施用生物質(zhì)炭對稻田土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量和溫室氣體排放的持續(xù)影響.pdf

1、生物質(zhì)炭是生物質(zhì)（秸稈、木材等）在完全或部分缺氧的情況下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化難溶性固態(tài)物質(zhì)。生物質(zhì)炭施入土壤能夠改善土壤性質(zhì)和提高作物產(chǎn)量，并同時降低溫室氣體排放。
　　 本試驗于2011年在四川省廣漢市西高鎮(zhèn)生物質(zhì)炭定位試驗點（成立于2010年）內(nèi)進行，在已有試驗布置基礎(chǔ)上研究了不同氮素條件(0和240 kg N·hm-2)下，不同用量生物質(zhì)炭(0、20和40 t·hm-2)對土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量及溫室氣體排放的后效應(yīng)

2、，并結(jié)合第一年試驗觀測數(shù)據(jù)綜合評價了生物質(zhì)炭對土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量及溫室氣體排放的持續(xù)影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)不同氮素條件下，生物質(zhì)炭對次年土壤性質(zhì)的影響:無論是否施用氮肥，生物質(zhì)炭均提高了次年土壤有機碳、全氮和pH并同時降低了土壤容重和硝態(tài)氮含量，且隨著生物質(zhì)炭施用量的增加這種效應(yīng)呈增加趨勢。生物質(zhì)炭對次年土壤溶解性有機碳、微生物碳氮和硝化活性的影響因施氮與否而異。在無氮肥條件下，不同用量生物質(zhì)炭對冷水浸提有機碳和

3、熱水浸提有機碳均沒有顯著影響，較低用量(20 t·hm-2)生物質(zhì)炭顯著提高了土壤硝化活性，而高用量(40 t·hm-2)的生物質(zhì)炭顯著降低了土壤微生物量碳和微生物量氮;在氮肥存在條件下，40 t·hm-2生物質(zhì)炭顯著增加了土壤冷水浸提有機碳和土壤微生物量碳含量，但卻顯著降低了土壤硝化活性，20 t·hm-2生物質(zhì)炭提高了熱水浸提有機碳，而不同用量生物質(zhì)炭對微生物量氮均沒有顯著影響。
　　 (2)不同氮素條件下，生物質(zhì)炭對次年水

4、稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響:在無氮肥存在下，生物質(zhì)炭減少了水稻分蘗和有效穗數(shù)，同時降低了水稻株高，但對每穗粒數(shù)、籽粒結(jié)實率、千粒重和水稻產(chǎn)量均沒有顯著影響;而在氮肥存在條件下，生物質(zhì)炭有減少水稻無效分蘗的效應(yīng)，但對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子均沒有顯著影響。
　　 (3)生物質(zhì)炭對次年土壤溫室氣體排放的影響:在無氮肥存在下，不同用量(20和40 t·hm-2)生物質(zhì)炭對CH4和CO2排放均沒有顯著影響，但卻顯著降低土壤N2O的排放，下降幅

5、度為73.7％和77.0％;而在氮肥存在條件下，較低用量(20 t·hm-2)的生物質(zhì)炭顯著提高了土壤CO2的排放，而高用量(40 t·hm-2)的生物質(zhì)炭卻顯著提高了土壤CH4排放，同時土壤N2O排放隨著生物質(zhì)炭用量的增加呈顯著下降趨勢。對于CH4和N2O排放的溫室效應(yīng)(GWP)和溫室氣體排放強度(GHGI)而言，在無氮肥存在下，不同用量生物質(zhì)炭均顯著降低了GWP和GHGI,而在氮肥存在條件下，僅高用量生物質(zhì)炭(40t·hm-2)顯著

6、降低了GWP和GHGI。
　　 (4)生物質(zhì)炭對土壤性質(zhì)、水稻產(chǎn)量和溫室氣體排放的持續(xù)效應(yīng):在連續(xù)兩年內(nèi)，生物質(zhì)炭對提高土壤有機碳、全氮具有穩(wěn)定的持續(xù)效應(yīng)，但生物質(zhì)炭對土壤pH和土壤容重因氮肥水平而異，在無氮條件下，生物質(zhì)炭對提高土壤pH和降低土壤容重具有穩(wěn)定的持續(xù)效應(yīng)，而在氮肥存在條件下，20 t·hm-2用量的生物質(zhì)炭提高土壤pH的效應(yīng)呈減弱趨勢，同時40 t·hm-2用量的生物質(zhì)炭降低土壤容重的效應(yīng)呈增強趨勢。連續(xù)兩年內(nèi)，

7、生物質(zhì)炭對水稻產(chǎn)量的持續(xù)影響因氮肥水平和生物質(zhì)炭用量不同而有所差異，在無氮肥存在下，20 t·hm-2的生物質(zhì)炭用量對穩(wěn)定水稻產(chǎn)量具有持續(xù)性，而40t·hm-2的生物質(zhì)炭用量對穩(wěn)定水稻產(chǎn)量的效應(yīng)隨年限延長呈顯著減弱趨勢，而在氮肥存在條件下，不同用量的生物質(zhì)炭對穩(wěn)定水稻產(chǎn)量均具有持續(xù)性。對于溫室氣體而言，在無氮肥條件下，生物質(zhì)炭提高土壤CH4和CO2排放的效應(yīng)呈減弱趨勢，而降低土壤N2O排放的效應(yīng)呈增強趨勢;在氮肥存在條件下，生物質(zhì)炭提高