生物炭对麦玉轮作体系土壤理化性质、作物产量及氮素利用率的影响

作     者：杨浩鹏 

作者单位：安徽科技学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李飞跃;王德生

授予年度：2020年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：生物炭 麦玉轮作 土壤理化性质 产量 氮素利用率 

摘      要：为研究生物炭用量及其配施化肥对土壤理化性质、麦玉轮作作物产量及氮素利用率的影响,2018年7月20日在安徽省凤阳县东陵村进行大田试验。本试验设计生物炭施用量和生物炭与不同比例化肥配施两组试验,生物炭施用量试验设置空白对照CK、单施化肥BC0,生物炭施用量为5 t.hm-2、10t·hm-2、20 t·hm-2、30 t.hm-2、40 t.hm-2 分别记为 BC5、BC10、BC20、BC30、BC40;生物炭配施化肥试验设置空白对照CK、单施化肥CKO、20 t.hm-2生物炭配施60%、80%、100%全量化肥分别记为BC60、BC80、BC100。通过对麦玉轮作体系土壤性质、作物产量及氮素利用率的结果分析,得出以下结论:(1)随生物炭施用量从0 t·hm-2增加到30 t.hm-2,两季作物收获期土壤pH逐渐增加,与BC0相比,玉米及提高0.85个单位,小麦季提高了 0.95个单位;生物炭施用量在20 t.hm-2以下对土壤有机质、全氮、碱解氮含量影响不明显,生物炭用量达到30 t.hm-2以上时,土壤有机质、全氮会随用量增加而升高。与BC0相比,玉米季BC30、BC40处理土壤有机质分别提高29.02%、69.26%,全氮分别提高50.82%、56.56%,速效磷分别提高13.81%、17.76%;小麦季BC30、BC40处理分别提高土壤有机质40.99%、88.98%,全氮42.52%、52.76%,速效磷16.59%、27.84%。(2)生物炭施用量低于30 t·hm-2时,作物产量均随生物炭用量增加而升高,与BCO相比,玉米产量提高6.73%-31.41%,小麦产量提高6.11%-20.5 1%;20 t.hm-2的生物炭可以使两季作物氮素利用率及化肥氮农学利用率达到最大,与BC0相比,玉米季氮素利用率提高47.86%,化肥氮农学利用率提高11.36 kg.kg-1;小麦季氮素利用率提高12.98%,化肥氮农学利用率提高2.46 kg·kg-1。(3)生物炭与化肥配施可以提高两季作物土壤pH、有机质、全氮含量;与CK0处理相比,BC60、BC80、BC100处理提高玉米季土壤pH0.29、0.32、0.37个单位,提高土壤有机质19.71%、18.17%、23.36%,提高土壤速效钾9.55%-17.00%;BC60、BC80、BC100处理提高小麦季土壤pH0.43、0.35、0.40个单位,提高土壤有机质 36.47%、34.10%、33.69%,提高土壤速效钾 12.11%-16.11%。与 CKO相比,BC100处理玉米季土壤全氮提高56.56%,碱解氮提高21.38%,速效小麦季土壤全氮提高了 40.80%,碱解氮提高22.29%。(4)与CKO处理相比,BC100处理提高玉米产量5.99%,其他各配施处理均降低了作物产量,BC80处理玉米和小麦产量与CK0处理最接近。给配施处理均提高了小麦季氮素利用率,与CK0处理相比,BC60、BC80、BC100提高氮素利用率8.95%-30.20%,BC100处理提高玉米季氮素利用率13.78%。与CK0处理相比,生物炭配施化肥提高了化肥氮偏生产力,随化肥用量的提高,玉米季化肥氮偏生产力提高6.00%-59.24%,BC60、BC80处理分别提高小麦季化肥氮偏生产力61.65%、23.68%,BC100处理降低了小麦季化肥氮偏生产力2.53%。(5)由经济效益分析可知,施加生物炭后提高了两季作物的经济效益,生物炭施用量为BC40时,两季作物经济效益增加可达最大,玉米增加了 8204.78元/公顷、小麦增加了 7218元/公顷;而生物炭配施化肥处理BC100可使玉米经济效益提高达到最大,为4192.39元/公顷、BC80处理可使小麦经济效益提高达到最大,为3679元/公顷。