生物炭與氮肥配施在玉米生產(chǎn)中的應(yīng)用

王闖 王春蓮 宋林

摘 要：玉米作為我國種植面積廣泛的糧食作物之一，提高氮肥利用率是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的必然趨勢。生物炭孔隙發(fā)達、吸附性好、官能團種類多樣、陽離子交換能力強等特性，賦予了其改良土壤環(huán)境、提高氮肥利用率的潛力。該文在總結(jié)生物炭和氮肥利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了生物炭對土壤氮素及質(zhì)量的影響，以及生物炭配施氮肥對玉米產(chǎn)量及氮效率的影響，并展望了生物炭配施氮肥在玉米生產(chǎn)上的應(yīng)用前景，旨在為生物炭與氮肥配施在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：生物炭;氮肥;玉米;應(yīng)用

中圖分類號 S513? 文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）20-0089-03

Application and Prospect of Combined Application of Biochar and Nitrogen Fertilizer in Maize Production

WANG Chuang et al.

（College of Agriculture， Eastern Liaoning University， Dandong 118003， China）

Abstract： As one of the grain crops with a wide area of cultivation in China， improving the utilization rate of nitrogen fertilizer is an inevitable trend of high-yield and high-quality development of corn. The characteristics of developed biochar pores， good adsorption，a variety of functional groups and strong cation exchange ability give it the potential to improve the soil environment and improve the utilization rate of nitrogen fertilizer. Based on the summary of the current situation of biochar and nitrogen fertilizer utilization， this paper summarizes the effect of biochar on soil nitrogen and quality， briefly describes the impact of combined application of biochar and nitrogen fertilizer? on maize yield and nitrogen efficiency， and analyzes the application and prospect of combined application of biochar and nitrogen fertilizer in maize production. It is designed to provide reference for the application of combined application of biochar and nitrogen fertilizer in agricultural production.

Key words： Biochar; Nitrogen fertilizer; Maize; Application

玉米是我國種植面積廣闊的糧食作物之一，不僅是人類和家禽家畜重要的食物來源，也是食品、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域必不可少的原材料。玉米產(chǎn)業(yè)聯(lián)系著畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，關(guān)乎人們的生活[1]。玉米生產(chǎn)關(guān)乎著糧食安全和國民經(jīng)濟的發(fā)展，提高玉米產(chǎn)量及品質(zhì)已經(jīng)成為行業(yè)關(guān)注的焦點。但是玉米連作、盲目施加氮肥導(dǎo)致土壤酸化板結(jié)、氮效率低等問題，嚴重影響了玉米的生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)。為了更好地提高氮肥的利用率，科研工作者正致力于尋找解決方法。近幾年來，生物炭引起了很多的關(guān)注，其獨特的物理、化學(xué)等特性，不僅可以改良土壤環(huán)境，還能提高氮利用率。

1 生物炭利用現(xiàn)狀

目前，生物炭在能源、環(huán)境、化工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都起著不可忽視的作用[2]。生物炭是有機廢棄物材料在缺氧條件下，高溫?zé)峤舛a(chǎn)生吸附性強且穩(wěn)定性好的高碳固體物質(zhì)[3]。其獨特的特性越來越引起了國內(nèi)外科研工作者的關(guān)注。全球科研工作者對生物炭在環(huán)境治理、土壤的改善與修復(fù)、重金屬離子的吸附、作物產(chǎn)量品質(zhì)的提高等都進行了大量的研究，并取得了一些重要的成果[4]。但是許多研究成果都是不全面、不系統(tǒng)，還需要深入的拓展完善。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生物炭與肥料配施具有良好的發(fā)展前景，研究表明，生物炭配施肥料比兩者單獨施用對作物的生長和產(chǎn)量都更高效穩(wěn)定[3]。

2 氮肥利用現(xiàn)狀

氮是作物生長發(fā)育過程中的必需元素之一，是決定作物生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。為了實現(xiàn)高產(chǎn)，農(nóng)民盲目大量施加氮肥，導(dǎo)致自然界氮平衡失調(diào)，氮肥利用率下降。于飛等[5]研究表明，作物的氮肥利用率低于40%，大部分散失到環(huán)境中，造成土壤酸化板結(jié)、水體和地下水污染、溫室效應(yīng)加重等問題。過量施氮不僅不能提高作物的產(chǎn)量還會增加成本的投入，對環(huán)境造成污染。然而，合理有效地施用氮肥，可以實現(xiàn)增產(chǎn)增效與保護綠水青山協(xié)同發(fā)展。目前，人們主要通過測土配方施肥、分期施肥、深施氮肥、施加緩/控釋肥、添加硝化抑制劑或脲酶抑制劑以及有機肥料配施氮肥等措施來提高氮肥的利用率[6]。

3 生物炭對土壤氮素及理化性質(zhì)的影響