生物质炭种类与混施深度对紫色土水分运移和氮磷流失的影响

土壤中施加生物质炭对改善土壤墒情及提高土壤肥力具有重要作用。为探明生物质炭种类与混施深度对土壤水分运移和养分拦截的作用特征，通过室内定水头土柱模拟试验，设置3种生物质炭（稻壳炭、玉米秸秆炭、竹炭）和2种混施深度（10 cm、20 cm），以裸土为对照，测定水分运移及氮磷流失变化过程。结果表明：生物质炭对土壤孔隙结构的改变以及生物质炭比表面积和粒径分布可共同影响土壤水分运移。混施不同种类生物质炭能使土壤容重降低，其中混施稻壳炭后容重降低幅度最大，且稻壳炭能显著提高土壤总孔隙度与饱和含水量。混施稻壳炭能显著促进湿润锋运移，提高入渗量，其中稻壳炭混入10 cm土层后对炭-土层入渗的促进作用最大，对水分渗漏影响较小；而混入20 cm土层会促进渗漏，提高饱和导水率。玉米秸秆炭比表面积与总孔体积最大，吸持水分能力强；玉米秸秆炭不含大于1 mm粒径的颗粒，混施后对土壤总孔隙度影响较小，土壤饱和含水量显著降低，能抑制水分运移，其中玉米秸秆炭混入20 cm土层对渗漏的抑制作用最强。混施竹炭对湿润峰运移和入渗过程影响不明显，混入20 cm土层对渗漏有抑制作用。混施稻壳炭后，全磷（total phosphorous, TP）流失量减少，但会使全氮（total nitrogen, TN）流失量增加；混施玉米秸秆炭对TN流失影响较小，能使全磷流失量减少；混施竹炭能吸附氮素，但会使TP流失量增加。在田间开展应用时，可选择将稻壳炭混入10 cm土层，能有效减少地表径流与TP流失，但需注意会增加TN流失；玉米秸秆炭混入20 cm土层能降低水分运移速率，有效减少水分渗漏与TP流失，适用于砂土等透水性强的土壤。竹炭对水分运移的影响不如稻壳炭与玉米秸秆炭，且增加了TP流失，不适合实际应用。

Effects of Kind and Incorporation Depth of Biochars on Water Movement and Nitrogen and Phosphorus Loss in Purple Soil