摘要：为探讨施用生物质炭对旱地红壤养分含量的的影响，分别采集不同生物质炭使用量下的旱地红壤，测定其pH、有机碳含量、CEC、铵态氮、硝态氮和速效磷含量，并记录各处理作物产量变化状况。研究发现生物质炭可以显著改善旱地红壤的土壤肥力。当生物质炭施用量为40 t/hm2时，红壤肥力提高最为显著，与不施用生物质炭红壤相比，有机碳含量增幅可至72.16%，CEC增幅达32.06%，速效磷含量增幅达79.65%，其余各类养分含量也有明显提高。在各小区内种植作物后发现，生物质炭与氮肥配施后作物产量随生物质炭施用量的增加而增加，在生物质炭施用量为40 t/hm2时，油菜产量比对照增收69.16%。本研究对生物质炭在旱地红壤上的改良利用和应用推广、提高红壤区土壤利用率且维持高产具有重要的意义。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 研究区概况 2
1.2 供试材料 2
1.2.1 生物质炭及供试土壤 2
1.2.2 供试作物 3
1.3 试验方案 3
1.4 样品采集与分析 3
1.4.1 样品采集 3
1.4.2 样品数据分析 4
1.5 作物产量测定 4
1.6 数据处理与分析 4
2 结果与分析 4
2.1 生物质炭与氮肥配施对旱地红壤养分含量的影响 4
2.1.1 生物质炭与氮肥配施对土壤pH的影响 4
2.1.2 生物质炭与氮肥配施对红壤有机碳含量的影响 5
2.1.3 生物质炭与氮肥配施对红壤氮素含量的影响 6
2.1.4 生物质炭与氮肥配施对红壤速效磷含量的影响 7
2.1.5 生物质炭与氮肥配施对红壤CEC的影响 8
2.2 生物质炭与氮肥配施对红壤物理性质的影响 9
2.2.1 生物质炭与氮肥配施对土壤
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含水量的影响 9
2.2.2 生物质炭与氮肥配施对土壤容重的影响 9
2.3 生物质炭与氮肥配施对油菜产量的影响 10
3 讨论 11
4 结论 11
致谢 12
参考文献 12
生物质炭对红壤肥力影响的研究
引言
引言 红壤是分布于我国热带地区和亚热带地区的区域性土壤，主要存在于长江以南各省区，是我国重要的土壤资源之一，占全国耕地面积28%的红壤养活了占全国43%的人口[1]。红壤地区光热水分资源丰富，生产特性十分优越，如今已成为我国粮食、经济作物和各类肉类产品的重要生产基地[2]。但近年来，在人为不合理的土地利用方式、自然条件及红壤固有特性的交互影响下，红壤地区水土流失严重，土壤质量和生态系统发生严重退化[3]。一方面由第四纪红色黏土发育而来的江西旱地红壤，其土壤容重较高，孔隙度较低，有机碳含量低，质地黏重，硬度较大且有效水含量较低，保水、保肥能力较差[4]；另一方面由于人类不合理的施用化学氮肥造成土壤硝态氮的累积[5]，挥发性氮素进入大气及地下水后，不仅浪费了氮肥，同时也增加了地下水污染的风险[6]，其中，未被植物根系利用的铵态氮和硝态氮可能淋溶至地下水从而造成地下水氮含量超标[7]。另外，红壤是典型的酸性土壤，其成土母质中磷含量较低，主要是因为红壤中氧化铁和氧化铝的含量较高，能与磷反应生成溶解性低的铁磷和铝磷，这对磷的有效性影响很大，甚至还会进一步形成有效性更低的闭蓄态磷，使土壤中的磷和施入土壤中的肥料磷绝大部分转化为固定态磷，降低了土壤中磷的有效性，导致土壤严重缺磷，而土壤磷素含量及磷的形态对作物生长有重要影响。植物生长期间对磷肥的利用效率很低[89]，通常磷肥的当季作物利用率仅10%25%[10]。缺磷是南方红壤地区作物生产的主要养分限制因子之一。随着红壤区作物产量的不断提高，农业生产对磷肥的依赖性越来越明显研究红壤旱作区土壤磷素的有效性具有重要意义。因此，研究该地区养分保持与扩增方法，在提高当地作物产量的同时保证农业的可持续发展成为当务之急。
生物质炭是由生物有机材料（如木材草玉米秸秆或其它农业剩余物）在缺氧的情况下，经高温慢热解( 通常＜700℃) 产生的一类富含碳素的固态物质[11]，生物质炭的元素组成成分主要以碳、氢、氧三种元素为主，其次是灰分元素，主要包括钠、镁、钾、钙、硅、硫等一些矿质元素和重金属元素等，生物质炭中碳的含量很高，一般为 40%75%左右。其化学及生物学稳定性高、pH值也高、养分丰富[12]。因此，生物质炭可作为酸性红壤的土壤改良剂，以降低土壤中铝的饱和度，可以在很大程度上提高土壤的 pH 值。生物质炭具有非常丰富的大小孔隙结构和巨大的比表面积，这就使得生物质炭具有强大的吸附能力，同时具备良好的阳离子交换性能（CEC），能够吸附土壤中的硝酸盐、铵盐、磷素以及其它水溶性的盐基离子，从而具有很好的保肥性能；同时还可以吸附重金属和农药，缓解土壤的环境污染。施用生物质炭不仅能改善土壤理化性质、提高土壤肥力、增加土壤碳库容[1316]，还可以提高土壤的保水透水能力，增强土壤对养分的吸持能力。生物质炭施入土壤后，在增加土壤的碳库容量、稳定土壤有机碳库、构筑土壤肥力、持留土壤养分、维持农田土壤的生态系统平衡等方面都有着至关重要的意义。
本研究拟通过长期野外定位试验，研究生物质炭与氮肥配施对红壤区土壤氮、磷含量等肥力指标变化的影响，探讨生物质炭与氮肥配施对旱地红壤养分运移规律的影响，研究生物质炭对旱地红壤铵态氮、硝态氮、速效磷的作用，提出红壤农田土壤养分容量扩增途径，对生物质炭在旱地红壤上的改良利用以及应用推广、提高红壤区土壤利用率且维持高产具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
本研究的试验区选择在江西省红壤研究所，该所成立于1963年，主要从事于亚热带红壤资源开发利用方面的工作，其地理位置为：116°20′24″N，28°15′30″E，是典型的低山丘陵红壤区。年均降雨量1549 mm，年蒸发量1100 1200 mm；干湿季节明显，36月为雨季，降雨量占全年雨量61 69%；7 9月为旱季，蒸发量占全年蒸发量的40 50%。
1.2 供试材料
1.2.1 生物质炭及供试土壤 供试的生物质炭原料为小麦秸秆，其产自于河南商丘三利新能源有限公司，以连续竖式生物质炭化炉为生产设备，炭化温度350500℃，生物质材料转化为生物质炭的转化率为35%。经生产成的生物质炭需过2mm筛，并测定其理化性质，其中pH 为10.35，有机碳含量为467.20g/kg，全氮含量为5.9g/kg，有效磷含量为4.7g/kg，全钾含量为11.5 g/kg，CEC 为217cmol/kg，容重为0.45g/cm3。

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