物化性质使它既可以供给植物养分，还对土壤具有改良和固碳作用。
生物炭作为土壤改良剂，具有改善土壤物化结构、保水保肥、调节土壤温度等效应。
施用生物炭在农业上增产增收和可持续发展等方面具有重要的意义。
1 生物炭的物化性质生物炭的元素组成与制备它的原材料有关，生物炭中碳元素含量占60%以上，其他物质主要包括KCl、SiO2、CaCO3、Ca的磷酸盐、硝酸盐以及Mg、Al、Mn、Zn 、Fe的氧化物或氢氧化物等。
Demirba A指出，生物炭的元素组成主要有C、H、O，次要物质为灰分。
最终的碳化温度也决定其主要元素组成，最终制备温度与其自身含碳量、灰分含量成正比。
灰分的元素组成与原材料生长所在地的土壤成分、植物种类有直接关系。
Titirici M M等使用红外光谱分析出，羟基、羧基、酚羟基、脂族双键及其芳香性是生物炭的典型结构特征。
生物炭本身具有良好的稳定性正是由于其含有的芳香化结构。
2 生物炭对土壤的影响生物炭可使土壤中的pH值上升，使有毒重金属减少；又由于碳原子表面积很大，增加了其氧化时间，为吸附营养成分和微生物群落生存提供了较大的空间。
生物炭可以改变土壤的化学性质并影响土壤的物理性质，如增加土壤孔隙度、保水性和团聚体的形成，更能促进植物和根系的生长。
施用生物炭对水稻生长生理特性及产量的影响
１ 生物炭施用 的方式 与方法
２ 生物炭对水稻生 长生理特性 的影 响
由于生物炭 ６０％以上为碳 素 ，矿质养分含 量较低 ， 施入 土壤往往会提 高土壤 Ｃ／Ｎ，降低 氮素养分 的有效 性 ，单施生物炭在 多数 土壤上会导致作 物无增 产效应 ， 甚至减产 。因此 ，生物炭需 与肥 料配合施用 ，肥 料消除 了生物炭养分含 量低的缺陷 ，生物炭 的吸附性发挥作 用赋予肥料养分缓 释性 能 ，与肥料形成互补 与协 同的 关 系嘲。已有大量研究表 明 ，生物炭与肥料 配合 施用能 改善 土壤 生物学性状［９－－１０１，提高作物产 量与 品质 及氮肥 利用效率［５，１１－１ 。
关 键 词 ：生 物 炭 ；水 稻 ；生 长 ；生 理 特 性 ；产 量 中图分类号 ：ｓ５１１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００６—８０８２（２０１８）０３－００２５—０５
生物炭是指 由生物质在 低氧或缺氧条件 下高温裂 解得 到的富含 碳 的有 机物质 ，是多孔 性 、碱性 、吸附能 力强 、多用途 的材料 。因其 良好 的解剖结构 和理化性 质 ，广泛 的材料来源 和产业 化发展前景 ，成 为当今农 业 、能源与环境等领域 的研究 热点ｆｌ】。生物炭用 作土壤 改 良剂返还给农 田，可有效改善 土壤理化性质Ｉ２３ ．与微生 态环 境ｆ３１，修 复污染 土壤 ，提 高土壤 生产性 能 、作 物产 量及 品质 。而水稻是我国的主要粮食作物 ，也是单产 较高 的粮食作物ｌＹｌ。近年来 国内外大量研究 表明 ，生物 炭对水稻生长发 育具 有 良好 的综合效应 ，生物炭 的推 广应用是确保水稻高产稳产 的重要途径之一 。因此 ，认 识生物炭在水稻上 的应用 价值 对于指导 生产具 有重要 意 义。
收 稿 日期 ：２０１７—１１－２０ 基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学基 金 地 区基金 项 目（３１４６０３３２）
生物质炭对土壤性状和作物产量的影响
Abstract: Developing renewable clean biomass energy using widely available biomass is an important step to adjust energy structure, protecting environment and resources. Here we review the effect of biomass charcoal byproduct of biomass energy on soil fertility and crop yield. Biomass charcoal has a high surface area, high nu⁃ trient retention capacity and high water retention capacity due to its porous structure. Transformation of crop residue into stable C pools (black carbon) can reduce the release of the greenhouse gas CO2 into the atmosphere and can increase C sequestration in the soil. Black carbon is also a soil conditioner which increases the CEC, nutrient availability, decreases nutrient leaching and provides more space for microbe. Adding black carbon to soil can significantly increase seed germination, plant growth, and crop yields. Key words: bio-char, black carbon, biomass, soil, yield
生物质炭与有机物对水稻Cd积累的影响
基于此,本研究利用盆栽试验,在传统水分管理
下,研究 Cd 污染土壤 水 稻 种 植 过 程 中,不 同 生 长 时
期施用生物质炭及不同含量有机物对水稻不同部位
Cd 积累的影响,为我国农业施肥及粮食安全 生 产 提
供参考.
