生物炭和氮肥配施提高■土团聚体稳定性及作物产量

作者：李伟; 代镇; 张光鑫; 刘杨; 韩娟^*

来源：植物营养与肥料学报, 2019, 25(05): 782-791.

• 生物炭
• 氮肥
• 土壤团聚体
• ■土
• 作物产量

[目的]通过田间定位试验,探讨生物炭和氮肥配施对■土耕层土壤水稳性团聚体组成、稳定性、有机碳土层分布及冬小麦-夏玉米轮作体系下产量的影响,为生物炭在关中地区农业生产中的应用提供科学依据。[方法]本试验设置4个生物炭水平和2个氮肥水平,生物炭水平分别为0、1000、5000、10000 kg/hm2,依次记为BO、B1、B2、B3;氮肥水平包括两季总氮量480 kg/hm2(NT)和两季总氮量减半240kg/hm2(NH),共组成8个处理。采集0—10 cm、10—20 cm土层土壤样品,利用TTF-100土壤团聚体分析仪湿筛获得5种粒级的团聚体(>2 mm、1～2 mm、0.5～1mm、0.25～0.5 mm、<0.25 mm),用>0.25 mm团聚体含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、几何重量直径(GMD)表示水稳性团聚体的的稳定性,并测定了不同粒级团聚体中有机碳的含量及小麦-玉米两季作物总产量。[结果]与不施生物炭(BONT、BONH)相比,施用生物炭的处理显著增加了>2 mm、1～2 mm粒级水稳性大团聚体的百分含量(P <0.05),两粒级增幅范围分别为3.5%～180.3%、9.4%～98.9%。施用生物炭10000 kg/hm2(B3NT、B3NH)时,MWD、GMD和R0.25增幅最高,分别增加了12.5%～112.5%、25.0%～65.7%、20.0%～65.0%。施用生物炭显著提高了土壤各粒级水稳性团聚体有机碳含量,与不施生物炭处理相比,> 2mm、1～2 mm、0.5～1mm和0.25～0.5 mm粒级团聚体有机碳含量增幅分别为6.3%～30.5%、0.2%～28.2%、0.2%～41.6%和4.6%～39.1%。与0—10 cm土层相比,10—20 cm土层氮肥减量降低了土壤团聚体的稳定性,而施用生物炭10000 kg/hm2(B3NH)可改善土壤团聚体的稳定性,改变有机碳分布。在10—20cm土层,与B0NT处理相比,B0NH处理土壤水稳性团聚体的R0.25、MWD、GMD显著下降,三者分别降低了79.2%、25.7%、30.0%,而B3NH与B3NT处理之间无显著差异。与B0NT相比,B0NH处理<0.25mm粒级微团聚体对土壤有机碳分配比例显著增加了17.4%,而B3NH处理与B3NT相比,<0.25mm粒级微团聚体对土壤有机碳分配比例无显著差异。此外,施用生物炭显著提高作物总产量,B2NT、B3NT和B3NH处理下两季作物总产量较高,分别较B0NT提高了27.0%、23.6%、27.9%,且三个处理之间无显著差异。从各指标相关分析可知,水稳定大团聚体的GMD与土壤全土有机碳以及两季作物总产量之间有着显著的正相关关系。[结论]生物炭配施氮肥显著提高了土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性,且提高小麦一玉米两季作物总产量。减施氮肥有利于有机碳向大团聚体中分配,供试条件下,生物炭10000 kg/hm2配施氮肥240 kg/hm2对提高■土耕层团聚体稳定性、土壤有机碳及两季作物总产量效果最佳。

• 单位
  西北农林科技大学