生物炭改良白浆土的初步研究

发布时间：2021-07-21 14:29

　　白浆土的亚表层-白浆层结构致密,易导致表旱表涝和严重的耕层水土流失,是我国典型的低产田。生物炭孔隙结构丰富、容重低,可通过改善土壤水肥气热条件等多方面功能发挥改土增产作用。为探讨生物炭在我国东北地区广泛分布的白浆土改良工作中的应用潜力,本研究采用盆栽实验,通过向白浆土白浆层施入不同用量的生物炭（0、10、30、50t.hm-2）,重点研究了生物炭对白浆层孔隙结构、持水能力等理化性质的影响,分析了生物炭对白浆土大豆根系生长和产量的作用规律,提出了改良白浆土白浆层的适宜生物炭用量,旨在为使用生物炭技术改良白浆土提供理论依据。主要研究结果如下：1.生物炭可有效降低白浆层容重,改善其塑性及各级孔隙分布当生物炭用量为10t·hm-2时,白浆层的容重为1.00g·cm-3,接近适宜的容重标准（1.1-1.3g·cm-3）,若继续增加生物炭用量,白浆层的容重值过低,不利于植物根系的固定。随着生物炭用量的增加,白浆层的比重同样呈现下降趋势。当生物炭用量为10、30t·hm-2时,白浆层的塑性指数分别为24.37、28.64%,接近于适宜机械耕作的土壤塑性指数。尤其在生物炭用量为10t-hm-2时,白浆... 

