施用生物質(zhì)炭對(duì)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(lèi)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(shí)降低溫室氣體排放。
　　 本試驗(yàn)于2011年在四川省廣漢市西高鎮(zhèn)生物質(zhì)炭定位試驗(yàn)點(diǎn)（成立于2010年）內(nèi)進(jìn)行，在已有試驗(yàn)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(duì)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(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)綜合評(píng)價(jià)了生物質(zhì)炭對(duì)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(duì)次年土壤性質(zhì)的影響:無(wú)論是否施用氮肥，生物質(zhì)炭均提高了次年土壤有機(jī)碳、全氮和pH并同時(shí)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(shì)。生物質(zhì)炭對(duì)次年土壤溶解性有機(jī)碳、微生物碳氮和硝化活性的影響因施氮與否而異。在無(wú)氮肥條件下，不同用量生物質(zhì)炭對(duì)冷水浸提有機(jī)碳和

3、熱水浸提有機(jī)碳均沒(méi)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(jī)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(jī)碳，而不同用量生物質(zhì)炭對(duì)微生物量氮均沒(méi)有顯著影響。
　　 (2)不同氮素條件下，生物質(zhì)炭對(duì)次年水

4、稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響:在無(wú)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(shí)降低了水稻株高，但對(duì)每穗粒數(shù)、籽粒結(jié)實(shí)率、千粒重和水稻產(chǎn)量均沒(méi)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(wú)效分蘗的效應(yīng)，但對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子均沒(méi)有顯著影響。
　　 (3)生物質(zhì)炭對(duì)次年土壤溫室氣體排放的影響:在無(wú)氮肥存在下，不同用量(20和40 t·hm-2)生物質(zhì)炭對(duì)CH4和CO2排放均沒(méi)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(shí)土壤N2O排放隨著生物質(zhì)炭用量的增加呈顯著下降趨勢(shì)。對(duì)于CH4和N2O排放的溫室效應(yīng)(GWP)和溫室氣體排放強(qiáng)度(GHGI)而言，在無(wú)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(duì)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(duì)提高土壤有機(jī)碳、全氮具有穩(wěn)定的持續(xù)效應(yīng)，但生物質(zhì)炭對(duì)土壤pH和土壤容重因氮肥水平而異，在無(wú)氮條件下，生物質(zhì)炭對(duì)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(shì)，同時(shí)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(qiáng)趨勢(shì)。連續(xù)兩年內(nèi)，

7、生物質(zhì)炭對(duì)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(wú)氮肥存在下，20 t·hm-2的生物質(zhì)炭用量對(duì)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(duì)穩(wěn)定水稻產(chǎn)量的效應(yīng)隨年限延長(zhǎng)呈顯著減弱趨勢(shì)，而在氮肥存在條件下，不同用量的生物質(zhì)炭對(duì)穩(wěn)定水稻產(chǎn)量均具有持續(xù)性。對(duì)于溫室氣體而言，在無(wú)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(shì)，而降低土壤N2O排放的效應(yīng)呈增強(qiáng)趨勢(shì);在氮肥存在條件下，生物質(zhì)炭提高