中国环境科学

作者：衣本骥, 刘畅, 韩宏伟, 张丰, 陈涛涛, 孟军, 迟道才

单位：1. 沈阳农业大学水利学院, 辽宁 沈阳 110866;2. 沈阳农业大学国家生物炭研究院, 农业农村部生物炭与土壤改良重点实验室, 辽宁 沈阳 110866

关键词：不同改性生物炭,田面水,氨挥发,淋溶,水稻产量,氮素去向

基金：国家自然科学基金资助面上项目(52379043);辽宁省应用基础研究计划项目青年专项(2023030237-JH2/1016);辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1902064)

为进一步挖掘稻田生态系统生物炭增效、节肥和减排潜力,以无生物炭为对照(CK),设置玉米秸秆生物炭(B)、酸化生物炭(BpH)、氮负载生物炭(BNH4)、铁改性生物炭(BFe)和钙改性生物炭(BCa)6个处理,通过2a试验,对生物炭阳离子交换量(CEC)、含氧官能团以及其处理下水稻产量、氮素提取、氨挥发、氮素淋失和土壤氮残余等进行了研究.结果表明:与B相比,BpH、BNH4和BFe分别显著提升生物炭CEC (53.9%、29.6%和28.2%),且4种改性处理均可显著提升生物炭-COOH、-OH、C=O、O-H等含氧官能团浓度,增强生物炭吸氮能力.全生育期累积氨挥发在9.1~19.9kg/hm2(2021)和8.5~13.7kg/hm2(2022)之间,除BNH4降氨效果明显(44.6%)外,其他处理第1年对氨挥发无显著影响;而BCa、BNH4和BFe在第2a均显著降低氨挥发,较CK分别降低33.5%、37.5%和37.8%.4种改性生物炭连续2a,较CK降低氮素淋失19.0%和35.2%(BpH)、15.0%和21.0%(BCa)、11.3%和28.7%(BNH4)、12.6%和29.0%(BFe).B在第1年对产量无显著影响,但老化1年后增产显著(8.8%);BpH和BNH4连续2a分别增产19.7%和12.2%(2021年),11.5%和5.8%(2022年).BpH、BCa和BNH4在2a均显著降低了活性氮排放,降幅为23.4%、21.8%和42.3%(2021年)和23.5%、30.5%和35.5%(2022年).不同生物炭处理第1a土壤矿化氮残余无显著差异;但BCa、BNH4和BFe第2a增效显著.同时考虑增产、活性氮减排和矿化氮可持续性,BNH4综合效果最佳,同CK相比,2021和2022年分别可降低氨挥发42.3%和35.5%,铵态氮淋失10.6%和29.0%,硝态氮淋失14.7%和23.4%,氮素积累提高13.4%和4.3%以及矿化氮残余提高15.0%和17.9%,最终增产19.7%和5.7%.

来源：2024年第9期

《中国环境科学》期刊编辑部

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