生物質炭與化肥配施對連作黃瓜產量及肥料利用率的影響①

張志龍，陳效民*，李小萌，曲成闖，張 俊，黃春燕，劉云梅

生物質炭與化肥配施對連作黃瓜產量及肥料利用率的影響①

張志龍1，陳效民1*，李小萌1，曲成闖1，張 俊2，黃春燕2，劉云梅2

(1 南京農業大學資源與環境科學學院，南京 210095；2 如皋市農業科學研究所，江蘇如皋 226500)

在如皋農科所進行黃瓜大棚試驗，設置按常規施肥(計為100%，F)、減肥10%(F-10%)和減肥20%(F-20%)3個施肥水平，每個施肥水平下設置生物質炭添加量為0 t/hm2(CK )、5 t/hm2(C1)、10 t/hm2(C2)、20 t/hm2(C3)、30 t/hm2(C4)和40 t/hm2(C5) 6個處理，以CK和CF(不施生物質炭也不施化肥)處理為對照，測定和分析黃瓜產量以及肥料利用率等相關參數。結果表明，在同一施肥水平下，與CK處理相比，添加生物質炭的處理組中黃瓜產量、肥料利用率及相關指標均達到顯著增加水平(<0.05)，C5處理的黃瓜產量和氮、磷、鉀肥料利用率均達到最大值。C5處理的黃瓜產量和氮、磷、鉀肥料利用率在F處理水平下分別為27.60 t/hm2、23.75%、3.62% 和24.85%，與CK處理相比，分別提高了59.67%、337.44%、177.94% 和120.69%；在F-10% 水平下分別比CK處理提高了73.88%、163.82%、234.33% 和183.24%；在F-20% 水平下分別比CK處理提高了82.10%、148.73%、246.46% 和215.66%。在相同生物質炭添加量的處理中，化肥減施沒有造成C2、C3、C4和C5處理中的黃瓜產量降低，而肥料利用率均呈上升趨勢，在F-20% 處理水平下達到最高，其與傳統施肥相比，CK、C1、C2、C3、C4和C5的氮肥利用率分別提高了135.42%、145.96%、116.94%、70.47%、63.33% 和33.86%，磷肥利用率分別提高了69.26%、57.31%、59.78%、27.90%、67.91% 和110.99%，鉀肥利用率分別提高了27.90%、99.55%、84.75%、62.97%、60.91% 和82.94%。本試驗研究表明，生物質炭與化肥配施是減緩連作障礙的有效途徑。

黃瓜產量；肥料利用率；農學效率；偏生產力；表觀回收率

黃瓜是我國重要的大面積栽培蔬菜，市場需求大，經濟效益高，目前我國黃瓜總產量已居世界首位。但由于生產栽培條件及農田土地面積的限制和經濟利益的驅使，黃瓜連作現象普遍存在[1]。且由于缺少科學指導，存在化肥施用普遍過量的現象，這些都是導致連作障礙的重要因素。連作障礙會導致土壤養分、物理性質、微生物區系等的變化，影響作物對土壤養分的吸收，從而影響作物的產量和品質[2]。近年來，隨著對生物質炭的研究和利用，發現生物質炭能在連作土壤中發揮持久的效果，在降低土壤容重、增大土壤孔隙度、提高養分含量、增強酶活性[3]、增加微生物生物量碳氮含量、調節土壤微生態環境和降低有毒元素的生物有效性等方面具有顯著的效果[4]，但是生物質炭對連作作物的養分吸收、減肥效果及產量等方面的影響卻鮮有報道。因此，本文在黃瓜連作土壤上通過生物質炭與化肥配施，研究不同生物質炭添加量和不同施肥水平對連作黃瓜產量的影響，測定黃瓜對養分吸收過程的相關參數，探討生物質炭與減肥配施對提高連作障礙土壤中植株肥料利用效率的作用效果，為推廣生物質炭應用、改良土壤理化性狀、保護水土資源、提高作物產量和減少化肥施用量等方面提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗開始于2016年9月13日，在江蘇省如皋市農業科學研究所(120°28′54.7″E，32°22′02.7″N)的設施大棚中進行，該研究區為亞熱帶季風氣候，四季分明，雨熱同期。供試土壤類型為灰潮土，養分含量較高，土壤基本理化性質為：容重1.04 g/cm3，pH 6.44，總孔隙度60.79%，有機碳17.88 g/kg，全氮1.03 g/kg，有效磷142.12 mg/kg，速效鉀455.33 mg/kg。

