氮负载生物炭对干湿交替稻田水土生态环境的调控效应

农田面源污染已成为引起水体富营养化的主要原因之一。为了减少稻田氮素流失、改善稻田局部水体养分负载过重的问题，采用盆栽试验，通过生物炭吸附富营养水中的养分后再利用于盆栽水稻，设置主区为持续淹水灌溉（I_F）与干湿交替灌溉（I_A），副区为1个对照（常规施氮，N1C0）与4种不同用量的氮肥与氮负载生物炭处理（N3/4C1、N3/4C2、N1/2C1、N1/2C2），其中N3/4、N1/2表示氮肥施入量为当地传统施氮量（N1）的3/4，1/2倍；C1、C2分别为10 t/hm²和20 t/hm²氮负载生物炭。结果表明：（1）减少氮肥施入配施氮负载生物炭显著提高了常规施氮处理田面水的pH；（2）常规施氮肥处理下，干湿交替灌溉（I_A）田面水NH₄⁺—N平均浓度较持续淹水灌溉（I_F）高8.0%，但是添加20 t/hm²氮负载生物炭后，干湿交替灌溉田面水NH₄⁺—N平均浓度低于持续淹水灌溉处理；（3）水稻生育后期，氮负载生物炭对NH₄⁺—N具有明显的缓释作用，而在干湿交替灌溉中，减施氮肥配合添加氮负载生物炭处理较N1C0处理降低了田面水NO₃^-—N浓度；（4）减施氮肥配合添加氮负载生物炭可提高水稻分蘖率，而添加20 t/hm²氮负载生物炭在氮肥施用量较少时，有利于提高水稻的有效分蘖率。综上，氮负载生物炭不仅可以降低富营养水中30.8%含氮量，还能显著降低施肥初期水稻田面水中NH₄⁺—N浓度，降低流失风险，延长NH₄⁺—N的释放时间而减少1/4的施氮量和保证水稻生育末期的氮素需求，从而有利于水稻生长。

Effects of Nitrogen-loaded Biochar on Ecological Environment of Water and Soil in an Alternate Wet-dry Irrigated Paddy Field