生物炭节水保肥与固碳减排机理和关键应用技术研究
作 者： 屈忠义 等 著
出版时间： 2019
内容简介
《生物炭节水保肥与固碳减排机理和关键应用技术研究》基于室内土柱试验、盆栽试验及田间小区试验的研究成果，着重介绍不同类型生物炭对于不同质地土壤水力特征参数和土壤结构的影响：生物炭对经济作物番茄和辣椒生长性状的影响：进行炭-肥藕合条件下土壤水肥热数值模拟并建立番茄-生物炭-水-肥-热藕合模型：滴灌条件下水-炭藕舍对土壤节水保肥和固碳减排综合效应，并估算CI4和NzO的全球增温潜势（GWP）及其排放强度（GHGI）.通过研究生物炭对土攘理化性质、作物生长性状以及农田土壤温室气体（C02、CRt、N20）排放的影响规律，提出生物炭的适宜施用量，以便达到节水、保肥、圄碳减排的目的，为生物质资源再利用技术提供理论支撑。
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 生物炭在农业领域的研究现状 1
1.2.2 生物炭在环境领域的研究现状 3
1.2.3 生物质能在能源领域的研究现状 4
参考文献 4
第2章 生物炭对不同质地土壤结构及水力特征参数的影响试验 6
2.1 试验设计 6
2.2 生物炭对不同质地土壤容重、孔隙度的影响 6
2.3 生物炭对不同质地土壤水分含量的影响 9
2.3.1 生物炭对砂土饱和含水量、毛管含水量、田间持水量的影响 10
2.3.2 生物炭对粉砂壤土饱和含水量、毛管含水量、田间持水量的影响 12
2.4 生物炭对不同质地土壤水分特征的影响 13
2.4.1 生物炭对砂土、粉砂壤土饱和导水率的影响 14
2.4.2 生物炭对砂土、粉砂壤土水分扩散率的影响 17
2.4.3 生物炭对砂土、粉砂壤土水分特征曲线的影响 22
2.5 生物炭对砂土低吸力水分特征曲线的影响 27
2.5.2 花生壳炭对砂土低压水分特征曲线的影响 28
2.5.3 花生壳炭对砂土同孔隙度的影响 29
2.6 本章小结 30
参考文献 31
第3章 盆栽试验条件下生物炭对砂壤土节水保肥的影响及对作物的生长调控 32
3.1 试验设计 32
3.2 不同生育期生物炭对砂壤土容重的影响 33
3.3 不同生育期生物炭对砂壤土孔隙度的影响 33
3.3.1 对土壤总孔隙度的影响 34
3.3.2 对土壤毛管孔隙度的影响 35
3.3.3 对土壤通气孔隙度的影响 36
3.4 不同生育期生物炭对砂壤土持水能力的影响 37
3.4.1 生物炭对砂壤士体积含水量的影响 37
3.4.2 生物炭对砂壤土毛管含水量的影响 37
3.5 不同生育期生物炭对土壤pH的影响 38
3.6 生物炭对土壤阳离子交换量的影响 39
3.7 不同生育期生物炭对土壤养分的影响 40
3.7.1 生物炭对土壤有机质的影响 40
3.7.2 生物炭对土壤碱解氮的影响 41
3.7.3 生物炭对土壤速效磷的影响 42
3.7.4 生物炭对土壤速效钾的影响 43
3.8 生物炭对不同作物生长的调控效应 44
3.8.1 生物炭对番茄生长的调控作用 44
3.8.2 生物炭对辣椒生长的调控作用 49
3.9 本章小结 53
参考文献 54
第4章 大田试验条件下炭一肥耦合对土壤改良及番茄生长性状和产量的影响 55
4.1 试验设计 55
4.2 炭肥耦合对耕层土壤理化性质的影响 57
4.2.1 对土壤含水量的影响 57
4.2.2 对土壤孔隙度的影响 65
4.2.3 对土壤容重的影响 66
4.2.4 对土壤三相的影响 67
4.2.5 对土壤温度的影响 68
4.2.6 对土壤电导率的影响 70
4.3 炭一肥耦合对耕层土壤养分的影响 70
4.3.1 对土壤有机质的影响 70
4.3.2 对土壤碱解的影响 71
4.3.3 对土壤速效钾和速效磷的影响 71
4.3.4 对土壤脲酶的影响 72
4.4 炭肥耦合条件下土壤水肥热的数值模拟 73
4.4.1 聚类分析 73
4.4.2 相关分析 73
4.4.3 多元线性回归 74
4.5 炭肥耦合对番茄生长性状、产量及品质的影响 77
4.5.1 对番茄生长指标的影响 77
4.5.2 对番茄生理指标的影响 78
4.5.3 对番茄植株干物质积累的影响 79
4.5.4 对番茄产量和品质的影响 80
4.6 炭一肥耦合对土壤改良及番茄生长性状响应的结论 81
4.7 番茄产量水肥一热模型 82
4.7.1 番茄产量与其影响因子的相关分析 82
