生物炭对土壤水肥利用效率与番茄生长影响研究

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提高土壤田间持水量和土壤的导水性能，

从而增大土壤含水率。何绪生等[6]认为生物炭延缓肥料在土壤中的养分释放，降低养分损失，

提高肥料养分利用率，生物炭是肥料的增效载体。生物炭的保水、

保肥性能促进了作物发育，提高作物产量。生物炭虽然具有这些

优Kishimoto点，但是国等内外对生物炭的看法也有所分歧，如：[9]认为，在壤土中施加生物炭（0.5t·hm-2）大豆产量可增加50%，然而随着施用量的增加产量出

现减少趋势；

Gaskin等[10]研究生物炭对黏性土壤影响中发现，添加量在11~22t·hm-2时，作物产量无显著性差异；张晗芝等[11]研究在中层砂浆水稻土中施加生物炭对玉米的影响，发现在玉米苗期生物炭抑制了植

株的生长发育，表现为添加量越大抑制效果越明显。总之，生物炭的研究大多仅限于室内和温室，

大田试验对生物炭的研究还很少有人涉足。

内蒙古呼和浩特和林格尔县地处蒙古高原，属于干旱半干旱大陆季风性气候，是中国水资源匮乏、水土流失较为严重的地区。砂壤土是北方比较典型的土

壤类型，尤其在内蒙古地区，其持水性能差、土壤贫瘠，严重制约了这一地区农业的发展[12-14]。和林格尔县

主要种植玉米，每年有大量的玉米秸秆，大多闲置废弃，生物炭技术有利于这一地区废弃物的资源化。本文在野外大田小区设置不同生物炭施用量，通过研究不同处理土壤物理性质及水肥利用效率对作物生长

和产量的影响，寻求砂壤土中合理的生物炭用量，为生物炭在内蒙古乃至北方地区的大规模运用提供科

学合理的理论依据。

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1.1试验材料与方法

试验于区概况

2013年5月中旬至10月上旬在内蒙古和林县内蒙古水利科学研究院试验基地进行。

该地区属于温带半干旱大陆性季风气候，年均气温6~7益，年均降雨量为392.8mm。该试验区土壤为砂壤土。

经测定16.49%土壤基砂粒质量分数64.15%、43.52%、导率141.8，粘粒本田间持19.36%性质：滋S·cm水率-1；（体，土壤有机积质质分容数重量）31%1.39比为，gpH·

cm粉粒

-36.66值，g·7.85孔隙度kg-1，，电碱

146.98解氮48.07mg·

kgmg·kg-1，速效磷12.06mg·kg-1，速效钾为-11.2试验设计

。试验选用生物炭为辽宁金和福农业开发有限公

司的玉米秸秆生物炭产品。生物炭主要性质：C的质量67.03%分数氮为159.15，为pH47.17%值mg·9.04、

N为0.71%、H为3.83%，C/N为kg-1，，有速机效磷质比为为394.18925.74mgg··kg-1，碱解

kg-1，速效钾为783.98mg·

kg-1。将生物炭均匀施于土壤表面，用旋耕机翻混入耕层土壤。试验设计5个处理：

对照即t·hm不施生物炭（CK），处理组生物炭施用量分别为10

-2（T1）、20t·hm-2（T2）、40t·hm-2（T3）、

60t·hm-2（T4）。每个处理3次重复，

共计15个试验小区，小区面积为15m（2

5m伊3m）。供试作物为番茄，

品种为上海合作918，种植密度为4.5万株

·hm-2。底O肥施用量：尿素[棕（N）=46%]408kg·hm-2，二胺[棕（P25）

=46%]，定163额kg为·105hm-2，氯化钾[棕（KCl）=50%]300kg·

hm-2。灌溉m（3

苗期-开花着果期45m3、开花着果期-1.3结果盛期40m3、结果盛期-果实成熟期20m3）。

1.3.1试验方法

在测定苗期项目-开及花方着果法

期、

开花着果期-结果盛期、结个0~10果盛期土层cm-取、果土，10~20实成熟将各cm期层、20~40在各小取得土壤cm区、灌混40~60水前后合均匀cm用土装、60~80钻分入铝盒cm别测定

五

在

土壤含水率，在各小区0~50cm每10cm取环刀测定土壤容重，在番茄各生育期测定各处理番茄生育指

标以及在果实成熟期测定番茄产量。

土壤含水率测定采1.3.2用烘化肥农学肥干料称利用重法效效，土壤应率及水分利用容重测定采（NUE）=（处理效用组率烘番茄计干算

称重法。

产量-对照组

番茄产量）/处理组施肥量，单位为kg·kg-1水分利用率

（WUE）=番茄产量/番茄全生育期耗水量1.4，单位数据为应用分kgMcrosoft析

·

m-3Excel2003绘制图表，

SPSS19.0软件进行方差分析，相关分析和主成分分析。

2

2.1结果与分析

2.1.1施由对用生物图番茄1可生炭知育对，番茄指作物生标全的生影响

长性状和产量的影响育期株高随着土壤生物炭

施用量的增加呈先增大后减小的趋势。苗期-开花着果期各处理株高均小于35cm，施用生物炭的处理株

高41.7%均大于对照（CK）增幅为进，各处，理各的生处理组育间指差异不，，其中标变化显著较大。T3，

随着增幅在开番茄最花着果生大育，

-期结的果推

盛期株高依旧是T3增幅最大，增幅为16.4%，差异性显

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