生物炭施用對夏填閑甜高粱氮素吸收及土壤氮層間運移的影響

喬亞振 王大鳳 盧樹昌 李夏雯 譚婷婷 陳霖 林子欣 郭蓉

摘? ? 要：集約化設施土壤氮素積累日益嚴重，導致土壤氮素環境風險增大。試驗不同用量水平生物炭，即0%，0.5%，2%，4%，8%等5個處理，研究生物炭施用對夏填閑甜高粱氮素吸收及土壤氮素變化的影響。結果表明，隨著生物炭用量增加，飼用甜高粱總生物量和總吸氮量呈現先增加后減少的趨勢，2%生物炭處理吸收設施土壤氮素效果最好，吸氮量為194.95 kg·hm-2，0.5%生物炭處理次之，吸氮量為158.54 kg·hm-2。甜高粱種植前后，土壤全氮含量和土壤硝態氮含量均顯著降低，減少幅度也是先增大后減小，其中2%和0.5%生物炭處理對土壤氮層間運移有良好阻控效果。5個生物炭處理中，全氮含量在2%生物炭處理降幅最大為35.49%，土壤表層硝態氮含量亦以2%生物炭處理降幅最大為69.7%，0.5%生物炭處理次之，為65.4%。綜上，在本試驗條件下，0.5%～2%生物炭施用水平對降低設施土壤氮素環境風險有顯著效果。

關鍵詞：生物炭;設施土壤;氮素吸收;運移

中圖分類號：S514;S156.2? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.03.011

Effects of Biochar Application on Nitrogen Absorption of Summer Catch Sweet Sorghum and Nitrogen Transport Between Soil Layers

QIAO Yazhen， WANG Dafeng， LU Shuchang， LI Xiawen， TAN Tingting， CHEN Lin， LIN Zixin， GUO Rong

（College of Agronomy and Resource Environment， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）

Abstract：Soil nitrogen accumulation in intensive facilities is becoming more and more serious， which leads to the increase of soil nitrogen environmental risk. The experiment was conducted with biochar and sweet sorghum， five different biochar levels including 0%， 0.5%， 2%， 4%， and 8% were set， and the effects of biochar application on nitrogen absorption of sweet sorghum and soil nitrogen change were studied. The results showed that with the increase of biochar dosage， the total biomass and nitrogen uptake of forage sweet sorghum showed a trend of first increase and then decrease， 2% biochar treatment had the best effect of absorbing soil nitrogen， and the nitrogen uptake was 194.95 kg·hm-2， followed by 0.5% biochar treatment， which was 158.54 kg·hm-2.Before and after planting sweet sorghum， soil total nitrogen content and soil nitrate nitrogen content decreased significantly， and the reduction range also showed a trend of increased first and then decreased， in which 2% and 0.5% biochar treatment had a good control effect on soil nitrogen interlayer transport.Among the five biochar treatments，the total nitrogen content of 2% biochar treatment decreased by 35.49%，the surface nitrate nitrogen content in 2% and 0.5% biochar treatment decreased by 69.7%， 65.4%， respectively.In comprehensively， 0.5%-2% biochar application level werethe optimal level， which had a significant effect on reducing the environmental risk of nitrogen in greenhouse soil.

Key words： biochar; greenhouse soil; nitrogen absorption; transport

2.3.3 飼用甜高粱種植前后設施土壤硝態氮層間運移狀況 如圖4所示，種植飼用甜高粱后不同土層中硝態氮含量與種植前相比大多都有所降低。其中，0～30 cm硝態氮含量降低幅度最大的為C3處理，30～60 cm和60～90 cm降低幅度最大的為C4處理，90～120 cm土層中硝態氮降幅最大的處理是C1;除C4處理90～120 cm土層硝態氮含量較種植前有所增加以及C1在30～60 cm土層硝態氮有部分上升外，其他處理較種植前均有所降低。4個土層硝態氮降幅的總值及平均值變化趨勢均為C3>C2>C4>C5>C1，其中最佳處理為C3，即2%生物炭施用水平下硝態氮含量降低最為明顯。

3 結論與討論

本研究發現，隨著土壤中生物炭含量的增加，作物的生物量和吸氮量均呈現先增加后減少的趨勢，即在一定范圍內施加生物炭可以促進飼用甜高粱的生長，這與余端等[14]的研究結論一致;從設施土壤氮素含量變化情況來看，2%生物炭施用水平下種植飼用甜高粱可以更好地降低設施土壤全氮含量以及表層硝態氮含量，而0.5%生物炭施用水平下效果僅次之。同時，飼用甜高粱硝態氮其他土層含量種植后較種植前相比均有所降低，說明施用生物炭均能顯著降低設施土壤硝態氮含量，降低設施土壤氮素環境風險;李建榮等[15]研究土壤中8 t·hm-2生物炭促進植株生長發育、提高作物產量較為合適的選擇，與本實驗最佳用量不同，考慮其原因可能是由于其研究是與氮肥共同施用，且種植作物為玉米，所以產生用量的不同;種植甜高粱前后C4（4%）處理90～120 cm土層硝態氮含量較種植前有所增加，可能是在作物生長過程硝態氮出現了向下淋洗的問題，C1（0%）在30～60 cm土層硝態氮有部分上升，可能是由于在作物生長過程中出現了硝態氮的積累。

從飼用甜高粱生物量、吸氮量來看，C3處理較好，即2%生物炭施用水平下能更好的促進飼用甜高粱生長，在土壤氮運移方面，C3（2%）處理較好，C2（0.5%）處理次之，能夠很好的阻控土壤氮素層間運移，有效降低設施土壤氮素環境風險。綜合來看，0.5%～2%生物炭水平為適宜水平。

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