生物炭对土持水能力的影响

摘要

通过连续6年定位试验,探究较长时间施用生物炭对土壤保水作用的影响,以期为[土娄]土区水土保持和土壤改良提供理论参考。田间试验于2011年开始,设4个生物炭施用梯度:对照,不施生物炭(B0);5 t·hm-2(B5);10 t·hm-2(B10);20 t·hm-2(B20)。在2017年测定了土壤含水量、土壤基础理化性质和水分累积蒸发量等。结果表明:生物炭能够显著减小土壤容重、增加土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量,且随着生物炭施入量的增加,各指标变化幅度也增大,B20与B0处理相比,土壤容重减少了8.28%,毛管孔隙度增加了20.17%,饱和含水量与田间持水量分别增加了22.17%和14.86%;生物炭显著增加了土壤团聚体稳定性,B20与B0处理相比,土壤水稳性团聚体含量增加了19.00%,团聚体破坏率和不稳定团粒指数分别降低了11.34%和9.61%;生物炭还可有效抑制土壤水分的蒸发,B10和B20处理的土壤累积蒸发量分别比B0处理减少了7.45%和10.18%。结合逐步回归分析与通径分析发现,生物炭对土壤结构的改良是其促进土壤持水能力的主要原因。土壤孔隙度和有机碳含量是影响土壤饱和含水量的主要因子,影响土壤毛管持水量的主要因子为有机碳含量和土壤毛管孔隙度,而毛管孔隙度与水稳性团聚体含量则解释了绝大部分土壤田间持水量的变化。研究表明生物炭施用可以显著改良土壤结构,提升[土娄]土持水性能,增加干旱半干旱地区土壤的蓄水保墒能力。