生物炭對(duì)稻田土壤持水保肥及水稻生長(zhǎng)的影響研究.pdf

1、用水量大，肥料流失嚴(yán)重是華中地區(qū)水稻生產(chǎn)面臨的一大主要制約因素，如何提高水稻水肥利用率，保障糧食增產(chǎn)和水質(zhì)安全是我國(guó)南方稻作區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境治理研究的熱點(diǎn)。近幾年，生物炭作為一種新型環(huán)境材料的出現(xiàn)在改善土壤質(zhì)量、提高作物水肥利用率以及提高作物產(chǎn)量方面具有應(yīng)用前景。本研究針對(duì)華中地區(qū)水稻生產(chǎn)水肥利用率低的現(xiàn)狀，運(yùn)用室內(nèi)土柱模擬和大田試驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了通過添加生物炭對(duì)增強(qiáng)稻田土壤持水性能，減少土壤氮素淋失，提高水稻產(chǎn)量等方面的可

2、行性,為生物炭在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用提供參考。已完成的主要研究結(jié)果如下：
　?。?）施加生物炭能夠有效降低土壤容重，增加土壤水分含量，施炭比為0%～8%范圍內(nèi)，炭土質(zhì)量比與土壤含水量之間滿足良好的二次多項(xiàng)式關(guān)系，從擬合二次多項(xiàng)式曲線上看，飽和含水量與田間持水量的增加速度均隨著施炭量的增加而減緩。Van Genuchten-Mualem模型能夠較好的擬合添加生物炭后土樣水分特征曲線，模擬結(jié)果顯示，土壤的飽和含水量與殘余含水量均隨著生物炭施加

3、量的增大而提高，在同一土壤水吸力下，土壤水分含量與施炭量成正相關(guān)，以此得出施加生物炭能夠提高土壤的持水能力。
　　（2）為期92天的土柱淋溶試驗(yàn)結(jié)果表明，施加生物炭減少了土壤淋失液體積，當(dāng)炭土質(zhì)量比達(dá)到2%時(shí)，可顯著降低土壤累積淋失液體積，隨著炭土質(zhì)量比的增大，土壤累積淋失液體積越小。四種施炭量均減少了NH4+-N的累積淋失量，隨著施炭量增多，NH4+-N的累積淋失量越少，炭土質(zhì)量比達(dá)到4%時(shí)可顯著（P＜0.05）減少NH4+-N

4、的累積淋失量；1%炭土質(zhì)量比顯著（P＜0.05）抑制NO3--N的淋失,但當(dāng)炭土質(zhì)量比達(dá)到2%時(shí)NO3--N的淋失量有所增加，且隨著炭土質(zhì)量比的增大，NO3--N淋失的越多，炭土質(zhì)量比為8%時(shí)達(dá)到顯著性水平（P＜0.05）。
　?。?）水炭耦合對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的大田試驗(yàn)研究結(jié)果表明，與常規(guī)灌溉A相比，控制灌溉B處理水稻莖蘗數(shù)、株高、LAI受到了輕微的抑制，水稻產(chǎn)量略有下降但耗水量明顯降低，平均減少了25.83%，水稻的水分生產(chǎn)率平

5、均提高了32.93%；控制灌溉C不僅促進(jìn)了水稻地上部分生長(zhǎng)，提高了水稻的產(chǎn)量，而且耗水量得到明顯降低。在兩種控制灌溉條件下，施加生物炭均促進(jìn)了水稻地面部分的生長(zhǎng)，水稻的產(chǎn)量最大增加量為210.73kg/hm2，水分生產(chǎn)率最大提高了0.3kg/m3，而在常規(guī)灌溉條件下，施加生物炭處理對(duì)水稻地面部分生長(zhǎng)影響不大，生物炭施加量為10t/hm2時(shí)沒有提高水稻產(chǎn)量，施加量為20t/hm2時(shí)水稻產(chǎn)量增加了94.1kg/hm2，相比未施炭處理施加生物

6、炭均提高了水稻水分生產(chǎn)率。控制灌溉C與20t/hm2生物炭量相結(jié)合為此次試驗(yàn)最合理的處理方式。
　　（4）氮炭耦合對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的大田試驗(yàn)研究結(jié)果表明，相比低氮處理，中氮條件下水稻的莖蘗數(shù)、株高以及LAI均有明顯的增加，水稻的平均有效穗數(shù)和產(chǎn)量分別提高了11.63%和21.69%，水分生產(chǎn)率平均增加了0.13kg/m3，但隨著施氮量的繼續(xù)增加，水稻的生長(zhǎng)及產(chǎn)量并沒有得到有效促進(jìn)；中氮和高氮條件下施加生物炭不能有效的提高水稻的莖蘗