施用棉稈炭對新疆鹽漬化土壤理化性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響

秦蓓，王雅琴，唐光木，劉會芳，徐萬里

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆建設兵團第八師炮臺土壤改良試驗站，新疆石河子 832066；3.新疆農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊 830091)

施用棉稈炭對新疆鹽漬化土壤理化性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響

秦蓓1，王雅琴2，唐光木3，劉會芳3，徐萬里3

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆建設兵團第八師炮臺土壤改良試驗站，新疆石河子 832066；3.新疆農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊 830091)

【目的】施用棉稈研制的生物炭，研究其對新疆鹽漬化理化性狀及作物產(chǎn)量的影響?！痉椒ā坎捎酶叩蛢蓚€水平一次性施入生物質(zhì)炭，連續(xù)監(jiān)測3年，分別測定2013年播種前、收獲后與2014年收獲后、2015年收獲后的0～20 cm、20～40 cm土層的土壤田間持水量、容重與總鹽，養(yǎng)分含量及作物產(chǎn)量?！窘Y果】在三年四茬連作體系上施用生物炭提高土壤的田間持水量(平均每年提高2.63%～7.57%)，降低土壤容重(平均每年降低1.66%～2.18%)與土壤總鹽含量(平均每年降低24.32%～28.06%)；提高土壤中原有養(yǎng)分含量促進作物生長，提高作物產(chǎn)量(平均每茬可提高25.52%～27.47%)?！窘Y論】施用棉稈可有效改良新疆鹽漬化土壤的理化性質(zhì)，改善土壤特性，并在提高土壤質(zhì)量的同時提高作物產(chǎn)量。

棉稈炭；土壤理化性質(zhì)；土壤養(yǎng)分含量；作物產(chǎn)量

0 前 言

【研究意義】新疆屬旱性荒漠氣候：年降雨量0～300 mm左右，蒸發(fā)量大；鹽漬土面積大，占全國的三分之一[1]。新疆土壤貧瘠，鹽漬化嚴重，影響作物的健康生長。研究欲通過大田試驗尋找出更有利于改善新疆鹽漬化土壤的材料，為提高土壤理化性質(zhì)和作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M展】近些年隨著新疆水資源日益緊張和不適當?shù)墓喔却胧┘又赝寥赖拇紊}漬化，影響農(nóng)田生態(tài)和作物生長[2，3]。李謙[3]、阿吉艾克拜爾[4]、郭德發(fā)等[5]均通過水利灌溉措施、農(nóng)業(yè)輪作、拉沙改土等傳統(tǒng)方式對鹽漬化土壤進行改良，取得了大量成果[3，4]，但也存在局限性。同時棉花的生產(chǎn)收獲后殘留下來的大量棉花秸稈處理利用不當則會造成嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。近幾年來作物秸稈缺氧熱裂解為生物炭[6]在農(nóng)業(yè)和環(huán)境領域的應用得到了廣泛的關注。生物炭(Biochar)是將農(nóng)林廢棄物等物質(zhì)在缺氧條件下高溫裂解成穩(wěn)定含碳的物質(zhì)[7]。生物炭自20世紀90年代末Lehmannt[8]提出至今，國外[9-12]與國內(nèi)[13-15]大量的學者對生物炭的性質(zhì)、作用及應用有了很廣泛的研究，并取得了很多有價值的成果。我國陳溫福[13]、謝祖斌[14]、王榮梅等[15]對生物炭的研究為解決因大量秸稈造成的環(huán)境污染和資源浪費問題提供了新的途徑。現(xiàn)該課題組也已研發(fā)出棉稈炭在棉花等作物生產(chǎn)上的炭基肥[16]?！颈狙芯壳腥朦c】生物質(zhì)炭孔隙度高，性質(zhì)穩(wěn)定[17]，作為一種可再生資源，其本身與生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品利用范圍廣泛[18]，可應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，作為土壤改良劑，改善土壤性質(zhì)[19]與環(huán)境的作用[13,20]，并增加土壤中的微生物多樣性[21]?，F(xiàn)采用大田試驗，一次性施入棉花秸稈炭，研究三年四茬作物體系，從而達到使用棉花秸稈炭改善土壤理化性質(zhì)與提高作物產(chǎn)量的目的?！緮M解決的關鍵問題】實驗將生物炭應用于新疆中度鹽漬化土壤中，設置高量與低量對比試驗，測定土壤的理化性質(zhì)與作物的產(chǎn)量，研究生物質(zhì)炭對新疆鹽漬化土壤的改良效果，提高農(nóng)林廢棄物的利用率，改善農(nóng)作物生長的土壤環(huán)境，提高土壤利用率。

1 材料與方法

1.1 材 料

新疆生產(chǎn)建設兵團第八師炮臺土壤改良試驗站1號地,位于新疆準格爾盆地南緣，N44°48′53″，E85°34′50″，典型的溫帶大陸性氣候，冬季長而嚴寒，夏季短而炎熱，年平均氣溫7.5～8.2℃，日照2 318～2 732 h，無霜期147～191 d，年降雨量180～270 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 500 mm，供試土壤為中度鹽漬化土壤，質(zhì)地為沙壤，播種前土壤總鹽含量為6.23 g/kg，有機碳含量為83.00 g/kg，堿解氮含量為0.58 g/kg，速效磷含量為0.18 g/kg，速效鉀含量為20.8 g/kg，田間持水量為18.62%，容重為1.73 g/kg，前茬作物為棉花。

