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田间陈化生物质炭提高稻田土壤团聚体稳定性和磷素利用率

宋燕凤  张前前  吴震  段鹏鹏  熊正琴  
【摘要】:【目的】生物质炭因其巨大的比表面积和稳定的结构而被用作土壤改良剂。然而关于田间陈化生物质炭对土壤肥力和养分利用效率影响的研究相对缺乏。通过定位试验,分析田间不同陈化年限的生物质炭对水稻产量和养分利用效率的影响。【方法】田间定位试验设在江苏南京,供试土壤为粘质水稻土。共设置5个处理,分别是不施磷肥对照(CK)、施用磷肥(P)及磷肥配施新鲜生物质炭(PB_(0y),2017年施入)、2年陈化生物质炭(PB_(2y),2015年施入)和5年陈化生物质炭(PB_(5y),2012年施入)。在水稻收获后采集土壤样品进行团聚体分级,测定大团聚体(250~2000μm)、微团聚体(53~250μm)、粉粒(2~53μm)、粘粒(2μm)含量以有效磷含量和基本理化性质,同时测定水稻产量和磷素利用效率。【结果】与P处理相比,PB_(2y)和PB_(5y)处理显著提高250~2000μm大团聚体的比例(69.2%~107.8%),降低2~53μm粉粒(13.1%~14.7%)和2μm粘粒(6.9%~41.9%)的比例,而PB_(0y)与P处理相比各粒级比例均无显著差异;PB_(0y)、PB_(2y)和PB_(5y)处理土壤有机碳(SOC)提高了18.5%~58.5%,全磷含量提高了5.7%~17.1%,但2~53μm粒级SOC含量无显著差异。与P处理相比,PB_(0y)处理对水稻产量和磷素利用效率影响不显著,PB_(2y)和PB_(5y)处理均可显著提高水稻产量(13.7%和16.3%)和磷素利用率(35.4%和45.5%)。由结构方程模型可知,陈化生物质炭(PB_(2y)和PB_(5y))通过改善土壤养分状况(SOC、全磷含量、碳磷比等)和土壤结构(250~2000μm大团聚体比例增加),保证了水稻产量和磷储量。【结论】与新鲜生物质炭相比,陈化生物质炭可有效增加250~2000μm大团聚体比例以及土壤有效磷和全磷的保护,从而促进植物对磷的吸收利用,达到增加产量和磷素利用效率的目的。5年陈化生物质炭的改良效果好于2年陈化生物质炭。

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