黄土高原施用生物炭对麦田土壤N2O排放及理化性质的影响
生物炭作为一种新型土壤改良剂，施入土壤中改善土壤营养状况及结构，影响土壤N2O排放，但生物炭对土壤N2O排放及土壤理化性质的影响多集中在短期田间试验，限制了施用生物炭对土壤N2O排放的影响效应及对土壤团聚体改良的理解。本试验依托长期田间定位试验，设置4个生物炭水平（0、5000、10000、20000kg·hm-2分别为B0、B5、B10、B20，于2011年、2016年种植冬小麦前以相同生物炭量施于土壤中），并测定2016-2018年冬小麦生育期内土壤N2O排放及土壤温度、水分、铵态氮、硝态氮、土壤水稳性团聚体等理化性质，研究施用生物炭对土壤N2O排放及对土壤理化性质的影响效应，为黄土高原地区生物炭的推广提供理论基础。主要结论如下： (1)施用生物炭对麦田土壤N2O排放的影响 土壤N2O排放主要集中在施肥后，该时期对N2O累积排放量的贡献率较大。2016-2017、2017-2018小麦季排放高峰期对N2O累积排放量的贡献率分别达78.23%、48.20%。由于降雨、气温的差异，2017-2018小麦季土壤N2O累积排放量较2016-2017季降低了69.63%-83.48%。施用生物炭对土壤N2O排放的影响因施用量和年份的不同有所差异。2016-2017小麦季，生物炭在低剂量（5000kg·hm-2）下降低N2O累积排放量，高量（20000kg·hm-2）则增加土壤N2O排放。施用高量生物炭显著增加了土壤N2O排放强度，但其余生物炭处理与不施生物炭相比无显著差异。2017-2018小麦季，施用生物炭增加土壤N2O累积排放量，但由于施用高量生物炭在增加小麦产量方面表现突出，该处理下土壤N2O排放强度与不施生物炭无显著差异。 (2)施用生物炭下影响土壤N2O排放环境因子分析 施用生物炭增加土壤温度，但与不施生物炭相比无显著影响。高量生物炭显著增加土壤含水量、硝态氮、铵态氮含量以及>2mm、1-2mm粒级水稳性团聚体百分含量（P<0.05）。土壤N2O排放与理化性质的相关性分析表明2016-2017小麦季，施用生物炭处理下土壤N2O排放与土壤含水量、铵态氮含量呈显著正相关关系，而2017-2018小麦季，施用生物炭处理下土壤N2O排放与铵态氮、硝态氮含量呈显著正相关关系。且两年小麦季土壤N2O排放与1-2mm水稳性团聚体百分含量呈显著正相关关系。综合两年结果表明生物炭可能主要通过影响土壤铵态氮含量及1-2mm粒级土壤水稳性团聚体百分含量影响N2O排放。 (3)施用生物炭对土壤水稳性团聚体及小麦产量的影响 施用高量生物炭显著增加土壤水稳性团聚体的>0.25mm团聚体含量（R0.25）、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD），提高水稳性团聚体的稳定性。且施用生物炭显著提高>0.25mm粒级水稳性团聚体中有机碳、全氮的含量，有机碳和全氮含量主要富集在>2mm粒级大团聚体中。2017-2018小麦季，施用生物炭处理下土壤水稳性团聚体稳定性低于2016-2017小麦季，而>2mm粒级土壤水稳性团聚体有机碳和全氮的含量高于2016-2017季。此外，施用生物炭增加冬小麦产量，在B20处理下产量最高。
冬小麦;土壤改良;生物炭;一氧化二氮;理化性质
西北农林科技大学
硕士
作物学
韩娟
2019
中文
S512.110.61
2019-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）