施用生物炭对2种典型土壤养分有效性及肥力特征的影响

为探究我国酸、碱2种典型土壤养分有效性和肥力特征对生物炭（BC）的响应,以新疆盐渍灰漠土和湖北酸性红壤为供试土壤,设置4个生物炭（玉米秸秆原料）水平：C0（0%）、C0.5（0.5%）、C1（1%）和C2（2%）,进行为期60 d包括4个动态取样时期（1 d、10 d、30 d、60 d）的土壤培养试验。测定土壤基本理化性质、盐分、养分含量和土壤胞外酶活性,考察酸、碱2种土壤养分有效性及肥力特征对不同生物炭施用水平的响应。结果显示,施用生物炭能够改善2种土壤的理化性质,并提高土壤养分含量。施用2%生物炭使酸性红壤pH显著提高0.14个单位,使盐渍土pH显著降低0.18个单位;与C0相比,施用2%生物炭后导致酸性红壤和盐渍土的有机质和速效钾含量分别显著提高71.25%、59.65%和142.31%、36.85%。与C0相比,施用2%生物炭,酸性红壤水溶性钾含量在培养10 d时增幅最大,为238.10%,盐渍土在培养1 d时增幅最大,为47.50%;同时,红壤交换性钾含量在培养60 d时增幅最大,为127.88%,盐渍土在培养1 d时增幅最大,为31.58%。在培养60 d时,施用2%生物炭使盐渍土的非交换性钾含量降低7.62%。施用生物炭显著增加红壤的水溶性镁含量和钾钠比（K⁺/Na⁺）。在盐渍土中,还显著降低钠吸附比（SAR）和水溶性钠含量,施用0.5%的生物炭显著提高水溶性钙及水溶性镁含量,相对C0处理分别增加4.90%和2.80%。另外,施用生物炭导致2种典型土壤胞外酶活性均有所降低,通过冗余分析发现土壤胞外酶与速效钾、水溶性钾及SAR呈正相关关系且相关性较强。结果表明,施用生物炭可以提高2种典型土壤养分有效性,速效钾和水溶性钾为土壤肥力的关键驱动因子;通过生物炭的强吸附以及盐分离子间的置换作用,减少Na⁺的盐碱胁迫效应,对提高2种典型土壤的肥力特征有着积极效应。

Effects of biochar application on nutrient availability and fertility characteristics of two typical soils