生物炭对土壤肥力、作物生长及养分吸收的影响

摘要

当前全球大气二氧化碳浓度逐渐升高，生物炭可以作为固碳减排的一种手段。生物炭施入土壤能够固定土壤中的有机碳，减缓温室气体的排放；还能够增加植物的养分吸收，提高作物产量。实验为田间微域实验，采用低温热解小麦生物炭，研究生物炭对玉米和小麦生长、氮磷钾养分吸收和土壤化学性状的影响。
　　 (1)不同用量(0 t·hm-2，2.4 t·hm-2，12t·hm-2，48 t·hm-2)低温热解(400℃)的生物炭施入水稻土壤，通过对玉米苗期植株和土壤的分析，笔者发现，在玉米苗期的前33天，生物炭(48 t·hm-2)对玉米株高的生长有显著抑制作用，但随着玉米的生长发育，生物炭的抑制作用逐渐消失。收获时(播种后60天)，生物炭对玉米植株干重和氮磷养分的吸收量没有显著影响；生物炭(12 t·hm-2，48 t·hm-2)能显著提高土壤全氮和有机碳含量，但对土壤全磷、有效磷和pH值没有显著影响。土壤全氮、有机碳含量随生物炭用量(0 t·hm-2，2.4 t·hm-2，12t·hm-2，48 t·hm-2)的增加而增加，与生物炭用量呈显著正相关。
　　 (2)不同用量(0 t·hm-2，2.4 t·hm-2，12t·hm-2，48 t·hm-2)低温热解(400℃)的生物炭施入红壤和水稻土壤，通过对小麦植株和土壤的元素分析，笔者研究发现，土壤有机碳含量与生物炭用量呈极显著线性相关；12 t·hm-2、48 t·hm-2红壤处理和48 t·hm-2水稻土处理提高了土壤有机碳含量。红壤的全氮含量与生物炭含量达到极显著线性相关，48 t·hm-2红壤处理显著增加了全氮量；水稻土土壤全氮含量变化不明显。红壤碳氮比、水稻土碳氮比分别与生物炭用量呈极显著线性相关和显著相关，12 t·hm-2、48 t·hm-2红壤处理和48 t·hm-2水稻土处理提高了土壤碳氮比。红壤pH值和生物炭用量为极显著相关，12 t·hm-2、48 t·hm-2红壤处理明显提高了pH值；水稻土pH值变化不明显。48 t·hm-2红壤处理的全磷量显著增加，生物炭对水稻土的全磷含量、红壤和水稻土的有效磷含量影响不明显。有效钾含量和生物炭用量呈极显著相关；红壤有效钾含量显著提高，12 t·hm-2、48 t·hm-2水稻土处理有效钾含量增加明显。
　　 生物炭对红壤小麦植株的氮磷含量的影响不显著；而与植株钾含量为显著线性相关，48 t·hm-2红壤小麦处理钾含量增加显著。水稻土处理生物炭为2.4 t·hm-2时显著减少了小麦植株氮含量；水稻土植株磷含量、钾含量与生物炭用量呈显著线性相关和极显著线性相关，48 t·hm-2水稻土处理植株磷钾显著增加。
　　 生物炭对红壤植株氮磷养分吸收影响不明显；48 t·hm-2红壤小麦处理钾的吸收量增加显著。生物炭用量为2.4 t·hm-2和12 t·hm-2时，水稻土小麦氮磷钾吸收量显著减少；生物炭用量为48 t·hm-2时，水稻土小麦植株磷钾吸收量增加明显。
　　 生物炭对红壤植株干重影响不显著。对水稻土小麦植株来说，生物炭2.4 t·hm-2和12 t·hm-2时显著减少了小麦植株干重，生物炭用量为48 t·hm-2时显著增加小麦植株干重。
　　 (3)相同用量(12 t·hm-2)不同热解温度(300℃，400℃，500℃)的生物炭施入红壤和水稻土壤，通过对小麦植株和土壤的元素分析，笔者研究发现，生物炭(300℃，400℃，500℃)增加了土壤的有机碳含量。生物炭(300℃，400℃，500℃)提高了土壤的有效钾含量，而且400℃和500℃生物炭和300℃生物炭相比效果更好。生物炭(300℃，400℃，500℃)改良了土壤性状，但没有对小麦的干物质重量和氮磷钾的吸收有促进作用，且减少了水稻土壤小麦的干物质重量和氮磷钾的养分吸收。