生物质炭对麦长管蚜繁殖力及寿命的影响

为探究不同来源生物质炭的施用对植食性刺吸式口器害虫是否产生影响,本研究选用了麦长管蚜作为研究对象,选用三种不同来源生物质炭即水稻秸秆生物质炭、玉米秸秆生物质炭、小麦秸秆生物质炭,并分别用0 g/kg 、15g/kg和30g/kg三种不同生物质炭浓度施于红棕壤试验土中种植麦苗,观察麦长管蚜在取食不同处理麦苗叶面上的繁殖力与寿命。结果表明,施用水稻秸秆生物质炭的处理,在15g/Kg浓度下,其繁殖力比未施用生物质炭的处理低10.78%,在30g/Kg浓度下,其繁殖力与寿命分别比不施用生物质炭的处理低13.10%与10.36%,其寿命比施用小麦秸秆生物质炭的处理低13.17%,繁殖力比施用小麦秸秆生物质炭的处理低13.02%;施用玉米秸秆生物质炭的处理,在15g/Kg浓度下,其繁殖力低于未施用生物质炭处理的15.96%,低于施用小麦秸秆生物质炭处理的17.16%,在30g/Kg浓度下,其繁殖力低于未施用生物质炭处理的13.91%,低于施用小麦秸秆生物质炭处理的13.83%。结果说明,施用生物质炭以及施用不同种类的生物质炭,对麦长管蚜的繁殖力与寿命均有显著影响,而各生物质炭在15g/Kg与30g/Kg处理间无显著差异。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
前言1
1材料与方法3
1.1试验材料 3
1.2试验方法 4
1.3数据分析 4
2 结果与分析4
2.1生物质炭的施用与施用浓度对麦长管蚜繁殖力与寿命的影响4
2.1.1小麦秸秆生物质炭的施用与施用浓度对麦长管蚜繁殖力和寿命的影响 4
2.1.2玉米秸秆生物质炭的施用与施用浓度对麦长管蚜繁殖力与寿命的影响 4
2.1.3水稻秸秆生物质炭的施用对麦长管蚜寿命与繁殖力的影响 5
2.2生物质炭施用的种类对麦长管蚜繁殖力与寿命的影响 6
2.2.1 生物质炭的施用种类对麦长管蚜繁殖力的影响6
2.2.2 生物质炭的施用种类对麦长管蚜寿命的影响7
3 讨论9
致谢9
参考文献10
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麦长管蚜繁殖力与寿命的影响
引言
前言
生物质炭(Biochar)是作物秸秆(主要是小麦、玉米、水稻)、稻壳、花生壳等有机物质在缺氧条件下高温处理的产物,由于其具有改善土壤质量、保持土壤肥力、提高作物产量等诸多作用[13],因此常作为土壤改良剂施入土壤中[2]。生物质炭富含碳,能将碳固定在土壤中达数百年甚至更长,因此能显著降低大气中温室气体含量,对减缓大气二氧化碳浓度上升和碳循环具有非常重要的意义[45]。同时,生物质炭具有丰富的空隙结构、矿物质和官能团,能对土壤中各种有机物[6]和重金属离子[78]产生吸附作用,降低污染物的生物有效性和环境风险,具有重要的生态环境意义。
目前,全球面临着环境污染、气候变暖、能源紧张、粮食危机、土壤肥力退化等各种问题,国内外学者注意到生物质炭在农业应用、环境治理、固碳减排等方面的重要性,并进行了大量研究,目前的研究成果主要有:1)已发表的大多数文献表明生物质炭的施加能显著增加作物产量,但也有少量文献表明施用生物质炭后作物会减产。如张万杰研究表明,添加生物质炭与未添加生物质炭相比,水稻、高粱、小麦等作物的产量显著增加,增幅为16.6%~75%[9]。但也有研究报道称,单独施用生物质炭在多数土壤上会导致当季或几季作物无增产效应,甚至减产[10]。