冉继伟,齐昕,武栋,黄敏,蔡泽江,4,黄亚萍**,张文菊

(1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室 北京 100081;2.武汉理工大学资源与环境工程学院 武汉 430070;3.中国农业大学土地科学与技术学院 北京 100083;4.中国农业科学院衡阳红壤实验站 祁阳 426182)

生物炭是农业废弃物(如作物秸秆、壳渣、木材和粪肥等)在缺氧条件下燃烧后的固体残留物,通常呈碱性[1]。生物炭一般主要由芳香烃、单质碳或具有类石墨结构的碳组成,碳含量可达到50%以上,通常具备较大的比表面积、丰富的孔隙结构和表面官能团[2]。研究结果显示,施用适量的生物炭能够改善土壤结构和养分状况、促进作物生长和产量提升[3]。

近年来,大量研究集中在施用生物炭对土壤理化性质方面的影响,但是由于施入农田系统的生物炭受原料类型、施用时间、土壤类型等因素影响,导致研究结果存在差异[4-6]。例如,施用棉秆生物炭能够促进沙壤土大团聚体的形成和稳定性[7];施用玉米秸秆生物炭提高潮土有效磷(Olsen-P)和速效钾(AK)含量,增幅分别为7.5%～20.6%和5.53%～14.9%[8];稻壳生物炭配施化肥显著提升土壤Olsen-P 含量达18.0%[9]。施用生物炭1 年后,土壤硝态氮(NO3--N)的含量降低36.7%,而施用2 年后则显著提高10.0%[10];连续5 年施用生物炭,棕壤全磷以及Olsen-P 含量显著提高[11]。除了生物炭原料、施用时间会影响土壤养分有效性以外,不同土壤pH 环境可能通过影响土壤碳氮矿化相关过程改变生物炭添加对土壤养分含量及有效性的影响[12-13]。……