砂質(zhì)潮土小麥玉米輪作施用生物炭效果研究.pdf

1、本文以河南省鄭州市航空港區(qū)區(qū)域性砂質(zhì)潮土上研究對象，通過田間試驗研究了生物炭對砂質(zhì)潮土理化性狀及小麥玉米產(chǎn)量的影響，通過比較分析小麥玉米生育期土壤理化性狀、產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀、土壤水分、pH值、速效鉀等理化指標(biāo)的變化，研究不同梯度生物炭用量對中低產(chǎn)田砂質(zhì)潮土的改良效果，探索出適宜的生物炭用量，為指導(dǎo)小麥、玉米合理施用生物炭改良砂質(zhì)潮土生產(chǎn)力提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1.施用生物炭后，玉米季土壤pH值比CK處理顯著增加，且隨施用

2、量的增加土壤pH呈現(xiàn)遞增趨勢。8t.hm-2，16t.hm-2和32t.hm-2三個梯度生物炭添加土壤的pH值分別由初始的7.2增加為7.7、7.8和7.9。在玉米開花期，所有施生物炭土壤的pH值均呈顯著下降趨勢，分別為7.3、7.6和7.7。小麥季施入生物炭后，其中施生物質(zhì)炭量為4t.hm-2處理，其越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期土壤pH分別比CK增加0.09、0.16、0.27、0.27和0.18，施生物質(zhì)炭量為8t.hm-

3、2處理，越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期土壤pH分別比CK增加0.07、0.18、0.18、0.3和0.35。
　　2.施用生物炭明顯提高了土壤含水率。在玉米苗期和小喇叭口期，施用生物炭的量越大，土壤水分增加量越多，小喇叭口期差異最明顯，3個施用梯度的含水量分別為6.7％、7.2％和10.8％，而CK含水量僅為4.6％，最高施用量32t.hm-2比對照高出5.4個百分點(diǎn)，含水量提高了一倍多，不同施用量間達(dá)到顯著水平。隨生物炭

4、用量的增加，小麥越冬期、拔節(jié)期和成熟期土壤水分含量均呈增加趨勢，差異達(dá)到顯著水平。其中施生物炭4t.hm-2越冬期、拔節(jié)期、成熟期土壤水分含量分別比CK增加11.2％、29.8％和15.1％;施生物炭8t.hm-2越冬期、拔節(jié)期、灌漿期和成熟期比CK增加60.0％、36.8％、22.2％和15.9％。其它生育期土壤水分含量差異不顯著。
　　3.玉米在小喇叭口期和乳熟期施生物炭土壤硝態(tài)氮的含量顯著低于不施生物炭的CK，這兩個時期，C

5、K硝態(tài)氮含量分別為14.5和13.6mg.kg-1，而施生物炭處理土壤硝態(tài)氮含量僅為其1/2左右。開花期，施生物炭32t.hm-2的土壤硝態(tài)氮的含量6.59mgkg-1顯著小于CK的13.1mgkg-1，8t.hm-2和16t.hm-2施用量與CK無顯著差異。整個生育期，三個生物炭添加處理的銨態(tài)氮含量與CK相比大部分都有所增加，但都沒有達(dá)到差異顯著水平。
　　4.施生物炭后，玉米不同生育期土壤中的速效鉀含量均顯著高于CK。在玉米小

6、喇叭口期，施用量8t.hm-2、16t.hm-2和32t.hm-2與CK相比，鉀含量增加了4～6倍，這和生物炭中有大量鉀元素有很大關(guān)系;在玉米開花期，施生物炭處理仍顯著高于CK，最大施用量32t.hm-2的速效鉀水平顯著高于兩個較低生物炭施用量。不同的生育期，生物質(zhì)炭施用對土壤中速效鉀均有顯著增加，處理間差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)。小麥季施生物炭4t.hm-2處理各生育期速效鉀分別提高1.38～1.60倍、8t.hm-2處理各生育期

7、速效鉀分別提高2.05～2.62倍。小麥季因生物質(zhì)炭用量較低，在施用量范圍以生物質(zhì)炭8t.hm-2處理速效鉀最佳。生物質(zhì)炭中鉀含量豐富，施用后有直接補(bǔ)充鉀效應(yīng)或使被土壤固定不能被作物利用的鉀變成有效鉀，可能與生物炭具有極強(qiáng)的粒子吸附交換性能有關(guān)。
　　5與CK相比，玉米季施用8t.hm-2生物質(zhì)炭土壤細(xì)菌總數(shù)有下降的趨勢，隨施用量增加，在32t.hm-2的添加量下細(xì)菌的數(shù)量略微增加，但是三個生物炭施用量土壤中的細(xì)菌總數(shù)與CK相比差

8、異均不顯著。施生物炭后土壤真菌的數(shù)量比CK都有一定程度的增加，其中最小施用量8t.hm-2與CK比沒有達(dá)到差異顯著水平，而16t.hm-2和32t.hm-2施用量條件下，真菌數(shù)量顯著增加。
　　6.生物炭對玉米生物量及產(chǎn)量的影響.三個生物炭施用梯度下，玉米季隨著生物炭的量增加，玉米莖粗越粗，但是它們之間與CK相比均沒有達(dá)到差異顯著水平。地上部分干物質(zhì)的積累量隨生物炭施用量的增加而增加，其中32t.hm-2與CK和8t.hm-2之間

9、達(dá)到差異顯著水平。玉米產(chǎn)量隨生物炭施用量增加而增加，其中16t.hm-2和32t.hm-2與CK相比均達(dá)到差異顯著水平。小麥季隨生物質(zhì)炭用量的增加，產(chǎn)量亦呈現(xiàn)增加的趨勢，處理之間差異顯著(P＜0.05)，4t.hm-2、8t.hm-2處理分別比不施生物質(zhì)炭處理產(chǎn)量增加3.5％～16.0％。
　　在施生物炭改良砂質(zhì)潮土質(zhì)量措施中，玉米季生物炭施用量16t.hm-2對玉米產(chǎn)量影響效果最顯著，最為經(jīng)濟(jì)有效;對砂質(zhì)潮土改良效果最理想，小麥