生物质炭的增产效应可能与土壤肥力状况、生物质炭用量、矿质肥管理、作物和土壤类型等因素有关[11],具有较大的不确定性不同用量的生物质炭有不同增产效果。黄剑[12]综合前人研究结果指出,生物质炭施用量在 100 thm2时增产效果最好(39%)。2)生物质炭对有毒有害物质的吸附作用,鉴于生物质炭本身的多孔性结构、比较大的表面积以及其它的物理化学性质,它能吸附土壤中残余农药等有机污染物和重金属离子,降低植物对土壤污染物的吸附[1314]。单位有机碳质量的生物质炭对有机污染物的吸附能力强于其他形式的天然有机质,可以更高效地吸附固定多种有毒有机污染物[15]。早在20世纪60年代,Yang等[16]就针对小麦、水稻秸杆生物质炭对有机农药敌草隆的吸附作用进行了研究,发现其吸附作用一般是土壤的400~2500倍,且在土壤中添加少量的生物质炭即可使有机污染物的吸附容量大大提升。因此生物质炭被认为是有机污染物的超强吸附剂,可以影响环境中有机污染物的迁移转化和生物有效性。3)生物质炭的施用对土壤微生物有益,生物质炭的多孔性和表面特性为土壤中微生物的生长与繁殖提供了良好的栖息场所,减少了微生物之间的生存竞争,能保护土壤中的有益微生物,特别是菌根真菌等的繁殖与活性[1718]。土壤中的细菌能够吸附到生物质炭多孔性的表面,使它们不易受土壤淋洗的影响[19],从而能够增加土壤中细菌的数量。生物质炭能促进土壤微生物尤其是VA菌的侵染与活性,因此可能增加微生物如 glomalin球霉菌素对多糖的分泌及矿物的分解,而多糖是土壤团聚体形成和稳定的重要物质,有助于稳定或增加土壤团聚体[20]。4)许多研究表明生物质炭的施加会影响植物的生物量[2122],不同用量的生物质炭有不同增产效果。一般而言,在较低用量时可以提高作物生物量,用量较高时会降低作物生物量。房彬等[23]以西南地区玉米、油菜轮作农田为研究对象,通过不同生物质炭添加比例的田间定位试验的结果表明,施加生物质炭后玉米根茎叶生物量提高8.6%~46.8%;油菜根茎叶生物量提高17.2%~30.3%。陈心想[24]等以小麦玉米轮作为供试作物,利用田间种植试验,结合室内模拟试验等证明,施用生物质炭后,玉米和小麦的地上部生物量均有不同程度的增加。5)施用生物质炭可以改变植物组织的一些生物化学特征,如植物养分吸收的变化。施用一定量的生物质炭对作物吸收与积累养分有促进作用,不同施炭量和施炭种类对作物养分的吸收效应不同。马莉[25]的研究结果显示生物质炭能够显著提高小麦、玉米对氮、磷、钾的吸收。张伟明等[26]研究发现,较高施炭量对大豆单株氮、磷、钾的吸收促进效应明显。生物质炭处理的叶片氮含量比CK处理平均提高了20.33%,但对叶片磷含量的影响不大,对茎秆磷含量有一定促进效应。生物质炭对大豆生长前期和后期茎秆钾含量有一定促进作用,而对大豆生长中期茎秆钾含量作用不明显。6)生物质炭的施用可影响土壤的pH值。生物质炭含有一定量的碱性物质,一般呈碱性。不同原料制备而成的生物质炭的性质不同,pH值的范围为4到12,通常具有高矿物质成分的生物质炭PH高[27]。Chintala等[28]在酸性土壤和碱性土壤中分别加入玉米秸秆、柳枝稷、松木热解产生的生物质炭,结果显示,3种生物质炭加入酸性土壤后都会不同程度地增加土壤的pH值,并且随着用量的增加pH呈上升趋势,而加入到碱性土壤中,并没有产生多大的影响。通过以上研究可以看出生物质炭可以很好地调节酸性土壤的pH值。因此,生物质炭被认为是酸性土壤一种很好的改良剂。

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