１ 材料与方法
１．
１ 试验材料
水稻品种为江 苏 省 江 阴 市 农 科 所 培 育 的 “淮 稻
相 较 于 无 有 机 物 处 理 组 ,添 加 有 机 物 的 处 理 组 Eh
降低更为明显.
图 ２ 为 各 处 理 组 的 pH 变 化 趋 势 . 各 处 理 组
pH 波 动 较 大 ,随 淹 水 时 间 增 加 pH 趋 近 中 性 (
壤重金属污 染 现 状 严 峻,其 中 Cd 点 位 超 标 率 高 达
７．
０％ ,是污 染 最 为 严 重 的 重 金 属 之 一
近几十年来,为了提高我国水稻产量,化肥被大
量使用,造成土壤退化(如酸化和板结),土壤的酸化
加剧了我国水稻中 Cd 的积累,因此有必要改变施肥
方式来改善这 类 状 况. 有 机 肥 富 含 大 量 营 养 物 质,
国家自然科学基金资助项目(
∗
No．
３１３７２１３３、
No．
４１４７２０３４);扬州大学科技创新培育基金资助项目(
No．
２０１７CXJ
０５４).
３３２
潘 婷等 生物质炭与有机物对水稻 Cd 积累的影响
肥的施用量和生物质炭施用时期的不同将会对水稻
Cd 积累产生怎样的影响,有待进一步研究.
Scho
o
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生物黑炭还田对晚稻CH4和N2O综合减排影响研究
生物黑炭还田对晚稻CH4和N2O综合减排影响研究彭华;纪雄辉;吴家梅;田发祥;霍莲杰;朱坚【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2011(020)011【摘要】利用静态箱法测定了稻草直接还田和生物黑炭还田对湖南晚稻CH4和N2O排放的影响.结果表明,与单施化肥处理相比,添加稻草和生物黑炭处理的CH4排放量分别增加了24.70％( P＜0.05)和6.32％,而N2O的排放量分别降低了37.08％(P＜0.05)和37.61％( P＜0.05)；生物黑炭CH4排放量较稻草还田减少了14.74％(P＜0.05).按100年统计稻田CH4和N2O的综合增温潜势( GWP)表明,单位产量的GWP由大到小顺序为稻草(RS),不施肥(CK),黑炭(BC),化肥(CF).综上说明,生物黑炭还田能保持晚稻产量稳定,减少了当季晚稻CH4和N2O的排放,具有一定的生态环境效益.【总页数】6页(P1620-1625)【作者】彭华;纪雄辉;吴家梅;田发祥;霍莲杰;朱坚【作者单位】湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410125;农业部长江中游平原农业环境重点实验室,湖南长沙410125;湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410125;农业部长江中游平原农业环境重点实验室,湖南长沙410125;湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410125;农业部长江中游平原农业环境重点实验室,湖南长沙410125;中南大学研究生院隆平分院,湖南长沙410125;湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410125;农业部长江中游平原农业环境重点实验室,湖南长沙410125;中南大学研究生院隆平分院,湖南长沙410125;中南大学研究生院隆平分院,湖南长沙410125;中南大学研究生院隆平分院,湖南长沙410125【正文语种】中文【中图分类】X144【相关文献】1.控释肥和覆草旱种对晚稻稻田CH4和N2O排放的影响 [J], 刘芳;李天安;樊小林2.生物炭还田对固碳减排、N2O排放及作物产量的影响研究进展 [J], 张燕辉;夏人杰3.生物黑炭对旱地土壤CO2、CH4、N2O排放及其环境效益的影响 [J], 高德才;张蕾;刘强;荣湘民;张玉平;田昌4.晚稻根际土壤特性对CH4和N2O排放的影响 [J], 傅志强;朱华武;陈灿;黄璜5.秸秆还田下生物炭和硫酸铵对稻田N2O和CH4排放的影响 [J], 韩自强;宋贺;夏炎;车钊;王军;申田田;武小亮;董召荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排及微生物群落结构的影响
关键词: 生物炭ꎻ 固碳减排ꎻ 高通量测序技术ꎻ 静态箱￣气相色谱法ꎻ 排放通量ꎻ 微生物多样性
中图分类号: Ｓ１８１ 文献标识码: Ａ 文章编号: １０００￣４４４０(２０１９)０５￣１１０２￣１０
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｂｉｏｃｈａｒ ｐｒｅｐａｒｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ
报ꎬ２０１９ꎬ３５(３) :１１０２￣１１１１.
