改性秸秆生物炭与有机肥混施对黄土丘陵旱区土壤持水保肥的影响

• Published in: 水土保持学报 Vol. 38; no. 6; pp. 322 - 342
• Main Authors: 张沛祯, 罗娟, 姚宗路, 畅芳玲, 霍丽丽, 赵立欣
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山西农业大学资源环境学院,山西太谷 030800 2024; 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081%中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081
• Subjects: 改性生物炭; arid loess; water retention; 培肥; fertility maintenance; 干旱黄土; 有机肥; 保水; modified biochar; organic fertilizer
• ISSN: 1009-2242
• DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2024.06.038

S158.5; [目的]探究不同改性玉米秸秆生物炭混施有机肥对干旱黄土持水保肥能力特性及其作物生长的影响.[方法]将氮气环境下经500 ℃热解2 h制得的玉米秸秆生物炭,分别在1 mol/L H3PO4、NaOH和NH4Cl试剂中浸渍改性获得不同改性玉米秸秆生物炭.系统表征生物炭的元素组成和孔隙结构等理化特性,开展不同比例炭肥混施下的土壤盆栽试验,分析土壤持水、保肥和植株生长状况等,探明不同生物炭混施有机肥对干旱黄土持水保肥性能的影响.[结果]生物炭理化特性方面,改性生物炭中氧含量增加4.73％～9.18％,灰分含量降低12.69％～20.70％,pH显著降低,O/C增加,表明生物炭亲水性增强,比表面积增加3.26～5.19倍,总孔体积增加3～6倍.土壤持水保肥性质方面,炭肥混施处理下,土壤质量密度随着炭肥比增大而减小,土壤孔隙度增加2.42％～4.07％,田间持水量随炭肥比增加而增大,其中,NaOH改性生物炭肥比2∶1下的土壤田间持水量最高为37.38％.NH4Cl改性生物炭肥比为2∶1时,土壤有机质含量和全钾含量最高分别为8.23,5.17 g/kg.H3PO4改性生物炭肥比1∶1和2∶1时,全氮和全磷含量最高分别为0.37,0.95 g/kg.改性生物炭混施有机肥能提高可被植物直接吸收利用的有效磷和速效钾.NH4Cl改性生物炭肥比1∶2时,玉米植株生长促进效果最明显,且炭肥比不宜过高.[结论]在黄土丘陵干旱区,综合各方面考虑,可选择NH4Cl改性生物炭肥比1∶1的改性混配方式来提升土壤的持水和保肥特性.