摘要：生物质炭作为农田生态系统固碳减排的重要措施，近年来已受到国内外学者的广泛关注。尽管已有研究表明一次性大量施用生物质炭具有明显增产与减排效果，但秸秆以生物质炭形式还田在减施氮肥条件下对作物生产及温室效应影响的研究还相对不足。本研究选取华北平原典型旱地土壤(褐土) 为研究对象，以当地常规化肥施用为对照，设置不同施氮水平并配合秸秆直接还田与生物质炭还田施用，以明确生物炭对小麦田温室气体CH4，N2O和CO2的影响，以及对作物产量的影响。结果表明，施用生物质炭显著增加土壤养分含量，并且可降低20%的氮肥施用。减施氮肥显著影响土壤温室气体排放，N2O随氮肥施用量降低显著降低，CH4排放在各处理间无显著差异，而秸秆还田处理下CO2排放随氮肥的减少而呈增加趋势，对应的生而物质炭还田处理下的CO2排放则呈相反变化；进一步结合作物产量分析表明，相对于常规秸秆还田措施，秸秆直接还田和炭化还田配合氮肥减施可使土壤温室气体排放强度（GHGI）分别降低36.40%~40.48%和40.48%~53.50% 。生物质炭还田可在稳定旱地作物产量的前提下实现氮肥减施与低碳生产。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1 研究区域概况2
1.2供施生物质碳2
1.3试验设计3
1.3.1田间管理3
1.3.2小麦田温室气体的采集与测定3
1.3.3土壤样品采集与测定3
1.3.4综合温室效应(GWP)计算4
1.3.5温室气体排放强度(GHGI)计算4
1.4数据处理4
2结果与分析4
2．1 小麦季土壤N2O、CH4、CO2排放的季节动态变化4
2．2 生物质炭对土壤温室气体综合排放的影响5
2．3 对小麦产量的影响6
2．4 小麦收获的土壤性质7
2．5 小麦季土壤含水量变化7
3讨论7
4结论8
致谢8
参考文献8
生物质炭和化肥不同配比对温室气体排放的影
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响
引言
引言：中国政府在2009年设定了一个目标：到2020年，中国争取要能够使全国的单位CO2生产排放总量与2005年的相比要下降4到5个百分点。农田温室气体排放在全球温室气体排放中占据相当大的一部分，农田生态系统的排放量占人类活动总的排放量的14%[1]，农业CH4和N2O 的排放量分别占因为人类的行为而产生的CH4 和N2O 排放量的52% 和84%[2]。《京都议定书》认可的所有的固碳措施中就有农业土壤的固碳，并且农业固碳措施在提高作物产量和改善气候环境两个方面具有很大的积极效应，所以在所有的固碳的措施中处于一个无以替之的地位。国内外已经普遍认可利用秸秆废弃物做成的生物质炭在农业上的应用，并认为这能够成为一项提高农作物产量、增加土壤的肥力以及应对气候变化的重要方案。但是，对于不一样品种的作物，不一样的土地还有不同的气候条件以及不同原料制成的生物质炭，对提高土壤质量等的好的方面的影响的程度和持续性都会有或多或少的不同。
目前我国大部分地区的农民施用肥料并不是根据作物的需求多少养分来决定施用的肥料多少，而是根据以往的经验来施用相应数量的肥料，这不单单增加了每亩地的农业成本，还大量浪费了肥料，并且还严重污染环境，引发了一系列的环境问题。所以提高肥料的利用效率、优化农业施肥结构已成为我国农业生产和环保方面迫在眉睫的问题。
研究显示，秸秆等农业生物质废弃物经过高温（350一550 0C）热裂解，同时不提供氧气或在缺少氧气的条件下，产生的固态生物质炭，表面以及生物质碳的内部有很多的小孔，因此有相对较大的比表面积。将这样的生物质炭投放到田里，能更好的吸附保持土壤固有的营养，减少氮的损失。并且能为微生物提供它们需要的生活环境，与此同时还可以显著减少温室气体的排放。曲晶晶等研究表明，施用小麦秸秆生物质炭，使水稻土土壤有机碳含量增幅最高能够达 55%以上，晚稻的生产水平要分别比没有加生物质炭的部分要增加5.18% ~ 7.95%[3]。Liu 等通过多次的田间试验发现，对土壤施用生物质炭相比施用其它肥料可明显降低稻田 N2O 排放 36.8% ~ 61.4%[4]。因此，生物质炭在提高土壤肥力、促进作物生长和固碳减排方面存在巨大的潜力[5][6][7][8]。
1 材料与方法
1．1 研究区域概况
试验地位于河南省新乡市朗公庙镇西马头王村(35°09′N，113°51′E)，气候是暖温带大陆性季风气候。年平均气温14℃，最冷的1 月平均气温0.2℃，最热的7 月平均气温27.3℃。年平均降雨656.3 mm，雨水主要在六月到九月，年均日照2407.7h。该地区农田常年实行冬小麦–夏玉米轮作，秸秆利用方式全部为秸秆直接还田。供试土壤为褐土，黏粒(<0.01 mm)含量131 g/kg，质地为砂壤土[9]。土壤基本性质列于表1。
表1.供试土壤的基本性质
Table 1. Basic properties of the topsoil
Sample
pH
(H2O)
OC
(g/kg)
TN
(g/kg)
C/N
BD
(g/cm3)
Available P
(mg/kg)
Available K
(mg/kg)
NH4+N
(mg/kg)
NO3 N
(mg/kg)
Topsoil
8.05
8.45
0.81
10.4
1.37
38.5
180.5
4.64
79.96
Note: OC： 有机碳； TN： 总氮； BD： 容重；CEC： 阳离子交换容量。
1．2 供试生物质炭
试验选择了玉米秸秆，小麦秸秆及相应的两种生物质炭，所用生物质炭均购自河南商丘三利新能源公司，作物秸秆及对应的生物质炭的基本性质见表2。
表2.作物秸秆及对应生物质炭的基本性质
样品
pH (H2O)
(1:2.5)
OC
（g/kg）
DOC
（g/kg）
玉米秸秆
MBC
小麦秸秆
WBC
/
9.74
/
9.60
439.45

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