供試生物質炭是小麥秸稈在500 ℃高溫下碳化而成，其基本理化性質如下：pH 10.65，全氮10.75 g/kg，全磷2.05 g/kg，全鉀37.45 g/kg，有機碳364.72 g/kg，灰分22.44%，容重0.45 g/cm3，比表面積8.9 m2/g。

供試黃瓜：博美八號。

供試化肥：金字牌15-15-15復合肥料。

1.2 試驗設計

根據添加生物質炭量，試驗共設置6個處理，分別為：CK(不施生物質炭)、C1(5 t/hm2)、C2(10 t/hm2)、C3(20 t/hm2)、C4(30 t/hm2)和C5(40 t/hm2)，每個處理3次重復，共18個小區，采用隨機區組排列。然后根據當地傳統施肥量設置減施化肥處理，將每個試驗處理分成3等份的小區，每個小區面積為7 m2，中間用田埂隔開，設計3個化肥施用量，分別為 F (傳統施肥量，1 t/hm2)、F-10% (減少10%，0.9 t/hm2)和F-20% (減少20%，0.8 t/hm2)，并設置空白組CF(不施生物質炭也不施化肥)。生物質炭于第一季黃瓜種植前施入土壤，以后不再施加，化肥在每季黃瓜苗期移植前施入土壤。黃瓜每年連作兩季，在黃瓜生長31 d的苗期同一天移入試驗大棚中。試驗期間，按照設施大棚標準措施管理，根據黃瓜生長狀況適當澆水和除草，以滿足黃瓜的正常生長條件。

1.3 樣品采集和制備

在連作黃瓜第5季的成熟期，采用S型路線采集0 ~ 20 cm土樣，每個小區采集5個點，混合均勻后作為一個小區的代表性樣品。將一部分鮮土立即挑去動植物殘體及石塊等，過2 mm篩放入4 ℃培養箱密封保存。另一部分于室內晾干后，挑去動植物殘體及石塊等，磨碎后全部通過2 mm篩，保存在廣口瓶中備用。

在第5季連作黃瓜成熟期采集植株樣，每個小區隨機選擇3株，將黃瓜根部從土壤中挖出，清洗干凈，并用吸水紙除去表面水分，將根、莖葉、果實用剪刀剪開，分別封進信封袋中。先將鮮樣在80 ~ 90 ℃烘箱中烘15 ~ 30 min，然后降溫至60 ~ 70 ℃，除盡水分，最后在粉碎機中磨碎并過篩，保存在廣口瓶待測。

1.4 測試項目及方法

土壤NH4+-N采用KCl浸提–蒸餾法測定，NO– 3-N采用酚二磺酸比色法測定，有效磷采用NaHCO3浸提–分光光度法測定，速效鉀采用NH4OAc浸提–火焰光度法測定。

植物全氮采用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法測定；全磷采用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法測定；全鉀采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度計法測定。

氮(磷、鉀)肥利用率(%)=[(施肥區黃瓜吸收氮(磷、鉀)量–不施肥區黃瓜吸收氮(磷、鉀)量)/ 氮(磷、鉀)肥施用量]×100

氮(磷、鉀)肥農學效率(kg/kg)=[施氮(磷、鉀)區產量–不施氮(磷、鉀)區產量]/ 氮(磷、鉀)肥施用量

氮(磷、鉀)肥偏生產力(kg/kg)=施氮(磷、鉀)區產量/氮(磷、鉀)肥施用量

表觀回收率(%)=(施肥區地上部養分吸收量–不施肥區地上部養分吸收量)/施肥量×100

1.5 數據分析

試驗數據采用Excel進行相關的數據計算和圖表繪制，采用SPSS19.0進行聚類分析和雙變量相關性分析，通過Duncan法進行多變量顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 生物質炭與化肥配施對連作黃瓜肥料利用率的影響

