生物质炭对红壤养分的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

本课题的意义：

红壤是广泛分布于我国亚热带地区的主要土壤类型，全国28%的耕地养活了占全国43%的人口^[1]，其中江西、湖南两省分布最广，分别为1053万ha和863.8万ha，红壤旱地面积共296.79万ha，占红壤面积的6%左右，其中江西红壤占省土地面积的70.69%。因红壤具有优越的生产条件性质和广泛的面积，是我国重要的经济林果、粮食和渔业、牧业生产基地^[2]。但由于我国人为和自然条件不断影响，红壤地区土壤质量和生态系统严重退化，除人为破坏外，红壤本身具有的富铝化、酸化、铁质化和抗蚀性弱等物质循环特征，是决定土壤质量退化的内在原因^[3]。

针对限制红壤地力提升和粮食增产的关键，通过田间试验，研究生物质炭与氮肥配施对红壤的ph、有机碳、有效磷、cec、no₃^-、nh₄ 、全氮等化学性质的影响,尽早提出最佳的生物质炭的量和黑屋质炭和氮肥最佳的配施比例，以提高红壤地力和红壤区粮食产量。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

以南方旱地红壤典型区域为研究对象，采用生物质炭和氮肥配施的田间小区试验和室内模拟试验，在对旱地红壤立地条件、土壤条件和农田基础设施及培肥水平研究的基础上，探讨生物质炭的最佳施用量以及生物质炭和氮肥用量的最佳配施方案。提出能够提高土壤有机质、全氮、速效磷、铵态氮、硝态氮和cec含量以及增加典型红壤区粮食产量与品质的技术方案。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法

1、化学性质分析方法

（1）土壤pH值的测定：酸度计法；

（2）土壤有机质的测定：重铬酸钾容量法；

（3）土壤全氮的测定：H₂SO₄-混合催化剂消煮-蒸馏滴定法；

（4）土壤速效磷的测定：0.5mol/l NaHCO3法；

（5）土壤铵态氮的测定：KCl浸提-靛酚蓝比色法；

（6）土壤硝态氮的测定：紫外分光光度计法；

（7）土壤CEC的测定：乙酸铵交换法。

2、数据分析方法

数据分析采用Excel和Spss20.0相结合的方式进行。

技术路线：

详见附件

实验方案：

设置生物质炭不同用量（A因素）、氮肥不同用量（B因素），通过田间试验的方式，并辅助室内模拟培养，对生物质炭与氮肥的不同配比在红壤上的作用效果进行筛选，研究出能最大限度提升旱地红壤地力的配方，为红壤地区农田地力的提升和农业可持续发展提供科学依据。

采用73完全方案设计，随机区组排列，加上一个完全空白处理（CK）共计22个处理，三次重复，共66个小区。详见表1

表1田间试验方案表

其中A因素（生物质炭）用量7个水平，分别为A1：0 ，A2：2.5 t/hm² ， A3：5 t/hm² ， A4：10 t/hm² ，A5：20 t/hm² ，A6：30 t/hm²，A7：40 t/hm²；B因素（氮肥--纯氮）用量3个水平，B1：90kg/hm² ，B2：120kg/hm²，B3：150kg/hm²。氯化钾用量为195 kg/ha，钙镁磷肥用量为375 kg/ha，硼砂15 kg/ha，小区面5m4m=20m²，走道宽0.5m ，保护行宽 1.0m，小区间排水沟宽0.5m ，试验地面积1928.5m²。

可行性分析：

本实验具有一定的科学理论基础，实验室具备完备的实验器材，生物质炭在改善红壤理化性质、提升红壤地力以及增加作物产量方面具有很高的科学价值。

4. 研究创新点

创新之处：

生物质炭本身具有稳定的物理和化学性质，施入土壤中不易被分解，而在3年多的大田试验研究中，油菜和红薯的产量得到了明显的提高，根据生物质炭对作物产量的贡献率结果中可为旱地红壤的作物增产提供了一定的科学依据，同时可根据其在旱地红壤上的改良效果去指导其它低产土壤的改良。

5. 研究计划与进展

研究计划：

2014．02-2014．03：查阅文献，阅读文献，完成开题报告；

2014．03-2014．05：测定相关指标,完成分析工作；