4.7.2 影响番茄产量的因子间主成分分析 83
4.7.3 生物炭对番茄产量水肥热模型的构建及影响 84
4.7.4 小结 90
4.8 生物炭对土壤水肥利用效率的影响 90
4.8.1 试验没计 91
4.8.2 生物炭对土壤水分利用效率的影响 91
4.8.3 生物炭对土壤肥料利用效率的影响 92
4.8.4 小结 93
参考文献 93
第5章 滴灌条件下水一炭耦合对土壤节水保肥和固碳减排综合效应的影响 94
5.1 试验设计一 94
5.2 水炭耦合对土壤理化性质的影响 95
5.2.1 水炭耦合对土壤物理性质的影响 95
5.2.2 水一炭耦合对十壤化学性质的影响 101
5.3 水炭耦合对玉米生长指标及产量的影响 111
5.3.1 水一炭耦合对玉米株高的影响 112
5.3.2 水炭耦合对玉米茎粗的影响 114
5.3.3 不同水炭处理对玉米叶面积指数的影响 117
5.3.4 水炭耦合对玉米地上部干物质累积、产量及产量要素、收获指数的影响 119
5.4 生物炭对土壤温室气体排放规律的影响 122
5.4.1 不同生物炭处理水平下C02排放通量特征 122
5.4.2 不同生物炭处理水平下CH4排放通量特征 123
5.4.3 不同生物炭处理水平下N20排通量特征 125
5.4.4 生物炭对温室气体累积排放量、排放强度和全球增温潜势及温室气体排放强度的影响 127
5.5 玉米肥料利用效率分析及经济效益评价 128
5.5.1 玉米肥料利用效率分析 128
5.5.2 经济效益评价 129
5.6 本章小结 132
参考文献 132
第6章 生物炭肥对土壤性质、玉米生长及水肥利用效率的影响 135
6.1 试验设计 135
6.2 生物炭肥对土壤水热变化特征的影响 135
6.2.1 生物炭肥对0～20cm土壤容重的影响 135
6.2.2 生物炭肥对土壤含水率的影响 136
6.2.3 生物炭肥对土壤温度的影响 141
6.3 生物炭肥对耕层土壤养分的影响 144
6.3.1 生物炭肥对玉米生育期前后耕层土壤有机质和碱解氮含量的影响 144
6.3.2 生物炭肥对玉米生育期前后耕层土壤速效磷和速效钾含量的影响 146
6.3.3 生物炭肥施用量与耕层土壤养分的相关性 147
6.4 生物炭肥对玉米生长效应和产量的影响 147
6.4.1 生物炭肥对玉米生长效应的影响 147
6.4.2 生物炭肥对玉米产量的影响 156
6.5 水、肥利用率和经济效益分析 159
6.5.1 不同处理水分利用率分析 159
6.5.2 不同处理肥料利用率分析 162
6.5.3 经济效益分析 163
6.6 本章小结 165
参考文献 166
第7章 不同改良剂对河套灌区典型土壤理化特性及作物生长的影响 167
7.1 不同土壤改良剂对土壤垂直入渗过程的模拟试验 167
7.1.1 试验方法 167
7.1.2 保水剂对十壤入渗过程的影响 169
7.1.3 生物炭对土壤入渗过程的影响 172
7.1.4 生物炭对黏壤土入渗规律的模拟试验 174
7.2 不同土壤改良剂对土壤蒸发过程的影响 178
7.2.1 试验没计 179
7.2.2 保水剂对土壤蒸发的影响 180
7.2.3 生物炭对土壤蒸发的影响 185
7.3 不同改良剂对土壤盐化的影响 192
7.3.1 保水剂对土壤盐分的影响 192
7.3.3 生物炭对土壤盐分的影响 195
7.4 不同改良剂对土壤团聚体的影响 201
7.4.1 试验设计 201
7.4.2 保水剂对土壤团聚体的影响 201
7.4.3 生物炭对土壤团聚体的影响 204
7.4.4 生物炭对有机质含量的影响 207
7.5 不同改良剂对作物生长及产量的影响 210
7.5.1 试验设计 210
7.5.2 保水剂对作物生长的影响 210
7.5.3 生物炭对作物生长及土壤肥力的影响 216
7.6 本章小结 224
参考文献 225
第8章 生物炭关键应用技术 228
8.1 生物炭生产技术规程 228
8.1.1 炭化炉结构 228
8.1.2 制炭流程及注意事项 228
8.1.3 生物炭的产量与理化性质 230
8.1.4 生物炭制备巾的不足和改进 230
8.2 砂壤土种植番茄的生物炭施用技术规程 231
8.2.1 生物炭施用流程及注意事项 231
8.2.2 番茄种植生物炭关键应用技术及配套农艺措施 231
8.3 经济效益评价 232
