扬州市农作物秸秆能源化利用的实践与启示

秸秆是一种具有多用途的可再生的生物资源。介绍了扬州市的几种秸秆高效能源化利用的方式,分析了扬州市秸秆能源化利用的现状和特点。扬州市秸秆能源化快速发展的实践,将给人们带来许多有益的启示和借鉴。     

Comparative effects of different maize straw returning modes on soil humus composition and humic acid structural characteristics in Northeast China

In order to evaluate the effects of different maize straw returning modes on humus composition and humic acid (HA) structural, a field experiment was designed to have five treatments, i.e. Treatment CK (no straw returned), Treatment EIS (straw incorporated evenly into the soil using the crashing-ridging technique), Treatment SP (straw plowed into the soil), Treatment SM (straw returned as mulch) and Treatment SG (straw returned as pellets). Our results showed that Treatment EIS significantly increased the content of soil organic carbon (SOC), soil humus substances (HEC), soil humic acid carbon (HAC) and fulvic acid carbon (FAC) by 27.8%, 47.6%, 63.3% and 33.8%, respectively, as compared with CK. Among all the straw returning treatments, Treatment EIS was the most significant in effect of increasing the content of HEC, HAC and FAC. Moreover, Treatment EIS altered the composition of humus more significantly than all the other treatments, by increasing the proportion of alkyl C and the ratio of aliphatic C/aromatic C. These results suggest that straw returning accelerated the accumulation of soil organic C and various components of humus, significantly improved the structure of soil HA, with the practice of EIS in particular.     

生物炭和秸秆还田对紫色土旱坡地土壤团聚体与有机碳的影响

明确生物炭和秸秆还田对未利用的新垦紫色土旱坡地土壤团聚体和有机碳的影响,为三峡库区土壤改良提供科学依据.采用田间试验方法,分析不施肥（CK）、常规施肥（NPK）、优化施肥（GNPK）、化肥减量配施秸秆（RSD）和化肥减量配施生物炭（BC）处理对不同粒径土壤团聚体含量及其有机碳贡献率的影响.结果表明,施肥可提高土壤养分含量水平,尤以RSD和BC处理最为显著;各处理以<0.25 mm粒级团聚体为优势粒级,施肥能显著增加5~0.5 mm粒级团聚体含量,提高平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和R_0.25（>0.25 mm团聚体含量）值,降低分形维数（D）和土壤结构体破坏率（PAD_0.25）值（P<0.05）;施肥能显著提高土壤有机碳含量,其中BC （6.73 g ·kg^-1）和RSD （5.45 g ·kg^-1）效果显著优于NPK （5.05 g ·kg^-1）和GNPK （3.63 g ·kg^-1）;<0.25 mm团聚体有机碳贡献率最高（34.92%~59.49%）,>5 mm团聚体有机碳贡献率最低（1.55%~6.01%）,BC处理显著提高了5~2 mm和2~1 mm粒级团聚体有机碳贡献率（P<0.05）,而NPK、RSD和GNPK在0.5~0.25 mm贡献率提升最为显著（P<0.05）;各施肥处理均能提高油菜和玉米产量,年际间差异较大,但处理间差异不显著;土壤团聚体稳定性和作物产量随土壤有机碳的增加呈上升趋势.生物炭和秸秆还田能促进土壤中,大、中团聚体形成,有效提高土壤团聚体稳定性,增加土壤有机碳含量,促进作物增产,是改良紫色土土壤结构、提升土壤质量的有效措施.     

基于MODIS火点数据分析南北方省份生物质开放式燃烧与排放特征

利用2018年全国范围内的MODIS火点数据,结合土地利用数据信息,运用地理信息系统空间分析方法和统计分析方法,以火点数据、生物量及各污染物排放量为指标,分析了南北方省份生物质开放燃烧的时空特征.计算结果显示,北方省份森林火灾、草原火灾、秸秆露天焚烧生物量分别为107×10⁴、74×10⁴、498×10⁴ t,南方省份则分别为344×10⁴、106×10⁴、164×10⁴ t.研究结果表明：①地域因素及气象因素是影响生物质开放燃烧时空特征的主要因素.②北方省份生物质开放式燃烧以秸秆露天焚烧为主,森林火灾主要因气候导致.南方省份生物质开放式燃烧以森林火灾为主,高发于春季,主要因南方存在"炼山"整地的传统营林措施.③南方省份虽然整体生物质开放式燃烧活动水平较北方省份低,但污染物排放强度较北方省份要高.     

等碳量添加秸秆和生物炭对土壤呼吸及微生物生物量碳氮的影响

为探究土壤呼吸、土壤微生物生物量碳氮及水热因子对生物炭和秸秆添加的响应,采用LI-8100土壤碳通量测量仪（LI-COR,Lincoln,USA）测定了常规施肥（CK）、常规施肥+2.25t·hm^-2生物炭-C（T1）、常规施肥+2.25 t·hm^-2秸秆-C（T2）、常规施肥+1.125t·hm^-2生物炭-C+1.125 t·hm^-2秸秆-C（T3）这4种处理下土壤呼吸及微生物量的变化.结果表明：①添加生物炭和秸秆显著增加了土壤呼吸速率和CO₂总排放,T3增幅最大,T1增幅最小;T1对土壤呼吸的作用表现为烟草生育前期促进,后期抑制.②生物炭和秸秆还田均显著增加土壤微生物量碳氮以及功能菌菌落数,其中T1对固氮菌的提高作用显著,T2对真菌无显著影响,T3表现为正交互作用;土壤呼吸速率与土壤微生物量碳氮以及细菌、放线菌的数量显著正相关.③T3显著增加了5 cm土壤温度,增幅为4.53%.土壤呼吸速率与土壤温度表现出显著的指数相关性.综上所述,等碳量添加秸秆和生物炭显著提高土壤呼吸速率及微生物生物量,生物炭与秸秆的交互效应为正值;与添加秸秆相比,施用生物炭在一定程度上可以减少碳矿化,其固碳减排效应更好.     