由圖1可知，在同一個生物質炭處理組中，隨著化肥減施，黃瓜對氮、磷、鉀肥利用率均呈上升趨勢。在CK組中，隨著化肥減施，氮、磷、鉀肥利用率最多分別提高了7.35、0.90和3.14個百分點。相比CK組的單個元素肥利用效率的提高幅度，C1、C2、C3、C4和C5處理組的氮、磷、鉀肥利用率最少分別提高了8.05、0.94和13.22個百分點，均超過CK組的提升幅度，說明添加生物質炭可以增加減肥處理帶來的氮、磷、鉀肥利用率提升效果，大大促進了黃瓜對土壤中氮、磷、鉀養分的吸收利用。在同一個施肥水平下，C1、C2、C3、C4和C5處理的氮、磷、鉀肥利用率相比CK處理均顯著提高(<0.05)，且在C5處理時達到最大值。在F水平下的C5處理，氮、磷、鉀肥利用率比CK處理分別提高了337.38%、178.46% 和120.69%；在F-10% 水平下的最大值比最低值分別提高了163.95%、235.19% 和183.22%；在F-20% 水平中最大值比最低值分別提高了148.83%、246.82% 和215.69%；說明添加生物質炭可以顯著提高連作黃瓜的肥料利用率，減少化肥的損失，促進作物生長發育。

2.2 生物質炭與化肥配施對連作黃瓜養分利用參數的影響

由表1可知，減量施肥能提高生物質炭處理的氮磷鉀肥農學效率、偏生產力及表觀回收率，其變化規律為F

同一施肥水平下氮、磷、鉀肥的農學效率、偏生產力、表觀回收率均表現為隨著生物質炭添加量增加而上升的趨勢，并且C1、C2、C3、C4和C5處理與CK相比差異均顯著(<0.05)，且在C5處理時達到最高。F水平下C1 ~ C5處理的農學效率較CK提高了30.40% ~ 128.62%，偏生產力提高了14.10% ~ 59.67%，氮、磷、鉀肥表觀回收率分別提高了45.76% ~ 197.47%、57.17% ~ 132.62% 和13.46% ~ 102.34%。在F-10% 和F-20% 處理的施肥水平下，各指標的變化趨勢與常規施肥處理基本一致。

2.3 生物質炭與化肥配施對土壤養分的影響

由表2可知，在同一生物質炭處理組中，隨著化肥減施，土壤中NH4+-N、NO– 3-N、有效磷和速效鉀含量也隨之降低，其變化趨勢均為F>F-10%>F-20%，說明降低化肥施用量會減少土壤中有效養分含量。在同一化肥施用量水平下不同生物質炭處理中各養分含量的變化趨勢均表現為CK

表1 生物質炭與化肥配施對黃瓜氮、磷、鉀利用效率參數的影響

注：表中同一行數據小寫字母不同表示同一施肥水平不同生物質炭處理間差異達<0.05顯著水平。

表2 生物質炭與化肥配施對土壤養分的影響

注：表中同列數據小寫字母不同表示同一施肥水平下不同生物質炭處理間差異達<0.05顯著水平。

2.4 生物質炭與化肥配施對連作黃瓜產量的影響

由圖2可知，在未添加生物質炭的CK組中，各施肥水平下的黃瓜產量均為最低，并隨著化肥的減施黃瓜產量呈現下降趨勢。在C1組中，F施肥水平下的黃瓜產量高于F-10% 和F-20% 處理，但F-10% 和F-20% 處理的黃瓜產量并沒有明顯的差異。在C2 ~ C5各處理組中，3種施肥水平下的黃瓜產量也沒有明顯的差異，說明添加生物質炭在黃瓜不減產的條件下可以降低化肥的施用量。在同一個施肥水平下，不同生物質炭處理間隨著生物質炭添加量的增加，黃瓜產量呈現上升趨勢，在C5處理中達到最大值，3個施肥水平下黃瓜產量分別為27.60、26.60 和27.86 t/hm2，比CK處理分別提高了59.63%、67.51% 和82.09%，說明添加生物質炭可以顯著提高黃瓜產量(<0.05)。

2.5 不同指標之間的相關性

由表3可知，黃瓜產量與農學效率、偏生產力、氮肥利用率、磷肥利用率、鉀肥利用率、氮肥表觀回收率、磷肥表觀回收率、鉀肥表觀回收率和生物質炭添加量的相關性指數分別為0.954、0.885、0.771、0.795、0.768、0.773、0.799、0.760和0.973，均呈極顯著正相關關系，與施肥量的相關性指數為0.017，呈正相關關系；農學效率、偏生產力、氮(磷、鉀)肥料利用率、氮(磷、鉀) 肥表觀回收率相互之間均呈極顯著正相關關系；施肥量與農學效率、偏生產力、氮(磷、鉀)肥料利用率、氮(磷、鉀) 肥表觀回收率之間均呈負相關關系，其中與氮(磷、鉀)肥料利用率、氮(磷、鉀) 肥表觀回收率呈顯著負相關關系。

