 摘 要:［目的］研究不同温度(360 和 500 ℃)处理下的生物质炭与土壤质地(壤土和砂土)对 0～30 cm 土层铵态氮含量动态变化及土壤－烟株体系氮素表观损失量的影响，旨在探讨利用生物质炭改良植烟土壤技术途径。［方法］用蒸渗仪种植烟草，研究8种处理(ＲCK1:壤土，不施肥;ＲCK2:壤土，施化肥;ＲT1:壤土，施化肥，施360 ℃生物质炭;ＲT2:壤土，施化肥，施500℃生物质炭;SCK1:砂土，不施肥;SCK2:砂土，施化肥;ST1:砂土，施化肥，施 360 ℃ 生物质炭;ST2:砂土，施化肥，施 500℃ 生物质炭)不同土层 NH+4-N含量的动态变化，并分析氮素表观损失量。［结果］在砂土中，低温炭处理显著提高了 0 ～ 30 cm 土层NH+4 -N 含量平均值，比对照高 22．32%，其中 0～10 cm 土层 NH+4 -N 含量增加显著，为 36．88 mg·kg－1，比对照增加了3182%;高温炭处理显著减少了0～30 cm 土层 NH+4-N含量平均值，比对照低1079%，其中0～10 cm与10～20 cm 土层 NH+4-N含量均降低。在壤土中，NH+4-N 含量平均值显著低于砂土。2 种生物质炭处理下壤土 0～30cm 土层NH+4-N 含量与对照相比均无显著差异。低温炭与高温炭处理 0～10cm 土层 NH+4-N 含量显著低于对照，分别减少了 12．17%和 25.34%，而 10～20 cm 土层 NH+4-N 含量分别比对照增加了 2．48%和 13．38%，20～30cm 土层 NH+4 -N 含量分别比对照增加了 32．14%和 38．84%，且高温炭比低温炭表现更明显。施用生物质炭能减少土壤－烟株体系的氮素表观损失量，低温炭比高温炭效果更好。各处理(ＲT1、ＲT2、ST1、ST2)分别比各自常规施肥对照减少了40．27%、34.10%、68.73%和 54．05%(P＜005)。［结论］在砂土中施用低温炭能增加 NH+4-N含量，而施用高温炭 NH+4 -N 含量减少。在壤土中 2 种生物质炭均可以使0 ～10 cm 土层 NH+4-N含量减少，而 20～30cm土层NH+4 -N 含量增加。施用生物质炭能减少土壤－烟株体系的氮素表观损失量，低温炭比高温炭效果更显著。 关键词：土壤；生物炭；炭化温度；氮素利用率 生物质炭是农作物废弃物在高温厌氧条件下炭化制成的富碳物质，具有稳定的结构、发达的孔隙、丰富的表面官能团等特性。生物质炭施用土壤后不仅可以改良土壤的理化特性，提高土壤质量，增强土壤对养分的吸持和保留能力，提高土壤肥力，促进作物增产增质，还可以“固碳减排”，缓解大气污染。 壤土和砂土都是我国常见烟田中的2种土壤质地。壤土通气透水、保水保温性能较好，是农田中较理想的土壤质地。砂土保水保肥能力较差，养分含量少，土温变化较快，但通气透水性较好，并易于耕种。供试土壤采自河南省许昌县(34°8'24″N，113°48'16″E)和河南省登封市(34°22'27″N,112°57'0″E)烟田 0～20 cm 土层，分别为长期种植烟草的代表性壤土(Ｒ)、砂土(S)。供试壤土的基本理化性质:pH7．78，土壤有机碳含量 2．73 g·kg－1，全氮含量 1．1 g·kg－1，碱解氮含量 78．15 mg·kg－1，速效磷含量 13．56 mg·kg－1，速效钾含量 220．51 mg·kg－1。供试砂土的基本理化性质:pH6．52，土壤有机碳含量 2．03 g·kg－1，全氮含量0．9 g·kg－1，碱解氮含量 56．72 mg·kg－1，速效磷含量 6．38 mg·kg－1，速效钾含量181．34 mg·kg－1。供试生物质炭以花生壳为原材料，分别在 360 和 500 ℃ 左右限氧烧制而成。360 ℃ 炭化的花生壳炭基本性质:全碳含量 358．2 g·kg－1，全氮含量 12．9 g·kg－1，全硫含量 1．8 g·kg－1，碳氮比为 27．75。供试烤烟品种为‘K326’。     本试验中，在砂土中 ST1 处理显著提高了0 ～30 cm土层NH+4-N含量平均值，其中 0 ～10 cm 土层NH+4-N含量较对照提高显著;而ST2处理显著降低了 0～30 cm 土层 NH+4-N 含量平均值，其中0～10 cm与10～20 cm土层 NH+4-N 含量均降低。这说明在砂土中施用低温炭可以提高 NH+4-N含量，施用高温炭会减少 NH+4-N 含量。这与盖霞普等的研究结果一致。 根据试验结果和生物质炭对土壤的影响机制，提出以下农田施用生物质炭需考虑的问题:一是需考虑到生物质炭、土壤和作物的相互作用，尤其是对土壤微生物的影响;二是需长期系统评价生物质炭对不同土质结构及性状的影响;三是关注硝态氮、铵态氮等氮素形态之间的转化，还包括施加生物质炭后对土壤其他养分含量的影响。 |
不同炭化温度生物质炭对不同质地植烟土壤铵态氮含量影响
时间：2021-02-18 来源：河南农业大学烟草学院 作者：河南省生物炭工程技术研究中心
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