黑土区施加生物炭对土壤综合肥力与大豆生长的影响

为探明黑土区施加生物炭对土壤持水性能、土壤养分以及大豆生长的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行为期4年的观测。按照生物炭施加量,2015年共设置C0(0 t/hm^2)、C25(25 t/hm^2)、C50(50 t/hm^2)、C75(75 t/hm^2)、C100(100 t/hm^2)5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年,0~60 cm土层土壤储水量随施炭量的增加呈先增大、后减小的趋势,而对60~100 cm土层土壤储水量影响不显著;连续4年,饱和含水率随施炭量的增加呈逐渐增大的趋势;2015年田间持水率、凋萎系数随施炭量的增加呈逐渐增大趋势,2016—2018年呈先增加、后减小趋势;连续4年,施加生物炭提高了大豆各生育阶段的株高和叶面积,同期相对较优处理分别为C75、C50、C50、C25;连续4年,大豆冠层覆盖度与施炭量呈抛物线变化(R^2均在0.89以上,P<0.01),连续施加2年的C50处理各生育期提高量最大,与C0相比提高了81.4%、36.7%、31.5%和39.6%;连续4年,土壤pH值和有机质、速效钾含量随施炭量的增加呈逐渐升高趋势,碱解氮、有效磷含量呈先升高、后降低趋势,相对较优处理为C50、C50、C25、C25。采用改进的内梅罗指数模型计算的土壤综合肥力指数与产量呈正相关(R^2=0.8615,P=0.0012,RMSE为0.75),土壤综合肥力水平最高的生物炭施用模式为连续2年施加50 t/hm^2的生物炭。