施用生物质炭对黄淮海地区玉米生长和土壤性质的影响①

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1、土壤(Soils),2014,46(2):269–274①施用生物质炭对黄淮海地区玉米生长和土壤性质的影响121111李晓，张吉旺，李恋卿，潘根兴，张旭辉，郑聚锋，1*11郑金伟，俞欣妍，王家芳(1南京农业大学农业资源与环境生态研究所，南京210095；2山东农业大学作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018)摘要：本文通过大田试验研究了施用生物质炭对玉米的生长性状、产量以及土壤性质的影响。生物质炭是小22麦秸秆在350℃~450℃下限氧热裂解制成。田间设置了20t/hm和40t/hm两个生物质炭施用水平。结果表明：①施用生物质炭在玉米拔节期抑制了植株生长，其株高、地上部生物量和叶

2、片叶绿素含量均显著低于对照；在生育后期22施用生物质炭20t/hm处理的玉米生物量、叶面积指数和叶绿素含量显著高于对照，40t/hm处理则没有显著性差异。22②施用生物质炭显著影响土壤特性，在施用量为20t/hm和40t/hm时，土壤有机碳含量较对照分别提高34.79%和244.93%，土壤全氮含量在40t/hm水平下显著增加12.2%，同时还显著提高了土壤的pH和土壤含水量，显著降低土壤体积质量；③施用生物质炭玉米产量的提高范围为2.2%~4.8%，但不同施用量间差异不显著。本研究结果为生物质炭改良和培肥土壤、提高作物生产效率、促进土壤可持续利用及作物增产提供了一定的理论依据。关键词

3、：生物质炭；玉米；土壤；农学性状；产量中图分类号：S158.3我国农业生产每年产生7亿多吨秸秆，其中约有提供重要的科学依据。[1]23%被露天焚烧，这不仅造成了资源的浪费，同1材料与方法时也带来了严重的环境污染，农业秸秆的合理利用成为协调农业资源、环境以及可持续发展的重大问1.1试验设计题。近年来，将农业生物质废弃物低温热裂解制成试验于2011年在山东省泰安市山东农业大学农生物质炭，将其用于农业生产的秸秆利用措施受到场进行(36°10′N，117°09′E)，该地区在玉米生长季降[2]了广泛的关注。研究表明，农田土壤中添加生物水量为504.3mm，平均气温23.70℃，日照时数643.

4、6h。质炭可以增加土壤有机碳、改善土壤结构、提高土供试土壤类型为棕壤。生物质炭购于河南三利公司，[3–4]壤养分利用率；也有研究表明，施用生物质炭可是小麦秸秆在350℃~450℃下限氧热裂解制成的。[5–6]2提高作物产量。因此，生物炭可作为改良和培肥生物质炭用量为0、20、40t/hm(分别用C0、C1、土壤、提高作物生产效率、促进作物增产的农业可C2表示)共3个水平，在玉米播种前施入土表，翻耕[7–8]持续发展有效措施。使之与土壤充分混合，翻耕深度为20cm，然后耙平。2我国农业化肥投入量不断增加，但长期过量的化小区面积24m，每处理3次重复，随机区组排列。肥施用引起的土壤质量退化

5、问题成为制约我国农业供试土壤及生物质炭的基本特性见表1。[9]发展的严峻问题。黄淮海地区是我国第二大玉米主各处理的化肥施用与当地农民相同，即纯氮[10]222产区，夏玉米种植面积约占全国总产量的36%，225kg/hm，P2O590kg/hm，K2O180kg/hm。其因此，改善土壤质量、保持作物稳产高产是该区域农中，磷肥和钾肥作为基肥一次性施入，氮肥为追肥，业生产的重要目标。因此，本研究通过田间试验分析40%施用于拔节期，60%施用于大喇叭口期。试验生物质炭对玉米植株生长、收获时的产量构成因素以选用玉米品种为郑单958，种植密度4000株/亩，行及土壤肥力特性的影响，以期为我国秸秆资

6、源化循环距60cm，2011年6月17日播种，足墒播种，全生利用、提高土壤生产力以促进我国农业的可持续发展育期无人工灌溉，田间管理一致，10月9日收获。①基金项目：公益性行业(农业)科研专项经费项目(200903003)资助。*通讯作者(zhengjw@njau.edu.cn)作者简介：李晓(1988—)，女，河南南阳人，硕士研究生，主要从事土壤碳氮循环研究。E-mail:lixiao5212006@163.com270土壤第46卷表1供试土壤及生物质炭的基本特性Table1Basicpropertiesofbiocharandsoilused材料pH有机碳全氮体积质量速效磷碱解氮表面

7、积(H2O)(g/kg)(g/kg)(g/cm3)(mg/kg)(mg/kg)(m2/g)生物质炭10.44675.90.6555.1811.978.92土壤5.9314.550.831.5689.2160.29–注：pH测定采用水土比1︰5。1.2样品采集和测定方法1.4数据处理在玉米收获时采集0~20cm土壤样品。土壤有采用Excel2003进行数据处理，采用SPSS13.0机质、pH、全氮、速效磷和碱解氮的测定参考文献进行统计分析。[11