棉花秸稈及其生物碳對滴灌棉田土壤碳氮動態(tài)與氨揮發(fā)的影響.pdf

1、【目的】生物碳可提高土壤肥力，增強土壤對養(yǎng)分的保持能力，減少養(yǎng)分損失，提高肥料利用率。研究棉花秸稈和生物碳還田對滴灌棉田土壤有機碳及其組分的影響，揭示不同氮水平下土壤無機氮含量和氨揮發(fā)的變化特征，闡明棉花秸稈和生物碳對棉花產(chǎn)量和氮肥利用率的影響。為棉花秸稈資源的合理利用及提高氮肥利用率提供理論依據(jù)。
　　【方法】2014~2015年在新疆石河子天業(yè)生態(tài)示范園進行田間小區(qū)試驗。以棉花秸稈為原料在高溫限氧條件下制備生物碳，試驗設置對照

2、（CK）、棉花秸稈（ST）、生物碳（BC）三個處理，其中棉花秸稈和生物碳為等碳量施用（施用量分別為6和3.7 t/ha）。每個處理設三個施氮水平0、300、450 kg N/ha（分別以N0、N300、N450表示）。試驗期間采用靜態(tài)室堿液吸收法測定土壤CO2通量，采用稀硫酸密閉吸收法測定土壤氨揮發(fā)損失。
　　【主要結果】
　?。?）棉花秸稈和生物碳可顯著促進滴灌棉田土壤有機碳積累。2014年和2015年，秸稈處理土壤有機碳

3、含量較對照分別提高7％和20%；生物碳處理分別增加35%和58%。秸稈處理土壤CO2通量和累積排放量均顯著高于生物碳和對照處理，且隨施氮量增加而增加；生物碳處理土壤CO2累積排放量僅在高氮條件下（N450）高于對照，在N0和N300條件下與對照無顯著差異。
　　（2）施用棉花秸稈顯著提高土壤水溶性碳和微生物量碳含量，對穩(wěn)定態(tài)有機碳影響不大。生物碳處理土壤水溶性有機碳、微生物量碳含量顯著增加，尤其是穩(wěn)定態(tài)有機碳含量較對照增加44%。

4、
　?。?）在N0條件下，施用棉花秸稈和生物碳對土壤無機氮含量沒有顯著的影響；在N300和N450條件下，施用生物碳可以顯著提高棉花耕層土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的含量，而秸稈處理只會提高棉花耕層土壤中硝態(tài)氮的含量，對銨態(tài)氮沒有顯著的影響。
　?。?）施肥灌溉后，氨揮發(fā)速率在前兩天達到最大值，此后迅速降低。施用棉花秸稈和生物碳土壤氨揮發(fā)總量較對照顯著降低38.2%和52.6%。在不施氮條件下秸稈處理和生物碳處理之間氨揮發(fā)總量沒有顯著

5、的差異，但在施氮條件下（N300、N450）生物碳處理氨揮發(fā)總量顯著低于秸稈處理。
　?。?）施用棉花秸稈可以顯著提高棉花的干物質積累量和氮素吸收量。在N0條件下，秸稈處理和生物碳處理干物質積累量和氮素吸收量沒有顯著的差異；而施氮（N300、N450）條件下，生物碳處理的干物質積累量和氮素吸收量顯著高于秸稈處理。
　　（6）不施氮條件下，施用棉花秸稈在2014年和2015年棉花產(chǎn)量較對照分別提高16.4%和10.2%；而生物

6、碳處理在2014年有所提高，2015年沒有顯著影響。施氮（N300、N450）條件下，2014~2015年施用棉花秸稈和生物碳棉花產(chǎn)量分別平均提高了16.3%和24.8%。
　?。?）隨著施氮量的增加，氮肥利用率顯著降低。氮肥利用率在施用棉花秸稈和生物碳后平均分別提高18.3%和48.6%。與秸稈處理相比，生物碳處理的氮肥利用率平均提高了25.6%。
　　【結論】施用棉花秸稈及其生物碳均可有效提高土壤中有機碳的含量，生物碳作