表3 各指標與生物質炭添加量和施肥量之間相關性

注：*、**分別表示指標間相關性達<0.05和<0.01顯著水平；AE：農學效率；PFP：偏生產力；FUEN：氮肥利用率；FUEP：磷肥利用率；FUEK：鉀肥利用率；REN：氮肥表觀回收率；REP：磷肥表觀回收率；REK：鉀肥表觀回收率。

2.6 生物質炭和化肥配施對黃瓜產量及肥料利用效率的聚類分析

對不同生物質炭與化肥配施處理下的連作黃瓜產量及肥料利用效率的作用效果進行聚類分析(圖3)，在歐氏距離為3.0時，所有的處理可以分為5類。

第一類包括F施肥水平下的C1、C2、C3處理和F-10% 施肥水平下的C1、C2處理，黃瓜產量范圍為19.21 ~ 20.82 t/hm2，氮、磷、鉀肥利用率范圍分別為9.79% ~ 15.62%、2.50% ~ 3.38% 和13.74% ~ 21.77%。

第二類包括F、F-10%、F-20% 3個施肥水平下的CK處理，黃瓜產量范圍為15.30 ~ 17.29 t/hm2，氮、磷、鉀肥利用率范圍分別為5.43% ~ 12.78%、1.30% ~ 2.20% 和11.26% ~ 14.40%。

第三類包括F-10% 施肥水平下的C5處理和F-20% 施肥水平下的C4、C5處理，黃瓜產量范圍為26.08 ~ 27.86 t/hm2，氮、磷、鉀肥利用率范圍分別為30.49% ~ 31.80%、5.43% ~ 7.63% 和36.79% ~ 45.46%。

第四類包括F-20% 施肥水平下的C1、C2、C3處理，黃瓜產量范圍為19.11 ~ 23.20 t/hm2，氮、磷、鉀肥利用率范圍分別為24.08% ~ 26.63%、3.93% ~ 4.32% 和27.42% ~ 34.21%。

第五類包括F施肥水平下的C4、C5處理和F-10% 施肥水平下的C3、C4處理，黃瓜產量范圍為23.55 ~ 27.60 t/hm2，氮、磷、鉀肥利用率范圍分別為18.67% ~ 24.06%、3.54% ~ 4.54% 和23.67% ~ 25.38%。

綜上所述，黃瓜產量最高的是第三類，其次是第五類；氮肥利用率最高的是第三類，其次是第四類；磷肥利用率最高的是第三類，其次是第四類和第五類；鉀肥利用率最高的是第三類，其次是第四類。

3 討論

3.1 生物質炭對肥料利用率的影響

土壤的肥力指標能夠反映出土壤對作物的養分供給能力和保證作物正常生長的能力，肥料利用率與作物的營養需求和土壤及肥料能夠提供的養分含量密切相關[5]，土壤中有效養分含量是影響肥料利用率的重要指標。本試驗研究表明，添加生物質炭可以提高土壤中氮、磷、鉀的有效態含量，其變化規律與周桂玉等[6]、韓召強等[3]的研究結果基本一致。生物質炭中的養分主要以碳酸鹽的形式存在[7]，其礦質養分含量低，直接的養分作用是有限的[8]，在連作土壤中添加生物質炭，可以大大增加土壤對K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NH4+的吸持能力[9]，直接降低了土壤養分的淋失，間接提高了肥料利用率[10]。添加量比較大的處理組，隨著連作次數的增加，生物質炭中的碳酸鹽養分隨著中和土壤中的酸性物質而不斷交換釋放到土壤中消耗掉，尤其在連作4季后，生物質炭本身所含養分基本消耗殆盡[11]，所吸持養分基本來自外源化肥。生物質炭一方面通過改善土壤理化性質影響氮素的循環過程，另一方面通過其多孔特性和巨大的比表面積吸附固持氮素養分，進而提高了土壤中有效態氮素含量，而生物質炭對土壤中酚類化合物的吸收以及提高土壤中氨氧化細菌的豐度也能夠促進土壤中的硝化作用，進而提高土壤中的NO– 3-N含量[12-13]。土壤中有效磷含量的增加是因為生物質炭通過降低對磷的吸附增強了磷的有效性[14]，較高pH和CEC的生物質炭可以減少鐵和鋁的交換量進而增加磷的活性[15]。而土壤中有效性鉀含量升高的原因是生物質炭通過與土壤中的鋁離子和氫離子交換，間接提高了土壤有效鉀含量[16]。因此，向連作土壤中添加生物質炭可以提高土壤中的有效性氮磷鉀含量，從而提高黃瓜對有效養分的吸收量，增大其肥料利用率。