【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 黑龙江省白浆土的分类
    1.2 黑龙江省白浆土的形成机理
        1.2.1 白浆土的形成学说
        1.2.2 黑龙江省白浆土的形成机理
    1.3 白浆土限制作物高产的机理研究
        1.3.1 白浆层结构致密
        1.3.2 白浆层各级孔隙分配比例失衡
        1.3.3 白浆土涝灾频发
        1.3.4 白浆土旱灾频发
        1.3.5 白浆层养分贫瘠
        1.3.6 白浆层的微生物数量少
        1.3.7 白浆层制约了根系的生长
    1.4 障碍性白浆土改良的关键点
        1.4.1 改变白浆层的机械组成
        1.4.2 增加白浆层的孔隙度
        1.4.3 增加白浆层的水分渗透性
        1.4.4 增加白浆层的水分含量
        1.4.5 降低白浆土的物理恢复性
        1.4.6 提高白浆土的磁化率
        1.4.7 降低白浆层硬度
        1.4.8 抑制白浆土的酸化
        1.4.9 增加有机碳的输入
        1.4.10 增加白浆土水稳性团粒结构
    1.5 以往改良白浆土的措施及存在的问题
        1.5.1 白浆层掺砂
        1.5.2 有机物施入耕层
        1.5.3 石灰施入耕层
        1.5.4 心土培肥改良
    1.6 生物炭基本性质及对土壤改良的研究进展
        1.6.1 生物炭的基本性质
        1.6.2 生物炭对土壤理化性质、微生物及产量的作用
    1.7 研究的目的与意义
第二章 生物炭对白浆土白浆层容重、塑性及各级孔隙度的作用
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验地点
        2.1.2 供试土壤
        2.1.3 生物炭
        2.1.4 供试作物
        2.1.5 试验设计
        2.1.6 土壤采集
        2.1.7 测试项目及方法
        2.1.8 统计分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 生物炭对白浆层容重、比重的作用
        2.2.2 生物炭对白浆层可塑性的作用
        2.2.3 生物炭对白浆层各级孔隙度的作用
        2.2.4 生物炭对白浆层固、液、气三相率的作用
    2.3 本章小结
第三章 生物炭对白浆土白浆层大孔隙的空间定量分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验设计
        3.1.2 土壤采集
        3.1.3 测定项目及方法
        3.1.4 资料分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 生物炭对白浆层微结构的作用
        3.2.2 生物炭对白浆层孔隙数目、孔隙度、周长及成圆率的作用
    3.3 本章小结
第四章 生物炭对白浆土白浆层水分渗透性能的作用
    4.1 材料和方法
        4.1.1 试验设计
        4.1.2 土壤采集
        4.1.3 测定项目及方法
        4.1.4 统计分析
    4.2 结果
        4.2.1 生物炭对白浆土白浆层水分入渗性能的作用
        4.2.2 白浆层入渗性能指标与容重、比重、各级孔隙度的相关性
        4.2.3 白浆层水分入渗性能的综合评价与分析
        4.2.4 白浆层的水分入渗模型的优化模拟
    4.3 本章小结
第五章 生物炭对白浆层水分能态的作用
    5.1 材料和方法
        5.1.1 试验设计
        5.1.2 测定项目及方法
        5.1.3 统计分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 生物炭对白浆层持水性的作用
        5.2.2 白浆层各处理的水分特征拟合方程
        5.2.3 生物炭对白浆层当量孔径的作用
        5.2.4 生物炭对白浆层释水性的影响
        5.2.5 生物炭对白浆土水分特征常数的作用
    5.3 本章小结
        5.3.1 生物炭增加了白浆层的持水能力
        5.3.2 生物炭增强了白浆层的释水能力
第六章 生物炭对白浆土白浆层微生物及酶活性的作用
    6.1 材料和方法
        6.1.1 试验设计
        6.1.2 白浆层样品的采集
        6.1.3 统计分析
    6.2 结果与分析
        6.2.1 生物炭对白浆层微生物数量的影响
        6.2.2 生物炭对白浆层微生物多样性的影响
        6.2.3 生物炭对白浆层酶活性的作用
        6.2.4 白浆层微生物与酶活性的相关性
    6.3 本章小结
第七章 生物炭对白浆层化学性质及对大豆养分含量的作用
    7.1 材料和方法
        7.1.1 试验设计
        7.1.2 白浆层样品及大豆植株样品的采集
        7.1.3 测定项目及方法
    7.2 结果与分析
        7.2.1 生物炭对白浆层化学性质的作用
        7.2.2 生物炭对大豆植株养分含量的作用
    7.3 本章小结
第八章 生物炭对大豆根系时空分布及产量的影响
    8.1 材料与方法
        8.1.1 试验设计
        8.1.2 测定项目及方法
    8.2 结果与分析
        8.2.1 生物炭对大豆根干重及根干重密度时空分布的作用
        8.2.2 生物炭对根长及根长密度时空分布的作用
        8.2.3 生物炭对根体积及根体积密度密度时空分布的作用
        8.2.4 生物炭对根表面积、根尖数、根直径时空分布的作用
        8.2.5 生物炭对根系特征参数主成分分析及评价
        8.2.6 生物炭对根吸收面积、活跃吸收面积及根系活力的作用
        8.2.7 生物炭对大豆产量的影响
    8.3 本章小结
第九章 生物炭对白浆层质量的综合评价
    9.1 材料和方法
        9.1.1 试验设计
        9.1.2 测定项目及方法
    9.2 结果与分析
        9.2.1 白浆层质量评价指标选择和最小数据集确定
        9.2.2 白浆层质量综合评价
    9.3 结论
第十章 综合讨论与结论
    10.1 生物炭对白浆层容重、可塑性、三相率的作用
    10.2 生物炭对白浆层孔隙的作用
        10.2.1 生物炭对白浆层各级孔隙度的作用
        10.2.2 生物炭对白浆层大孔隙的作用
    10.3 生物炭对白浆层水分渗透性能的作用
    10.4 生物炭对白浆层水分能态的作用
    10.5 生物炭对白浆层微生物及酶活性的作用
    10.6 生物炭对白浆层化学性质的作用
    10.7 生物炭对大豆根系及产量的作用
    10.8 生物炭对白浆层综合质量的作用
参考文献
致谢
攻读学位论文斯间发表的文章


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3295201