施用生物質(zhì)炭及炭基肥對溫室氣體排放、玉米生長及土壤性質(zhì)的影響.pdf

1、目前，全球氣候變化和糧食安全問題已成為全球關(guān)注的焦點，世界各國攜手應(yīng)對氣候變化，共同推進綠色、低碳發(fā)展已成為當(dāng)今世界的主流。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為溫室氣體的重要排放源，越來越受到各國政府和專家學(xué)者的重視。利用農(nóng)作物秸稈和垃圾以及林業(yè)廢料炭化制成的生物質(zhì)炭在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已得到國際的認可，可以作為提高土壤質(zhì)量、保證糧食產(chǎn)量以及應(yīng)對氣候變化的一項重要技術(shù)。本研究以山東棕壤為研究對象，在田間設(shè)置0、20、40t·hm-2生物質(zhì)炭（分別用C0、C20、

2、C40表示）和炭基肥處理(CBF)，研究生物質(zhì)炭及炭基肥的施用對土壤理化性質(zhì)、玉米產(chǎn)量以及溫室氣體排放的影響，試圖為生物質(zhì)炭的固炭減排效應(yīng)、提高農(nóng)田土壤肥力和秸稈資源的合理利用提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果如下:
　　(1)施用生物質(zhì)炭和炭基肥對土壤溫室氣體排放、增溫潛勢(GWP)和減排的效應(yīng)強度(GHGI)的影響:與C0相比，C20、C40和CBF處理下土壤N2O的排放總量在2011和2012年分別降低了42.88％、28.48％、27

3、.23％和17.97％、20.28％、7.07％,而CO2和CH4排放量連續(xù)兩年均無顯著性差異。與C0相比，C20、C40處理下GWP(CH4+N2O)連續(xù)兩年顯著降低，分別降低了42.81％、27.53％和17.51％、19.42％,而CBF處理只在第一年顯著低于常規(guī)處理，降低了27.18％。與C0相比，C20、C40、CBF處理下GHGI(CH4+N2O)連續(xù)兩年顯著降低，2011和2012年分別降低了45.46％、29.67％、3

4、6.96％和21.39％、24.02％、11.82％。綜合連續(xù)兩年試驗結(jié)果，生物質(zhì)炭對CH4和CO2的排放沒有影響，而對于降低土壤N2O排放、GWP(CH4+N2O)、GHGI(CH4+N2O)具有持續(xù)效應(yīng)，且高用量下生物質(zhì)炭(40t·hm-2)的持續(xù)效應(yīng)連續(xù)兩年間具有穩(wěn)定性。
　　(2)施用生物質(zhì)炭和炭基肥對玉米植株性狀和產(chǎn)量的影響:與C0相比，2011年C20、C40處理的增產(chǎn)效果不顯著，而CBF處理的籽粒產(chǎn)量增加顯著，增幅達

5、10.12％;2012年C40、CBF處理下玉米籽粒產(chǎn)量顯著高于對照處理，C20、C40、CBF處理的籽粒產(chǎn)量較C0分別提高了5.55％、6.14％、7.50％。綜合兩年間產(chǎn)量結(jié)果可知，施用生物質(zhì)炭及炭基肥對穩(wěn)定和提高玉米產(chǎn)量具有持續(xù)效應(yīng)。2012年施用生物質(zhì)炭處理下玉米的增產(chǎn)效果高于2011年，而施用炭基肥處理下的產(chǎn)量和氮肥利用連續(xù)兩年顯著高于對照，其對作物增產(chǎn)和提高氮肥利用效率的效果優(yōu)于生物質(zhì)炭。
　　(3)施用生物質(zhì)炭和炭基

6、肥對土壤理化性質(zhì)的的影響:2011年，與C0相比，C20、C40處理下，土壤有機碳和全氮分別顯著增加了34.79％、44.93％和4.88％、12.20％，;C20處理的土壤容積含水量提高了10.26％～44.15％，C40處理下土壤容積含水量提高了27.72～89.30％，CBF處理的土壤容積含水量提高了0.58％～10％。2012年，不同處理土壤的容重、pH、有機碳(SOC)、全氮的變化趨勢基本與第一年保持一致，與對照相比，在C20

7、、C40處理下，土壤有機碳和全氮分別顯著增加了27.09％、38.85％和9.20％、13.79％;2012年，與C0相比，C20處理的土壤含水量在大口期顯著增加，增加36％，在其他生育時期內(nèi)增幅在7％～20％之間;C40處理的土壤含水量除了乳熟期外，其余生育期的土壤含水量均顯著性增加，增幅在10％～44％之間，而CBF處理與C0沒有顯著性差異。綜合連續(xù)兩年的數(shù)據(jù)來看，生物質(zhì)炭在提高土壤有機碳、全氮、pH，降低土壤容重和提高土壤保水性的