单季施用生物炭提高土壤肥力及小麦玉米轮作周年产量

Single-season biochar application improves soil fertility and annual yield of wheat-maize rotation

在全球变暖的背景下,生物炭在固碳减排、持水保肥、提高作物产量等方面发挥重要作用,而在小麦玉米轮作系统中关于生物炭施用对土壤养分持留及作物产量持续影响尚不明确。为探明单季生物炭还田对鲁西平原石灰性潮土区冬小麦—夏玉米轮作系统土壤养分及作物产量的影响,通过盆栽试验,设置4(B1)、8(B2)、16(B3)、24(B4)、32(B5)、40(B6)t/hm^(2)等6种不同的玉米秸秆生物炭(450℃)施用量,以未施用生物炭作为对照(CK),研究冬小麦单季施用生物炭对土壤养分、冬小麦及夏玉米产量的影响。结果表明,施用生物炭可以提高土壤养分含量,而对土壤pH值、电导率(EC)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量的影响与对照相比差异不显著,B6处理显著提高了土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、速效钾(AK)、有机碳(SOC)及水溶性有机碳(DOC)的含量。施用生物炭可以增加冬小麦—夏玉米籽粒产量,冬小麦季B4处理显著增产50.82%,夏玉米季B3、B4、B5、B6处理分别显著增产45.62%、54.69%、57.97%、65.24%。冬小麦—夏玉米周年产量与土壤NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、AK、SOC、DOC含量呈显著或极显著正相关。综合生物炭施用对土壤肥力、冬小麦—夏玉米籽粒产量及生物炭还田成本等方面进行分析,在冬小麦单季生物炭还田条件下,鲁西平原石灰性潮土区施用24 t/hm^(2)玉米秸秆生物炭有利于冬小麦—夏玉米轮作系统作物产量的增加及土壤肥力的提升。