施用生物炭對紅壤和潮土種植小白菜氮素利用的影響

方 明，任天志，賴 欣，王知文，2，宋婷婷，3，陳建汶，4，李 潔*，張貴龍*

（1．農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所，天津 300191；2．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；3．沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；4．天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300380）

近年來，作為一種優(yōu)良的土壤改良劑，生物炭被廣泛應(yīng)用于改土培肥、協(xié)同增產(chǎn)等方面，對我國實現(xiàn)廢棄物資源化利用和環(huán)境保護，以及發(fā)展環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)有重要意義［1-2］。

生物炭具有多孔性、比表面積大、離子交換量大［3］等特性，能夠有效改善土壤結(jié)構(gòu)，減小水分的滲濾速度，提高土壤持水性能［4］，刺激作物根系生長和養(yǎng)分吸收［5］，進而提高作物產(chǎn)量［6］。Spokas［7］指出，目前50%的研究中生物炭能夠使作物增產(chǎn)，30%的研究顯示其對作物沒有增產(chǎn)效果，甚至20%發(fā)生減產(chǎn)。Rogovska 等［8］和王典等［9］的研究也顯示，生物炭本身攜帶的養(yǎng)分、制備過程不完全燃燒、熱解過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，及施入土壤帶來的pH 值、C/N 變化可能是導(dǎo)致作物生長差異的主要原因。Verheijen 等［10］進一步分析指出，在盆栽和田間條件下，施用生物炭對作物養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響與其施用量、土壤類型等因素顯著相關(guān)。

潮土占我國耕地面積60%，是黃淮海平原的代表性土壤［11］。紅壤占我國耕地面積的30%，是我國亞熱帶濕潤地區(qū)分布的重要耕作土壤類型。這兩類土壤均是我國大陸重要的土壤類型，空間分布上存在南北差異，成土母質(zhì)不同，且質(zhì)地、酸堿性相反。前期研究顯示，生物炭施入對兩類土壤養(yǎng)分利用、作物生長等影響不同，是由于生物炭表面具有的堿性基團，使其更易成為酸性土壤的改良劑，能夠降低氮素損失，提高氮素利用效率，促進作物生長［9］。……