论文部分内容阅读
生物炭及炭基肥在改善土壤理化性质,提高作物产量方面已经得到了较为广泛的认可。生物炭具有含碳量丰富、比表面积大、含有大量含氧官能团和呈碱性等特性,施入土壤后可显著提高有机质含量、增加土壤孔隙度、增强土壤保水保肥能力等;生物炭与化肥配施或结合制成的炭基肥既赋予了化学肥料的缓释性能,又弥补了生物炭养分不足的缺陷,使生物炭与化肥出现互补和协同效应,从而影响土壤养分的变化和作物产量的形成。本研究以传统猪厩肥和秸秆直接还田为对照,连续进行了8年的花生田间微区(2㎡)试验。在等NPK总投入量相等的条件下,共设4个处理,分别为秸秆还田配施氮磷钾(CS)、猪厩肥配施氮磷钾(PMC)、生物炭配施氮磷钾(BIO)和基于生物炭的炭基花生专用肥(BF),每个处理重复3次,随机区组排列。探讨生物炭及炭基肥定位施用下土壤NPK养分含量在各时期的动态变化及花生不同器官干物质与养分积累、分配的规律,为生物炭在农业上的高效利用提供理论依据。研究结果如下:1、BIO处理在花生生育前期能显著提高土壤硝态氮含量,与对照处理相比,土壤硝态氮含量在苗期和花针期分别较CS处理高约3倍和4.5倍,较PMC处理高出约1倍和2.3倍,饱果期以后则显著提高了增加速率,并保持了各时期有效磷稳定的增加速率和较高的速效钾含量;BF对土壤速效养分的影响差异主要体现在生育前期,在苗期的铵态氮和硝态氮含量分别高达10.44mg·kg-1和42.69mg·kg-1,显著高于其它处理,除铵态氮外,播前到苗期的养分增加速率均为最高。2、BIO处理的花生产量显著高于其它处理,达到7231.69kg·hm-2;BF和PMC处理则相对较低,分别是BIO处理的82.41%和83.83%,CS处理产量最低,为5623.93kg·hm-2;不同生育时期的干物质和养分积累分配特征在各个处理间存在差异,生育前期各处理的干物质和养分主要在茎叶中积累,从结荚期开始逐渐向荚果中转移。与对照处理相比,BF处理的干物质和氮磷钾养分整株积累量在各时期均较高,且在结荚期以前保持了良好的荚果干物质和养分分配比例;BIO处理则至饱果成熟期时呈现出明显优势,干物质积累量达到6294.68kg·hm-2,分别高出BF、CS和PMC处理43.18%、36.11%和50.89%,茎叶分配比例高达34.55%,氮、磷、钾积累量持续增长至236.44kg·hm-2、21.69kg·hm-2、77.76kg·hm-2,显著高于其它处理,但此时期的荚果的情况较差,与对照处理相比较低。生物炭可显著提高花生整株的干物质量和氮磷钾积累量,特别是提高生育后期的干物质和养分分配量,促进产量的提高,对花生高产增效有良好的促进作用;炭基复合肥在花生进入结荚期后,对花生干物质及养分积累分配的促进作用减弱,效果与施用猪厩肥相当。3、BIO处理在生育后期显著提高了叶片的光合性能,光合速率、气孔导度和蒸腾速率都较对照处理有较大提高,并在此时期具有较高的光合氮、磷养分利用效率;BF处理的光合特性的优势主要体现在花针期以前,其中,苗期的光合速率达到23.53μ·mol·CO2·m-2·s-1,显著高于其它处理。