不同生物碳和秸稈用量對滴灌棉花水氮利用率的影響.pdf

1、【目的】增加土壤有機(jī)碳含量,提高作物產(chǎn)量和水氮利用效率是干旱區(qū)農(nóng)田優(yōu)化管理的重要目標(biāo)。生物碳是一種含碳量高、穩(wěn)定性強(qiáng)的有機(jī)碳,可以有效增加土壤碳儲量,提高土壤肥力和生產(chǎn)力。通過研究不同氮肥用量下生物碳和棉花秸稈對滴灌棉花生長、產(chǎn)量及水氮利用效率的影響,為干旱區(qū)滴灌棉田增加土壤有機(jī)碳儲量、提高水氮利用效率提供理論依據(jù)。
　　【方法】以棉花秸稈為原料,在450℃下高溫厭氧制備生物碳。通過田間試驗(yàn)探討了不同氮肥用量下生物碳和棉花秸稈對滴

2、灌棉田土壤有機(jī)碳含量及棉花生長和水氮利用效率的影響。試驗(yàn)中施氮(N)量設(shè)三個水平:0、300、450kg·hm-2(分別以N0、N300、N450表示),其中N300處理為當(dāng)?shù)卮筇锿扑]氮肥用量。每個施氮水平下設(shè)置三種不同的生物碳和棉花秸稈用量,生物碳和棉花秸稈用量采用等碳量(0、1.40、2.80t·hm-2)設(shè)計(jì);其中,生物碳施用量分別為0、2.25、4.50t·hm-2(分別以CK、1/2BC、BC表示),棉花秸稈施用量為0、6.0

3、0、12.00t·hm-2(分別以CK、1/2ST、ST表示)。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),氮肥處理為主區(qū),生物碳和棉花秸稈處理為副區(qū),共15個處理,每個處理重復(fù)4次,共60個試驗(yàn)小區(qū)。
　　【主要結(jié)果】(1)施用生物碳和秸稈處理土壤0~60cm土層含水量分別較CK平均增加了15.3％和20.1%。秸稈處理土壤累積CO2通量顯著增加,施氮量300kg·hm-2條件下,ST和1/2ST處理土壤CO2累積通量分別較CK增加10.8%和7.6%;

4、而生物碳處理土壤CO2累積通量有所降低,BC和1/2BC處理土壤CO2累積通量分別較CK降低7.3%和6.0%。氮肥、生物碳及秸稈用量均顯著影響土壤全氮含量,不施氮肥條件下(N0),ST和1/2ST土壤全氮含量較CK分別增加26.4%和12.8%;BC、1/2BC與CK差異不大。中氮(N300)條件下,ST處理土壤全氮含量較CK增加25.9%,1/2ST土壤全氮含量與CK差異不顯著;BC和1/2BC處理土壤全氮分別較CK增加了32.3%

5、和18.7%。高氮(N450)條件下,ST處理土壤全氮含量最高,其次是BC和1/2ST處理,1/2BC與CK差異不顯著。
　　(2)秸稈處理土壤氮素凈礦化速率和氮素礦化率均顯著高于相應(yīng)等碳量施用的生物碳處理。ST和1/2ST土壤氮素凈礦化速率、氮素礦化率分別較CK增加150.6%、130.6%和117.2%、117.0%;BC和1/2BC土壤氮素凈礦化速率、氮素礦化率分別較CK增加92.1%、64.2%和61.9%、49.2%。<

6、br>　　(3)施用生物碳和棉花秸稈均能顯著促進(jìn)棉花生長、提高棉花產(chǎn)量。不施氮肥條件下,不同生物碳和秸稈處理棉花產(chǎn)量表現(xiàn)為ST>BC>1/2BC>1/2ST>CK;在施氮肥300kg·hm-2條件下,棉花產(chǎn)量的大小順序?yàn)?ST>1/2BC、1/2ST>BC>CK;而在施氮肥450kg·hm-2條件下,不同處理棉花產(chǎn)量表現(xiàn)為BC、ST>1/2BC>1/2ST、CK。
　　(4)施用生物碳和秸稈均能顯著提高棉花水氮利用效率。中氮(N3

7、00)和高氮(N450)條件下,生物碳處理(BC、1/2BC)棉花氮素吸收效率和氮肥表觀利用率較CK提高了分別提高了27.4~51.4%和14.9~37.0%;而秸稈處理(ST、1/2ST)僅提高了26.2~37.7%和5.4~20.1%。秸稈處理農(nóng)田水分利用效率和灌溉水利用效率較CK分別提高了60.5~205.8%和5.8~39.3%,生物碳處理提高了33.4~159.8%和13.2~35.1%。
　　【結(jié)論】因此,施用生物碳和