ｄｏｉ:１０.３９６９ / ｊ.ｉｓｓｎ.１０００￣４４４０.２０１９.０５.０１５
不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排
及微生物群落结构的影响
张 晟１ ꎬ 张徐洁１ ꎬ 赵 远１ ꎬ 张玉虎２ ꎬ 胡 茜１ ꎬ 荆玉林２ ꎬ 符 菁１
江苏农业学报( Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊ.ｏｆ Ａｇｒ.Ｓｃｉ.) ꎬ２０１９ꎬ３５(５) :１１０２ ~ １１１１
ｈ ｔｔｐ: / / ｗ ｗ ｗ.ｊｓ ｎ ｙ ｘ ｂ .ｃ ｏ ｍ
１１０２
张 晟ꎬ张徐洁ꎬ赵 远ꎬ等. 不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排及微生物群落结构的影响[ Ｊ] .江苏农业学
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇꎬ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ ( ＣＫ ) ꎬ ａｄｄｉｎｇ
ｐｙｒｏｌｙｚｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ ａｔ ３００ ℃ ( ＤＹ￣３００) ꎬ ａｄｄｉｎｇ ｐｙｒｏｌｙｚｅｄ
ｂｉｏｃｈａｒ ａｔ ５００ ℃ ( ＤＹ￣５００) ꎬ ａｄｄｉｎｇ ｐｙｒｏｌｙｚｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ ａｔ
支撑计划( 社会发展) 项目( ＣＥ２０１７５０６０)
作者简介:张 晟(１９７６￣) ꎬ男ꎬ江苏常州人ꎬ博士ꎬ高级工程师ꎬ主要
从事土壤修 复 工 程 及 工 业 水 处 理 技 术 研 究ꎮ ( Ｅ￣ｍａｉｌ)
施用生物黑炭对烤烟镉吸收的抑制效应
施用生物黑炭对烤烟镉吸收的抑制效应尹力初;龚亚琴;舒荣波【摘要】It is important to apply appropriate organic matters in the tobacco fields,and bicharcoal maybe a suitable choice.In the research,incubation and pot trials in green house were carried out to explore the effect of the application of bicharcoal,which were produced by straw of maize or tobacco,on soil Cd adsorption,growth and Cd absorption of tobacco.The results showed that the the application of bicharcoal increased the ability of soil to adsorption Cd,and improved the growth of tobacco.The addition of Cd in the soils restrained the growth of tobacco,but the application of bicharcoal inhibited plant Cd absorption,and alleviated the damage of Cd on tobacco growth.The positive effect of bicharcoal enhanced with its' increased amount,and the bicharcoal produced by tobacco straw had more advantage than that produced by maize straw.%生物黑炭是适宜在烟田广泛施用的有机物料.以烟秆和玉米秸秆为原料制得生物黑炭,利用室内培养及温室盆栽试验,探讨不同生物黑炭对植烟土壤镉吸附、烟株生长及镉吸收的影响.研究结果表明,施用生物黑炭能增强土壤对镉的吸附能力,并促进烟株的生长.