四种酰胺类除草剂对土壤酶活性的影响

在实验室控制条件下,研究了酰胺类除草剂丁草胺、乙草胺、丙草胺和异丙甲草胺在田间推荐用量下,对土壤过氧化氢酶活性和脱氢酶活性的影响.结果表明,培养初期,4种除草剂对2种酶活性有不同程度的抑制作用,土壤过氧化氢酶活性于第7d就很快恢复,而脱氢酶活性在13d后得以逐渐恢复.添加稻秆可使土壤酶活性提高,土壤脱氢酶比过氧化氢酶活性变化大.4种除草剂对土壤生态环境影响不大,稻秆还田有利于提高土壤中生化过程的活性,缓冲外来污染物对土壤生态的影响.     

UV-B增强与秸秆施用对土壤-冬小麦系统CO2排放影响

通过大田试验,采用人工增强紫外辐射的方法模拟UV-B增强,应用静态箱-气相色谱法测定土壤-冬小麦系统的CO2排放通量,研究UV-B增强与秸秆施用对土壤-冬小麦系统CO2排放通量的影响.结果表明:UV-B增强与秸秆施用没有改变CO2排放通量的季节性变化规律.UV-B具有抑制效应,显著降低了拔节-孕穗期的CO2排放,降幅达15.48% (P=0.055).秸秆施用对CO2排放具有促进效应,使返青期和拔节 -孕穗期的CO2排放分别增加了59.52% (P=0.005)和13.10% (P=0.092).秸秆施用和UV-B增强处理增加了返青期的CO2排放,增幅为30.95% (P=0.083).对照、UV-B增强、秸秆施用和秸秆施用+UV-B增强4种处理的系统CO2排放与气温都存在极显著的指数关系 (P<0.01),拟合方程的决定系数R2分别为0.56,0.60,0.45和0.51,温度敏感系数Q10值分别为1.83,1.97,1.55和1.70.     

保护性耕作对土壤有机碳、氮储量的影响

以辽宁彰武县保护性耕作示范推广基地土壤为研究对象,通过实地调查和取样分析,对比研究了传统犁耕和6年免耕秸秆覆盖条件下的土壤有机碳、氮储量,为广泛评价保护性耕作的土壤碳、氮截获功能和合理选择农业耕作方式提供科学依据。研究结果表明,与犁耕相比,免耕覆盖不同程度地提高了0-5cm和5～15cm土层的有机碳、氮储量,对15cm以下土层没有影响,从而增加了0～100em土体总的有机碳、氮储量,证明了免耕覆盖的土壤碳、氮截获功能,年均截获率分别为1．37Mg·hm-2和0．84Mg·hm-2有机碳、氮在犁耕土壤0～30cm剖面的垂直分布较为均匀,免耕覆盖后则发生明显的分层,产生表聚现象。     

秸秆生物质炭土地利用的环境效益研究

农田土壤有机碳矿化释放CO2是农业温室气体排放的重要途径,促进土壤碳截获对于减缓全球温室效应具有重要意义。生物质炭具有改良土壤性质、促进土壤团聚体的形成、对土壤微生物生态具有调控作用等特性。因此,生物质炭对增强土壤碳截获能力及减少土壤CO2气体排放可能具有重要作用。采用实验室盆栽的方式,以黑麦草为目标植物,对农业秸秆生物质炭土地利用的环境效益进行了研究。实验结果表明：农业秸秆制生物质炭应用于农田土壤能产生多方面的环境效益。与对照相比,添加1%~4%生物质炭处理的土壤活性有机质质量分数均增加了25%以上,土壤呼吸度降低了23%~50%,同时,添加生物质炭对植物的生长也有促进作用。添加4%秸秆炭的处理的黑麦草生物量增加了68%。此外,秸秆生物质炭的添加对土壤中的养分具有较好的持留功能,与比照相比,添加生物质炭处理的土壤淋出液中氮和磷质量浓度显著降低,说明生物质炭能够有效减少水冲刷造成的氮磷流失,降低农业面源污染。     

电子废物不当处置的重金属污染及其环境风险评价 Ⅴ. 电子废物焚烧迹地土壤金属污染对土壤微生物生物量和土壤呼吸的影响

在广东省清远市龙塘镇电子废物焚烧区附近分别设置了主要受电子废物焚烧造成的重金属近距离沉降影响的污染区(U)和距离焚烧活动核心区约1km的水平迁移污染区(L),并在焚烧活动核心区非主风向一侧山丘的反向坡地设置了对照区(CK),探讨了不同程度的重金属污染对土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤呼吸(SR)的影响.结果表明,土壤Cu、Pb、Cd的含量平均值均呈U区>L区>CK区,在污染严重的U区,Cu、Pb、Cd、Ni、Cr和Zn的含量平均值分别是对照区的52.2倍、5.1倍、3.2倍、2.1倍、1.9倍和1.5倍.相应地,U区土壤MBC、土壤基础呼吸(BR)和基质诱导呼吸(SIR)的平均值分别只有对照区的48.0%、28.4%和15.3%,而在污染程度相对较轻的L区则分别为对照区的97.0%、70.1%和60.7%.土壤MBC和SIR均与土壤中Zn、Cu、Pb含量呈极显著负相关(p<0.01).以上结果表明,土壤微生物的生长和土壤生物活性受到了电子废物焚烧排放物(特别是重金属)生物毒性的严重影响,土壤SIR是响应最为敏感的指标.