水稻秸稈炭施用對水稻土團聚體穩定性及其碳氮分布的影響

摘要： 【目的】水稻長期種植過程中大量化肥施用導致土壤結構變差，研究不同用量水稻秸稈生物炭和化肥配施對水稻土結構和碳、氮分布的影響，探索稻田優化施肥管理方式。【方法】水稻田間試驗在浙江衢州進行，試驗設不施肥對照（CK）、常規施肥處理（NPK） 以及常規施肥基礎上添加22.5 t/hm2 （NPK+1%B）、45 t/hm2（NPK+2%B） 和90 t/hm2 （NPK+4%B） 水稻秸稈炭處理，共5 個處理。水稻收獲后采集0—20 cm 土層樣品，測定土壤及不同粒級團聚體（gt;2、0.25～2、0.053～0.25 和lt;0.053 mm） 的有機碳和全氮含量，評價團聚體的穩定性。【結果】與NPK 處理相比，施用水稻秸稈炭4 年后，土壤gt;0.25 mm 粒級團聚體含量提高了2.43%～7.99%，lt;0.25 mm 粒級團聚體含量降低了2.93%～9.63%，土壤有機碳和全氮含量分別提高了16.40%～45.16% 和14.67%～36.69%，各指標的變幅均以NPK+4%B 處理最大。與NPK 處理相比，秸稈炭處理土壤中gt;2 mm 粒級團聚體中的有機碳和全氮含量分別提高了23.96%～70.87% 和19.44%～47.56%，0.25～2 mm 粒級團聚體中分別提高了21.87%～49.27% 和17.18%～37.47%，增幅均以NPK+4%B 處理最高，而0.053～0.25 和lt;0.053 mm 粒級團聚體中的有機碳和全氮含量無顯著差異（Pgt;0.05），說明施用水稻秸稈炭4 年后，增加的土壤有機碳和全氮主要積累在gt;0.25 mm 粒級團聚體中。與NPK 處理相比，秸稈炭處理水稻土C/N 值提高了2.40%～5.69%，但各處理間差異不顯著，而4 個粒級團聚體的土壤C/N 值均顯著提升，且均以NPK+4%B 處理提高效果最好。此外，施用水稻秸稈炭提高了gt;2 和0.25～2 mm 粒級團聚體的碳、氮貢獻率6.54%～17.43%、3.67%～7.28% 和5.16%～11.55%、0.57%～1.83%，降低了0.053～0.25 和lt;0.053 mm 粒級團聚體的碳、氮貢獻率7.25%～29.27%、15.93%～33.68% 和10.26%～26.80%、12.61%～30.78% （Plt;0.05）。【結論】施用水稻秸稈炭能夠迅速顯著提高水稻土有機碳和全氮含量，增加gt;0.25 mm 粒級團聚體質量占比，提高gt;2 mm 粒級團聚體中有機碳的貢獻率，降低lt;0.25 mm 粒級團聚體中有機碳和全氮貢獻率，且其影響幅度與水稻秸稈炭施用量呈正比。由此可見，施用水稻秸稈炭能在一定程度上改善水稻土結構，提高水稻土碳、氮固持潛力，對保證水稻土結構穩定性和維持水稻持續高產具有重要意義。

關鍵詞： 水稻土； 水稻秸稈炭； 團聚體穩定性； 有機碳； 全氮； 土壤碳氮比