在土壤中添加镉后,烟株的生长受到明显抑制,但生物黑炭的施入能显著降低烟株的镉吸收量而减轻镉的毒害作用,且随其施用量的增加效果更加显著.两种生物黑炭中,以施用烟秆黑炭的效果更为理想.【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2013(027)002【总页数】4页(P139-142)【关键词】生物黑炭;植烟土壤;镉吸附;镉吸收;烤烟【作者】尹力初;龚亚琴;舒荣波【作者单位】湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S141.6;S572.062施用有机物料以提高土壤有机质含量是增强土壤肥力的根本途径。
生物碳对粮油作物生长影响的研究
生物碳对粮油作物生长影响的研究李胜近些年，用生物碳对土壤进行改良已成为全球關注的热点之一。
国际生物碳联盟将生物碳定义为在缺氧环境中的一种通过热裂解得到的固体材料。
生物碳有很多优良特性，例如，含碳量高、比表面积大、孔隙结构丰富、pH高、具有较强的氧离子交换能力及理化性质稳定等，目前已成为农业、林业、环境及能源领域关注和研究的热点。
由生物体高温碳化所得到的产物——生物碳，其在我们日常生活中很容易得到生产原料，例如动物粪便、木屑、农作物秸秆及城市中的生活垃圾都可以作为生产生物碳的原料。
生物碳可将农业废弃物碳化成生物碳，其不仅可以增加土壤中碳的产量，减少二氧化碳的释放，而且在生物碳施入土壤后，对土壤的化学、生物、物理学性质都有较大的改善，并且生物碳还可以提高土壤肥力，为土壤提供或保持养分。
因此，生物碳可以作为一种肥料或者土壤改良剂促进作物生长。
1生物碳生物碳属于一种惰性机碳，其非常难以分解，并且稳定性极强。
生物碳是通过本身具有较大的比面积和阳离子交换量，进而达到吸附保持土壤养分，维持土壤体系平衡，提高利用率，减少养分流式，提高作物总产量的效果。
在土壤中使用生物碳可有效提高土壤离子交换量，增加全氮和可利用性磷的含量，生物碳还可以促进植物对磷、钾、钙、锌、铜等离子的吸收。
2生物碳对粮油作物生长的影响2.1生物碳对小麦生长的影响石河子大学农学院资源与环境科学系马莉等研究生物碳对小麦生长的影响分析如下。
首先设置3种物料，450℃、600℃和750℃热解制备的生物碳，每种有机物料设置3个施用量，分别为0.5%、1.0%和2.0%（占土壤的比例）;同时，以不添加物料土壤作为对照。
结果显示，这3种温度热解制备的生物碳可促进小麦的生长和产量的提高，同时还显著提高了小麦地上部干物质重及土壤中氮素残留量、吸收量等，也减少了土壤小麦体系氮素表观损失量。
从上述实验得出，750℃制备的生物碳促进小麦生长的效果最好、氮素吸收量最高、土壤氮素残留量最高、整体氮素损失最小。
生物黑炭及其增汇减排与改良土壤意义
农业环境科学学报2009,28(12):2459-2463Journal of Agro-Environment Science摘要：国际上对将农田废弃物制成生物黑炭施用于土壤作为农业增汇减排的一种关键途径的呼声越来越高。
通过文献资料调研，介绍了生物黑炭的基本性质及其碳稳定性，对农田土壤的改良效应，并讨论其在农业增产和增汇（碳）中的作用。
结果表明，作物秸秆无氧高温热解制备的生物炭具有高度的芳香化、物理的热稳定性和生物化学的抗分解性。
施用于土壤大幅度提升土壤碳库，并因其结构性质有利于农田土壤固持养分，提高养分利用率，改善微生物生境，从而达到提高土壤质量而促进作物增产的双赢效果。
关键词：生物黑炭；固碳减排；土壤改良；应对气候变化中图分类号：S156.2文献标志码：A文章编号：1672-2043(2009)12-2459-05生物黑炭及其增汇减排与改良土壤意义张阿凤，潘根兴，李恋卿（南京农业大学农业资源与生态环境研究所，江苏南京210095）Biochar and the Effect on C Stock Enhancement,Emission Reduction of Greenhouse Gases and Soil ReclaimationZHANG A-feng,PAN Gen-xing,LI Lian-qing（Institute of Resource,Ecosystem and Environment of Agriculture,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China ）Abstract ：There is increasing demand worldwide for application of biochar from crop residues to croplands as a key countermeasure for en －hancing soil C stock and reducing greenhouse gases emission from agriculture.This paper reviewes the basic properies and the decomposition stability of biochar,the benefial effects on soil reclaimation as well as in both enhancing crop yield and soil C stock by using biochar in crop －lands.Many works done have inidcated that the biochar produced from crop residues with pyrolysis under moderate and high temperature in absence of oxygen,has a highly aromatic chamical structure,physical and biological stability against thermal and biological decomposition,increases nutrient efficiency as well as improving soil habitat for soil biota.Thus,it is believed that application of biochar will reach a win-win effect for improving soil productivity and soil C stock in agriculture.Keywords ：biochar;C stock and emission reduction;soil reclaimation;mitigation of climate change收稿日期：2009－05－20基金项目：科技部科技支撑计划项目资助作者简介：张阿凤（1985—），女，博士研究生，从事农业固碳减排与应对气候变化研究。
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关键词 ： 生物黑炭 ； 水稻 ； 产量 ； 伤流液
中图分类号： ￥ ５ １ １ ． ０ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ０ ８ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ９ １ — ４ ０
在我 国南方地 区，双季稻种植模式一直处 在水稻
生产 的＇ Ｃ，年 降雨 量 １ ５ ３ ７ ｍｍ，年蒸 发 量 １ １ ５ ０ ｍ ｍ， 无霜期约为 ２ ８ ９ ｄ ， 年 日照时数 １ ９ ５ ０ ｈ 。 试验 土壤 为第 四纪红粘土发育 的红 壤性水稻土 ，试验前土壤性
质为 ： 试验前 耕层 土壤 ｐ Ｈ ５ ． ４ ６ ， 有机碳 ２ ０ ． １ ２ ｇ ／ ｋ ｇ ， 全
大作用【 １ ］ 。 但是 ， 近年来随着高产品种的不断涌现 ， 再加 上不合理 的耕作施 肥措施 ， 引发土壤肥力不 断退 化 ， 已 经严重制约 了该地 区粮食产量 的进一步提升［ ２ － ３ １ 。 因此 ， 如何 提 升土壤 肥 力 已经成 为政 府 和学 者们 关 注 的热
点。
氮 １ ． ８ ５ ｇ ／ ｋ ｇ ， 全磷 １ ． ０ ２ ｇ ／ ｋ ｓ ， 全钾 １ ５ ． ４ １ ｇ ／ ｋ ｓ ， 碱 解 氮
１ ４ ３ ． ７ ０ ｍ ｇ ／ ｋ ｇ ， 有 效磷 １ ０ ． ３ ０ ｍ ｇ ／ ｋ ｇ ， 速效 钾 １ ２ ５ ． １ ０ ｍ ｇ ／
普遍较 差 ， 且 有机质 含量低 ， 因此 ， 研 究 的结果 均表 明
