改善土壤理化性质和作物出苗率的最佳生物质炭施用量

确定改善土壤理化性质和作物出苗率的最佳生物质炭施用量,可为田间管理提供依据。以新疆盐碱土为研究对象,在生物质炭施用量分别为0、10、50及100t·hm^(-2)条件下,开展了膜下滴灌田间小区试验,对比了生物质炭施用量对土壤容重、温度、有机碳等理化性质和作物出苗率的影响,并进一步分析了作物出苗率与土壤理化性质的关系。结果表明,生物质炭施用量增加显著降低了0~30 cm土层的容重,棉花和甜菜的土壤容重分别降低0~0.32和0.04~0.25 g·cm^(-3)。与不施用处理比较,100 t·hm^(-2)的生物质炭施用量显著增加了棉花和甜菜不同生育期的5 cm深度地温,但10和50 t·hm^(-2)的施用量只显著增加了棉花蕾期和铃期的5 cm深度地温。施用生物质炭增加了棉花和甜菜的土壤有机碳含量,不区分年份和生育期增幅相应为0.98~13.2和0.66~12.1g·kg^(-1);苗期和收获期(不区分年份和作物)增幅分别为1.20~7.43和0.66~13.2 g·kg^(-1),苗期各施用量下有机碳均显著增加,收获期部分施用量下有机碳显著增加。出苗率大致随容重增加而增加,随土壤温度增加先增加后减小,最适宜作物出苗的温度为22~26℃;出苗率随土壤有机碳增加先增加后减小,但高生物质炭施用量导致的土壤有机碳增加过高抑制了作物出苗。当生物质炭施用量为10t·hm^(-2)时,棉花和甜菜的出苗率大于0.7,高于其他3种生物质炭处理,因此推荐10 t·hm^(-2)作为最优生物质炭施用量。

土壤属性和作物生长对生物炭施用的响应和反馈研究进展

生物炭作为一种土壤改良剂,近年来在提升土壤质量和作物产量方面效应良好。在全面梳理生物炭施用效果方面的最新研究基础上,总结了土壤理化性质、作物生长和产量对生物炭施用的响应和反馈规律。结果表明:(1)生物炭的来源、是否酸化、施用年限及施用量决定了施用后的土壤属性及作物产量变化幅度。一般来说,施用量增加、土壤容重降低,土壤孔隙度增加、土壤水力性质及入渗性能改善,土壤温度也增加。(2)由于土壤物理性质改变,施用生物炭最终降低了土壤表层的盐分表聚。生物炭对土壤pH的调节效果取决于两者pH的差异。此外,随着生物炭施用量增加,有机质含量呈线性增加趋势,而有效氮、有效钾和有效磷呈先增加后减小的趋势。(3)适宜施用生物炭使作物长势更好、产量更高;而过高的施量既不经济、增加成本,又对作物产量提升无益,适宜生物炭施用量为10~40 t/hm^(2)。(4)总体上,虽然土壤属性和作物生长对生物炭施用的响应和反馈因试验条件、土壤质地和作物类型、气候条件差异而表现出响应幅度不同,但大部分结果证实,土壤属性和作物生长对生物炭施用具有正面响应。今后在生物炭施用的科学认识和生产实践中需因地制宜制定施用策略。