生物黑炭和氮肥配施对土壤生物学性质的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

生物黑炭是生物体不完全燃烧产生的一种非纯净碳的混合物，它含有60%以上的碳，生物黑炭因碳组分的高度芳香化而具有生物化学和热稳定性。生物黑炭多孔性的结构特点使其具有了较强的吸附能力。目前，生物黑炭的研究正在全球范围内不断扩大，2008年美国在联邦层建立了全球黑炭研究、生产和应用推广的鼓励机制，并设立农业基金支持。英国2008年成立了黑炭基金组织（biochar fund），2009年其能源工程研究署资助启动生物黑炭研究中心。新西兰、巴西等国家也陆续推进生物黑炭研究计划。生物黑炭的农作物试验田在欧洲、北美洲、南美洲、亚洲、非洲和澳洲等全球各地纷纷展开。国内对于生物黑炭的研究尚处于起步阶段，相关的研究还停留在实验室阶段，没有在实际生产中得以应用，因此其在农业中是否有实际的应用价值还需进一步的研究。

生物黑炭施入土壤以后，可以增加土壤的碳汇，使得人类活动排放的大量二氧化碳得到封存，大大降低了大气中二氧化碳浓度，缓解了气候危机。同时，作为生物质热解产生的副产物^[1-3]，生物黑炭还可以提升土壤肥力，增加作物产量^[4-7]。生物黑炭施到土壤中，不仅增加土壤有机物质，而且耐降解，提高了碳在土壤中的保持容量^[8,9]。由于具有高度的稳定性和较强的吸附性，生物黑炭被视为增加土壤碳截留、改善土壤质量的重要有效措施^[5,10]，其作为土壤改良剂已成为全球关注的热点。

然而，大多数对于生物炭的研究都集中在土壤改良剂上，很少强调其生物效应。虽然一些研究表明生物黑炭能够促进微生物的活性，改善微生物生存环境^[11]，为许多重要微生物的生长和繁殖提供有利的条件^[12,13]，但对土壤生物的影响却鲜有研究报道。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

研究生物黑炭与氮肥的不同配比对土壤线虫群落的影响，从而进一步了解生物黑碳改良土壤的原理机制，为提高土壤的可持续利用率和农业可持续发展提供科学依据。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

供试作物：油菜

设置生物黑炭(C因素)用量3个水平、氮肥(纯氮)(N因素)用量3个水平

实验总共设置：3（C水平） 3（N水平） 4（重复） 2次采样 = 72 盆钵

每钵用土量：3kg

黑炭水平：0，1% 和3%，即0，10 g C/kg soil, 30 g C/kg soil

N水平：0，60和120 kg/hm²，即0，0.033 g N/kg soil, 0.066 g N/kg soil。

N肥两次加入，一次是以基肥施入土壤，一次是在成熟期前以追肥形式加入土壤，用量均为0，0.033 g N/kg soil, 0.066 g N/kg soil。

氯化钾用量为13kg/亩，钙镁磷肥用量为25kg/亩，硼砂1kg/亩，即0.106g KCl/ kg soil, 0.203g/ kg soil钙镁磷肥, 硼砂0.008g/ kg soil.

采样时间：（1）油菜旺盛期（开花期）（2）在油菜收获期采样。

测定项目：以线虫群落结构分析为主

可行性分析：

本项目的室内盆栽试验在理论上是完全成立的，同时本项目的技术平台，在前期工作中已经成功建立。因此，本项目在方法上也是可行的。

4. 研究创新点

目前，生物炭的研究都集中在土壤改良剂上，很少强调其生物效应。虽然一些研究表明生物黑炭能够促进微生物的活性，改善微生物生存环境，但对于土壤生物（如线虫）的研究却鲜有报道。本试验就是通过室内盆栽试验研究生物黑炭与氮肥的不同配比对线虫群落的影响，从而进一步分析其对土壤结构与功能方面的影响。

5. 研究计划与进展

2014年3月前 查阅文献资料，学习土壤线虫的鉴定，设计实验方案

2014年3月 土壤样品的采集、线虫的分离鉴定、室内试验布置，完成毕业论文开题报告

2014年4月 第二次样品采集、线虫的分离鉴定、土壤其他指标的测定分析等；