生物质炭原料 是水稻秸秆 ，由商丘 三利新 能源有
限公 司采用 连续 立式 生 物质 炭化 炉 生产 ，炭 化 温度 ３ ５ ０ — ５ ０ ０ ￣ Ｃ， 生物质材料 ３ ５ ％转化 为生物质炭 。生产 的 生物质炭过 ５ ｍ ｍ筛 ， ｐ Ｈ １ ０ ． ４ ，有机碳 ４ ６ ７ ． ０ ｇ ／ ｋ ｇ ， 全 氮 ５ ． ９ ０ ｇ ／ ｋ ｓ ， 有效磷 ８ ３ ． ５ ０ ｇ ／ ｋ ｇ 。
柳 开楼 夏桂龙 ｚ 李亚 贞 ， 余跑 兰 －
（ ’ 江西红壤研究所 国家红壤改 良工程技术研究 中心侬 业部江西耕地保育科学观测实验 站 ，南 昌 ３ ３ ０ ０ ４ ６ ； ｚ 江西省邓家埠水稻
原种场 ， 江西 余 江 ３ ３ ５ ２ ０ ０ ； 第 一作 者 ： ｌ ｉ ｕ ｋ ａ ｉ ｌ ｏ ｕ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ； 通讯作者 ： ｌ ｉ ｙ ａ ｚ ｈ ｅ ｎ ６ ２ ６ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ） ｒ
１ ． ２ 试 验 设 计
生物质炭施用能够很好 的改善作 物产量 。但在亚热带 及温带地区 的高产土壤类 型中 ，尤其是 双季稻生产 区 域 ，有关 生物质炭施用对土壤肥力 改善和作物生产力
的报道较少 。 因此 ， 为合理评价生物质炭施用对双季稻
试验设 ４个处 理 ： 对照， 不 施黑 炭 ； Ｂ Ｃ ２ ０ ， ２ ０ ｔ ／ ｈ ｍ 黑炭 ； Ｂ Ｃ ３ ０ ， ３ ０ ｔ ／ ｈ ｍ 黑炭 ； Ｂ Ｃ ４ ０ ， ４ ０ ｔ ／ ｈ ｍ 黑炭 。 每个处 理 均施 用 相 同用 量 的氮 、 磷、 钾肥 料 （ Ｎ １ ５ ０ 、 Ｐ ２ ０ ９ ０ 、 Ｋ ２ Ｏ １ ３ ５ ｋ ｇ ／ ｈ ｍ ） 。３次重 复 ，小 区面积 ３ ５ ｍ （ ７ ｍ ｘ ５
摘 要： 生 物黑 炭具 有较好 的改 良土壤和固碳减排作用 。为合理评价生物质炭施用对 双季稻生产力的影响 ， 于
２ ０ １ ３年在江西省鹰潭市设置 了 ４个生物黑炭用量 的田间试 验 ， 分 别为对照 （ 不施黑炭 ） 、 Ｂ Ｃ ２ ０ （ ２ ０ ｔ ／ ｈ ｍ ２ 黑炭 ） 、 Ｂ Ｃ ３ ０ （ ３ ０ ｔ ／ ｈ ｍ 黑炭） 、 Ｂ Ｃ ４ ０ （ ４ ０ ｔ ／ ｈ ｍ。 黑炭） ， 并分析测定 了早晚稻 的干物质 积累 、 叶面积指数 、 根系伤 流液和籽粒 产量变 化。 结果表 明： 施用黑炭显著提高了水稻籽粒 产量 、 干物质积累 、 叶面积指数和根系伤流量 。 在２ ０ ４ ０ ｔ ／ ｈ ｍ２ 黑炭用量 下， 早稻和晚稻产量分别 比对照增加 ６ ． ８ ％～ １ ５ ． ３ ％和 １ ． ５ ％～ １ ６ ． ７ ％， 全生 育期 总的干物质增加了 ８ ． １ ％～ ２ ３ ． ５ ％和 １ ５ ． ３ ％
专 论 与 研 究
ＤＯＩ ： １ ０３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ８ ０ ８ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ０ ２ ０
．
中 国粕 米 ２ ０ １ ５ ， ２ １ （ ４ ） ： ９ １ — ９ ４
生物黑炭 用量对 赣 东北双 季稻生长和产 量的影响
ｋ ｇ 。
很多研究认为 ，将作 物秸秆 经炭化生成 的生物质 炭还 田可 以显著改善 土壤 肥力 、提高作物生产力 和减 少温室气体排放 。然而 大多数研 究的土壤类型是位 于热带地 区的淋溶土壤 以及存 在障碍 因子 的土壤１ ７ ” 。 受土壤母 质和气候条件 的影响 ，这些地 区的土壤肥力
－
２ ２ ． ７ ％， 齐穗期的叶面积指数增加 了 ４ ７ ． ９ ％～ ９ １ ． ６ ％和 ７ ． ６ ％一 ２ ３ ． ３ ％， 单茎伤流液增 幅分别为 １ ５ ． １ ％～ ４ ７ ． ２ ％和 ２ １ ． ２ ％～
６ ５ ． ４ ％， 且 产 量 和 生长 指 标 均 表 现 出 随 黑 炭 用 量 增 加 而 逐 渐 增 加 的趋 势 。这 说 明 ， 在双季稻 区， 施 用 生 物 黑 炭 可 以 促 进 水 稻 生 长 和 增 加 早 晚 稻 的籽 粒 产 量 。