3.2 生物質炭對土壤質量的改良機制

生物質炭具有豐富的孔隙結構和巨大的比表面積，添加到土壤中可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，它為黃瓜根系的生長提供了一個廣闊的生長空間[17]，其多孔的結構特性，也有利于土壤儲存水分[18]，以備作物生育期吸收利用；生物質炭加深了土壤顏色，可以吸收更多的熱量，從而提高土壤溫度[19]，更有利于土壤微生物及植物根系的生長；連作土壤呈酸性或微酸性，導致土壤養分嚴重淋失，而高溫裂解的生物質炭具有更少的酸性揮發物及更多的灰分，因此它提高了土壤pH，這些為作物的增產提供了良好的土壤環境。隨著生物質炭在土壤中作用時間延長，生物質炭被氧化產生羧基等官能團，使土壤陽離子交換量增大，生物質炭也可以產生正負電荷，可以吸持土壤中以及化肥中的有效養分，延緩肥料養分在土壤中釋放和降低淋洗損失，從而提高土壤保肥能力和緩沖性能，為植株提供持續穩定的養分。以上生物質炭的種種優勢改善了連作土壤的理化性質，而導致黃瓜減產的直接原因是土壤生物病原菌和植物寄生性線蟲[20]。隨著連作年限增加，生物質炭長期在土壤中易被氧化成腐殖質，其優越的孔隙結構和比表面積，可以使各種反應酶與反應底物結合，加速酶促反應的發生[21]；豐富的孔隙結構也為土壤微生物提供了可棲息生活的微環境，生物質炭中含有一些低分子易分解的有機化合物，是微生物易分解碳源，有利于提高土壤微生物生物量和活性[22]。有研究表明，向微酸性土壤中添加生物質炭，能明顯改良土壤根際微生物群落結構，提高土壤根際細菌和真菌的豐度，維持土壤根際微生態平衡，使根際微生態環境更有利于根系生長。

3.3 生物質炭與減量施肥對黃瓜產量的影響

Tan等[23]和張功臣[24]等的研究顯示向連作土壤中添加生物質炭可以提高作物產量及品質。本試驗研究表明，生物質炭與化肥配施，與單施化肥或單施生物質炭處理相比，黃瓜產量、肥料利用率、農學效率、偏生產力和表觀回收率均有不同程度的提高，且在相同水平的施肥處理中隨著生物質炭量的增加，連作黃瓜的產量、肥料利用率、農學效率、偏生產力和表觀回收率均隨之提高；當化肥施用量比傳統施肥量減少10% 或20% 時，添加生物質炭量超過10 t/hm2 的炭– 肥配施處理，如：C2、C3、C4和C5組的黃瓜產量并未出現減產現象，且所施養分的肥料利用率、農學效率、偏生產力和表觀回收率均有不同程度的提高。由相關分析可知，黃瓜產量與肥料利用率、農學效率、偏生產力、表觀回收率及生物質炭添加量呈極顯著正相關關系。由此可以得出，生物質炭通過改善土壤中有效養分狀況，提高所施養分的肥料利用率和表觀回收率，提高了所施養分的農學效率和偏生產力，從而使黃瓜增產。以上結果可能的原因為：①生物質炭具有極大的比表面積和孔隙度[25-26]以及表面高密度的負電荷，可以容納并固定土壤中大量的無機離子及有機化合物[27-28]，因此具有良好的緩釋作用[29-30]，土壤中攝入的有效養分在生物質炭中被大量保留，避免了有效養分的淋溶流失或揮發損失，為植物的生長提供了穩定長效的養分源；②生物質炭提高了如固氮菌[31]、硝化細菌等的根際微生物活性，向土壤中不斷提供養分，補充了土壤中的消耗，增加了土壤中養分含量；③當地傳統的施肥量過高，導致土壤中積累了各種化學鹽分，造成土壤養分失調，理化性質變差，土壤性狀惡化[32]，而減少施肥量，降低了土壤對鹽基離子的攝入量，從而減緩了土壤連作障礙；④過量的化肥施用，使養分吸收量與施肥量之比降低從而使肥料利用率過低，反之化肥減施后對黃瓜的肥料利用率有促進作用。由此可見，向連作土壤中添加生物質炭可以通過改善土壤理化性質和根際生態環境來提高作物的養分吸收從而達到減施化肥和增產的目的。

