施用生物炭對玉米田土壤肥力的影響研究

在農業生產中，土壤肥力是影響作物生長和產量的關鍵因素之一，隨著農業生產的不斷發展和土壤資源的逐漸耗竭，如何提高土壤肥力已成為一個重要的研究課題。生物炭作為一種新型的土壤改良劑，具有良好的環境友好性和潛在的肥力改良效果，受到廣泛關注[1]。本研究旨在通過盆栽試驗的方法，選用果園廢棄枝條作為試驗材料，探究施用生物炭和化肥對玉米田土壤肥力的影響。果園廢棄枝條是一種常見的農業廢棄物，其資源化利用對環境保護和農業可持續發展具有重要意義。生物炭作為一種由有機物質經過高溫熱解而得到的碳質產物，具有豐富的孔隙結構和高度的吸附能力，可作為土壤改良劑用于提高土壤肥力[2]。通過本研究，希望能夠深入了解生物炭在玉米田土壤肥力改良中的潛力和效果，為農業生產提供科學依據和技術支持，此外，本研究還將為果園廢棄枝條的資源化利用提供新思路和方法。通過將果園廢棄枝條轉化為生物炭并應用于農業生產，既能夠減少農業廢棄物的污染，又能夠提高土壤肥力和農作物產量，實現資源的循環利用和農業的可持續發展。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1土壤

取0～20 cm土層的土壤為試驗備用，石灰性褐土；將所取土壤風干混合均勻之后過2 mm篩予以備用。土壤基礎理化性質參數如下：pH值為8.61、全氮0.91 g/kg、有效磷16.03 mg/kg、速效鉀628.78 mg/kg、堿解氮80.2 mg/kg、有機碳6.61 g/kg。

1.1.2生物炭

將蘋果樹的廢棄枝條作為生物炭原料，投入500℃的炭化爐中，經熱解、過2 mm篩。得到的生物炭包含：全氮6.58 g/kg、全磷7.51 g/kg、全鉀7.51 g/kg、有機碳438.97 g/kg，pH值為9.95。

1.1.3化肥

在安徽中元化肥股份有限公司購得本次試驗用化肥，為淮海牌控釋性肥料，N：P2O5：K2O= 26：10：15，養分總含量≥51%。

1.1.4玉米

選擇的作物品種為良玉99。

1.2方法

考慮化肥和生物炭這2個情況，其中設置生物炭有2個水平：A0和A1，分別是0 g/kg、20 g/kg；化肥亦同，為B0和B1，分別是0 g/kg、采取當地經驗施肥量即0.27 g/kg，兩兩交叉、構成4個處理組，分別設計有3次重復，隨機放置。

各個處理盆中皆放入7.5 kg的試驗備用土，加入生物炭，使之和土壤充分混合均勻，裝到一般塑料花盆中即可（高25 cm、寬35 cm），施入化肥時，注意低于種子的高度約3 cm。播種時間為2021年5月7日，將6粒種子播到1個盆里，各盆播種深度相同，首次徹底澆水；15 d后間苗，各盆留下3株生長狀況相近的玉米植株；可以任意挪動花盆位置。其它所有的澆水等管理措施均相同，收獲時間為7月31日。

1.3指標測定

在7月31日進行收獲，將每盆的土壤樣品收集起來，風干，過篩（1 mm和0.149 mm），用作對理化性質測定的材料。測定以下指標：土壤有機碳、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量和pH值。

1.4統計學

采取SPSS 26.0統計處理軟件，使用均數±標準差的形式作為數據代表，多重比較采取Dun‐can`s新復極差法（SSR），當檢驗結果p<0.05時，表示存在顯著性差異。

2結果與分析

分析表1中數據可見，和B0A0（空白對照）、B0A1（單施生物炭）、B1A0（單施化肥）比較來看，生物炭與化肥的配施幫助了土壤中的有機碳、全氮、堿解氮、速效磷及速效鉀含量整體上呈顯著增加的趨勢（p<0.05）；各處理之間pH值并無顯著性差異（p>0.05）。

3討論與結論

經過本次盆栽試驗研究，探究了生物炭與化肥配施對玉米田土壤肥力的影響，并得出了重要結果，結果顯示，生物炭配施化肥后，提高了有益物質在土壤中的含量。這表明，生物炭與化肥配施能夠有效改善土壤肥力，并提高土壤中的有機碳、全氮和堿解氮含量。

生物炭作為一種土壤改良劑，具有多種優點和應用價值。首先，生物炭具有豐富的孔隙結構，可以增加土壤通氣性和保水性，改善土壤物理性質；其次，生物炭具有較高的吸附能力，能夠吸附和穩定有機質、養分和微生物等，減少養分流失，盡可能避免了土壤遭受侵蝕；且生物炭有利于加速土壤中微生物的各種活動，激活生物活性，提高養分有效利用率[3]。這些特點使得生物炭成為一種具有廣泛應用前景的土壤改良材料。本文試驗中使用蘋果廢棄枝條制作生物炭具有多點好處，例如廢棄枝條是一種常見的農業廢棄物，資源豐富；蘋果廢棄枝條含有大量的纖維素和木質素等有機物質，經過炭化處理后，這些有機物質會被穩定下來，成為土壤中的有機碳，有助于提高土壤有機質含量。

生物炭的應用對改善玉米田土壤肥力具有重要意義。最重要的一點就是生物炭使土壤有機碳含量增加，增強土壤肥力，有機碳作為土壤中的關鍵養分之一，可以提供植物所需的營養物質，并改善土壤結構和保水能力；其次，受到生物炭的影響，全氮及堿解氮在土壤中含有量也得到提高，使土壤養分供應更加充足；其中，全氮是植物生長所必需的主要元素之一，而堿解氮是土壤中的有效氮源，對植物生長具有重要影響，生物炭的應用可以提高土壤中這些養分的含量，有助于玉米生長和發育；此外，生物炭還可以改善土壤微生物環境，增加土壤中有益微生物的數量和活性，促進養分轉化和植物的養分吸收[4]。

綜上所述，生物炭的應用對改善玉米田土壤肥力具有顯著的效果和重要的作用機制，通過配施化肥和生物炭，不僅可以提高土壤中有機碳、全氮和堿解氮的含量，還可以改善土壤物理性質和生物環境，促進玉米生長和發育。這為農業生產提供了一種可行的土壤改良方法，具有重要的應用價值和推廣前景。然而，生物炭的具體應用方法和最佳配比還需要進一步研究和優化，以實現更好的土壤肥力改善效果。

參考文獻

[1]崔文芳，高聚林，王志剛，等.生物炭與氮肥減量調控對氮高效玉米田土壤養分的影響[J].江蘇農業科學， 2023，51（5）：233-240.

[2]魏永霞，朱畑豫，劉慧.連年施加生物炭對黑土區土壤改良與玉米產量的影響[J].農業機械學報，2022，53（1）：291-301.

[3]鄭云珠，孫樹臣.單季施用生物炭提高土壤肥力及小麥玉米輪作周年產量[J].江蘇農業科學，202，50（20）：257-264.

[4]汪振國，馬媛媛，王西娜，等.生物炭輸入對土壤有機碳和玉米生長的影響[J].新疆農業科學，2022，59（4）：818-826.

（山東省鄆城縣農業農村局石奇勇）