不同种类改性纤维素与生物炭配施对黄淮海平原土壤的改良效果

作     者：王志炜 魏宇 刘宏元 王春鑫 陈峰 赵光昕 WANG Zhi-wei;WEI Yu;LIU Hong-yuan;WANG Chun-xin;CHEN Feng;ZHAO Guang-xin

作者机构：山东省国土生态修复中心济南250100 山东省农业科学院湿地农业与生态研究所济南250100 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 北京科技大学天津学院天津301830 

出 版 物：《中国农业气象》 (Chinese Journal of Agrometeorology)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：571-583页

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：山东省农业科学院横向课题“黄河流域生态型水田建设工程技术标准建设”(SDMLZY2203-01) 山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2023B01,CXGC2023F14) 中央级公益性科研院所基本科研业务费(BSRF202203) 

主　　题：改性纤维素 生物炭 土壤养分 土壤保水性 生物量 

摘      要：在人工气候温室,以旱稻为供试作物,以改性纤维素和生物炭为土壤改良剂,采用盆栽实验,分析改性纤维素、生物炭以及二者配施对土壤理化性质、养分、水分以及旱稻萌发的影响。实验设置对照组CK(不添加改性纤维素和生物炭)、施加质量分数为0.05%的3种改性纤维素(CMC-NH_(4)、CMC-Na和CMC-K,分别标记为A1、B1和C1)、施加质量分数为0.10%的3种改性纤维素(分别标记为A2、B2和C2)、施加质量分数为0.50%的生物炭(D1)、质量分数为0.05%的3种改性纤维素与质量分数为0.50%的生物炭配施(分别标记为A1D1、B1D1和C1D1)、质量分数为0.10%的3种改性纤维素与质量分数为0.50%的生物炭配施(分别标记为A2D1、B2D1和C2D1),共14个处理,测定不同处理对土壤理化性质、养分、水分流失量、旱稻萌发的影响。结果表明:与CK相比,A1和A2处理均可以降低土壤pH值,分别达0.20和0.17个单位,而B1、B2、C2和D1处理均可以增加土壤pH值,分别达0.32、0.43、0.20和0.42个单位;与单施改性纤维素相比,CMC-NH_(4)和CMC-K与生物炭配施有增加土壤pH的趋势,而CMC-Na与生物炭配施对土壤pH无显著影响。与CK相比,A1、A2、B1和B2处理均可以显著增加土壤紧实度,分别达13.69%、22.90%、99.66%和113.58%;单施3种改性纤维素均在不同程度增加了土壤成块性和土壤表层结皮;A1D1、A2D1、B1D1和B2D1处理均可以在一定程度上降低土壤紧实度,分别达8.88%、11.78%、14.95%和14.24%,同时与单施改性纤维素相比,A1D1、A2D1、B1D1、B2D1、C1D1和C2D1处理也可以降低土壤表层结皮厚度,分别降低了52.55%、60.59%、29.94%、38.65%、43.54%和45.20%。与CK相比,A2和A2D1处理均可以显著增加土壤铵态氮含量,分别达275.84%和48.99%;而C1、C2、C1D1和C2D1处理均显著降低了土壤铵态氮含量,分别达51.01%、53.02%、41.61%和45.64%。单施3种改性纤维素和生物炭均在不同程度上增加了土壤硝态氮、速效磷、速效钾的含量,分别达9.01%~47.66%、17.94%~62.46%和11.44%~88.76%;而3种改性纤维素与生物炭配施也均增加了土壤硝态氮、速效磷和速效钾含量,分别达22.80%~34.87%、21.84%~64.20%和10.04%~95.72%,整体来看,3种改性纤维素与生物炭配施更有利于土壤养分的增加。与CK相比,仅A2D1、B1D1和B2D1处理显著降低了累计土壤水分流失量,分别达8.86%、6.33%和6.33%,其余处理无显著差异。与CK相比,A1、B1、C1和BC处理均可以显著增加旱稻生物量,分别达203.88%、133.49%、111.16%和18.93%;单施3种高剂量改性纤维素处理中,仅C2处理显著增加了旱稻地上部生物量,达71.84%;A1D1、A2D1、B1D1、B2D1、C1D1和C2D1处理均可以显著增加旱稻地上部生物量,分别达225.24%、147.57%、143.20%、138.83%、125.73%和119.90%。综合来看,质量分数为0.05%的3种改性纤维素与质量分数为0.50%的生物炭配施可以更有效改善土壤结构、增加土壤养分和旱稻地上部生物量,可以作为旱地土壤改良手段。