生物炭对稻田温室气体排放与产量的影响
生物炭对稻田温室气体排放与产量的影响
【摘要】： 生物炭是生物质材料在高温限氧或者无氧的条件下裂解生成的含碳量高的芳香化物质,其性质稳定,含有多种植物所需要的营养元素,且具有多孔和强吸附性的特性。由于这些特殊的性质,生物炭被作为缓解温室气体排放和提高氮肥利用的材料而广泛应用于农业生产。本试验通过两年的大田试验,研究生物炭与无机氮肥配施对稻田温室气体的排放、氮肥利用率、产量的影响,旨在为生物炭在水稻生产中的应用提供实践依据。本试验为完全随机区组设计,设有六个处理:(1)不施氮肥(CK);(2)常规施肥(IF);(3)常规施氮+低量生物炭(IF+B1);(4)常规施氮+高量生物炭(IF+B2);(5)减氮30%+低量生物炭(RIF+B1);(6)减氮30%+高量生物炭(RIF+B2)。主要研究结果如下:1、生物炭显著影响土壤理化性质。与IF相比,常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)土壤容重平均降低8.67%。生物炭显著影响苗期和分蘖期土壤p H,生物炭对土壤p H的提升效果随施炭量增加而增加。与IF相比,IF+B2处理p H平均增加0.41。减氮处理(RIF+B1、RIF+B2)与常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)间、高量生物炭与低量生物炭处理间土壤容重、土壤p H差异不显著。2、生物炭显著提高土壤养分含量。与IF处理相比,常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)硝态氮含量平均增加53.07%,铵态氮含量平均增加26.07%,土壤DOC含量平均增加131.10%,土壤有机质平均增加17.52%,土壤全N平均增加30.73%。与常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)相比,减氮处理(RIF+B1、RIF+B2)硝态氮含量平均下降62.19%,铵态氮含量平均下降27.90%;高量生物炭与低量生物炭处理间土壤养分含量无显著差异。3、生物炭对稻田CH_4排放影响不显著。与IF处理相比,生物炭配施无机氮显著降低稻田N_2O排放,降幅达33.55%-43.05%。减氮处理(RIF+B1、RIF+B2)与常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)间、高量生物炭与低量生物炭处理间CH_4和N_2O排放差异均不显著。4、生物炭显著提高水稻产量及氮肥利用率。与IF处理相比,常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)产量平均增加11.66%;减氮处理(RIF+B1、RIF+B2)与常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)间、高量生物炭与低量生物炭处理间产量无显著差异。与IF处理相比,常规施氮+生物炭处理(IF+B1、IF+B2)氮肥利用率平均增加8.51%;与IF+B1处理相比,RIF+B1处理氮肥利用率平均增加11.64%;与RIF+B1处理相比,RIF+B2处理氮肥利用率平均降低11.42%。综上所述,生物炭对土壤理化性质明显改善,土壤养分含量明显提升。同时,生物炭与无机氮配施显著降低稻田N_2O排放,同时促进作物生长,提升作物氮肥利用效率,提高水稻产量,其中RIF+B1处理效果最佳。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2020
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