4 結論

1)與單施生物質炭或化肥處理相比，生物質炭與化肥配施，可以顯著提高連作黃瓜的產量、肥料利用率、農學效率、偏生產力及表觀回收率。生物質炭與化肥配施可以明顯提高連作土壤養分含量。

2)在同水平施肥條件下，添加生物質炭，可以提高黃瓜產量、肥料利用率、農學效率、偏生產力及表觀回收率。

3)生物質炭添加量為10 ~ 40 t/hm2時，減施化肥10% ~ 20%，不會引起黃瓜減產，且對連作黃瓜的肥料利用率、農學效率、偏生產力及表觀回收率起到促進作用。

4)減施化肥10% 與40 t/hm2生物質炭、減施化肥20% 與30 ~ 40 t/hm2生物質炭的化肥與生物質炭配比對黃瓜產量及肥料利用率等方面具有最高的綜合效率，是比較高效的施肥模式。

5)通過生物質炭對連作土壤養分的平衡作用，彌補了化肥施用過量或施用不足導致的對作物的消極影響，從而促進黃瓜的生長，提高了產量。

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Effects of Biochar Combined with Fertilizer on Cucumber Yield and Fertilizer Use Efficiency Under Continuous Cropping

ZHANG Zhilong1, CHEN Xiaomin1*, LI Xiaomeng1, QU Chengchuang1, ZHANG Jun2, HUANG Chunyan2, LIU Yunmei2

(1 College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2 Rugao Institute of Agricultural Sciences, Rugao, Jiangsu 226500, China)

The effects of biochar combined with fertilizer on cucumber yield and fertilizer use efficiency were investigated by a field experiment in order to provide a scientific basis for the improvement of fertilizer use efficiency and cucumber production. The field experiments were carried on the fluvo-aquic soil in Rugao city of Jiangsu Province, in which three fertilization levels were designed: 1) traditional fertilization (F), 2) reduce 10% fertilization (F-10%), and 3) reduce 20% fertilization (F-20%). For each fertilization level, six biochar application rates were setup (0, 5, 10, 20, 30 and 40 t/hm2, designated as CK, C1, C2, C3, C4 and C5, respectively), with CK and CF (no biochar and no fertilization) as control. The results showed that, compared with CK at all fertilization levels, biochar treatments significantly increased cucumber yield, fertilizer use efficiency and related indicators (<0.05). At F fertilization level, cucumber yield and N, P and K fertilizer use efficiencies in C5 treatments were 27.60 t/hm2, 23.75%, 3.62%, and 24.85%, respectively, which increased by 59.67%, 337.44%, 177.94% and 120.69% compared with CK; At F-10% fertilization level, compared to CK, cucumber yield and N, P and K fertilizer use efficiencies in C5 treatments increased by 73.88%, 163.82%, 234.33% and 183.24%, respectively. At F-20% fertilization level, compared with CK, cucumber yield and N, P and K fertilizer use efficiencies in C5 treatments increased by 82.10%, 148.73%, 246.46% and 215.66%, respectively. In the same biochar rate treatments, cucumber yield was not reduced in C2, C3, C4 and C5 treatments, but the fertilizer use efficiency was significantly increased, which reached the highest at F-20% fertilization level, compared with F fertilization level, N fertilizer use efficiencies in CK, C1, C2, C3, C4 and C5 treatments increased by 135.42%, 145.96%, 116.94%, 70.47%, 63.33% and 33.86% respectively, P fertilizer use efficiencies increased by 69.26%, 57.31%, 59.78%, 27.90%, 67.91% and 110.99%, respectively, K fertilizer use efficiencies increased by 27.90%, 99.55%, 84.75%, 62.97%, 60.91% and 82.94%, respectively. This study proves further biochar combined with fertilizer is an effective way to alleviate the obstacles of continuous cropping of cucumber.

Cucumber yield; Fertilizer use efficiency; Agronomy efficiency; Partial factor productivity; Recovery efficiency

S154.4；S157.2

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.01.007

張志龍, 陳效民, 李小萌, 等. 生物質炭與化肥配施對連作黃瓜產量及肥料利用率的影響. 土壤, 2021, 53(1): 47–54.

國家重點研發計劃項目(2016YFD0200305)、土壤與農業可持續發展國家重點實驗項目(Y20160038)和中國博士后基金項目(2016M591884)資助。

(xmchen@njau.edu.cn)

張志龍(1994—)，男，山東菏澤人，碩士研究生，主要從事土壤氮素遷移轉化過程研究。E-mail：zhangzhilong @issas.ac.cn