施用生物炭对咸水滴灌棉田土壤理化性质及酶活性的影响

摘要

【目的】淡水资源不足是限制干旱区农业可持续发展的重要因素,咸水灌溉在缓解淡水资源短缺、维持作物生长的同时,也加剧了土壤次生盐渍化的风险,合理利用咸水资源、改善土壤性质、提高作物产量是干旱区农业可持续发展的重要目标。【方法】试验设置灌溉水盐度和有机物料两个因素,灌溉水盐度(电导率,ECw)设2个水平,为0.35 dS/m (淡水)和8.04 dS/m (咸水),分别用FW和SW表示;每个灌溉水盐度处理下分别设置对照、棉花秸秆和棉花秸秆生物炭3个处理,分别以CK、ST和BC来表示。【结果】与淡水灌溉相比,咸水灌溉增加土壤容重、含水量、盐分、总碳、全氮、速效磷含量和土壤脲酶活性,但土壤pH值、速效钾、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、芳基硫酸酯酶活性、土壤呼吸及棉花株高、生物量、氮素吸收和产量均呈降低趋势。生物炭和秸秆施用降低土壤容重,但增加土壤pH、总有机碳、全氮、速效磷和速效钾;淡水灌溉下土壤盐分差异不显著,但咸水灌溉下土壤盐分显著降低。与CK处理相比,BC和ST处理显著增加土壤蔗糖酶活性,总体上蔗糖酶活性分别较CK处理高38.65%和35.89%;ST处理显著增加碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性,总体上碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性分别较CK处理高35.90%和65.01%;土壤脲酶活性与3种酶活性呈相反趋势,尤其是在SW条件下,BC处理和ST处理较CK分别降低20.51%和2.91%。生物炭和秸秆施用也显著提高土壤基础呼吸,BC和ST处理的土壤基础呼吸分别较CK增加24.88%和27.03%。BC处理和ST处理均显著提高棉花株高、生物量、氮素吸收和产量,总体上,生物炭和秸秆施用后的棉花产量较对照提高9.09%和5.66%。【结论】生物炭和秸秆的施用改善土壤理化条件,增加土壤养分,促进了棉花对养分的吸收,提高棉花产量。