生物質(zhì)炭在新疆建設兵團第八師炮臺土壤改良試驗站，將采收后棉花秸稈晾干后自行燒制而成。列出棉花秸稈與棉花秸稈炭的化學性質(zhì)及養(yǎng)分含量。表2

表1 棉花與棉花秸稈炭的化學性質(zhì)及養(yǎng)分含量

Table 1 Chemistry properties and nutrient content of cotton stalk and cotton stalk-biochar

pH有機碳含量OrganicCcontent(g/kg)氮含量TotalNcontent(g/kg)磷含量TotalPcontent(g/kg)鉀含量TotalKcontent(g/kg)鈣含量Cacontent(g/kg)鎂含量Mgcontent(g/kg)棉花秸稈Cottonstalk6.51430.2123.347.5017.187.382.43棉花秸稈炭Cottonstalk-biochar9.16327.1723.744.189.1410.093.61

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗2013～2015年。2013與2014年種植棉花，2014年棉花收獲后種植冬小麥，2015年小麥收獲后種植苜蓿。棉花種植采用新疆建設兵團機采棉種植模式66 cm+10 cm+66 cm+10 cm，小麥與苜蓿采用人工撒播模式種植，且均為干播濕出。試驗共設三個處理，分別為 T1：對照；T2：低棉稈炭量1.5 t/667 m2；T3：高棉稈炭量3.0 t/667 m2，每個處理三個重復，共9個小區(qū)，每個小區(qū)寬4.6 m，長29 m，且棉稈炭用量一次性施入，后續(xù)不再施入。

試驗期間滴灌次數(shù)與滴灌水量、滴灌時間同其他大田管理一致。

1.2.2 樣品采集

1.2.2.1 土壤樣品采集[21，22]

按照隨機多點混合原則，按S型路線取樣，于2013年播種前，2013、2014年棉花收獲后，2015年苜蓿收獲后挖掘滴灌帶下和膜邊底土0～20 cm與20～40 cm土層10個點的土壤剖面，自下而上使用環(huán)刀取其容重樣與田間持水量樣后取土壤混合土樣，風干后過1與0.25 mm篩進行養(yǎng)分含量與總鹽含量測定。

1.2.2.2 產(chǎn)量樣品采集

每個處理隨機選擇三個長勢均勻的樣區(qū)。棉花：每個樣區(qū)長×寬為1.62 m(3行棉花的距離)×1.00 m，獲取樣區(qū)內(nèi)的籽棉進行稱樣；小麥和苜蓿：每個樣區(qū)長×寬為1 m×1.00 m，直接割取樣區(qū)內(nèi)整個植株進行稱樣。取樣時間與土樣采集時間相一致。

1.2.3 測定指標

1.2.3.1 土壤理化性質(zhì)

土壤容重使用環(huán)刀烘干法測定；田間持水量采用室內(nèi)環(huán)刀浸水烘干法測定[23]；土壤總鹽使用水土比為5∶1的水浸提電導法測定；土壤有機質(zhì)含量使用K2Cr2O7容量法—外加熱法測定；堿解氮含量使用堿解擴散法；速效磷含量使用NaHCO3浸提比色法測定；速效鉀含量使用NH4OAc浸提火焰光度計法測定[20]。

1.2.3.2 產(chǎn)量

棉花產(chǎn)量使用籽棉鮮重表示；小麥產(chǎn)量使用籽粒重量表示；苜蓿產(chǎn)量使用植株鮮重表示。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

測定數(shù)據(jù)采用Excel和Spss14.0統(tǒng)計軟件進行分析，并采用新復極差比較。

2 結果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)變化

2.1.1 土壤田間持水量變化

水是在作物生長必不可少的因素之一，一般田間持水量被看做是土壤中有效水的上限，田間持水量的多少反映了土壤中可被作物吸收的水含量，所以田間持水量嚴重影響作物生長，且對田間持水量影響較明顯的因素有土壤性質(zhì)、土壤初始含水量等。向土壤中施入棉稈炭后，0～20 cm與20～40 cm土層土壤的田間持水量在2013年、2014年棉花、2015年苜蓿收獲后均高于對照，且均在2013年、2014年收獲后呈上升趨勢，在2015年收獲后呈下降趨勢，說明向新疆鹽漬化土壤中施入棉稈炭對土壤田間持水量的提高具有顯著地促進作用。此外，施入高棉稈炭量的田間持水量從2013年播種前到2015年收獲后也均高于施入低棉稈炭量。0～20 cm土層土壤(圖1，左)從2013年播種前到2015年收獲后對照的田間持水量無明顯變化，施入低棉稈炭量的土壤田間持水量上升17.22%，施入高棉稈炭量的土壤田間持水量上升量可達20.57%(Aa)；從2013年播種前到2015收獲后，施入低棉稈炭量，田間持水量上升最高出現(xiàn)在2013年收獲后，上升了26.67%，施入高棉稈炭的田間持水量上升最高出現(xiàn)在2014年收獲后，上升了38.29%。20～40 cm土層土壤(圖1，右)的田間持水量在施入低棉稈炭量與高棉稈炭條件下均表現(xiàn)為2014年收獲后呈上升趨勢，2015年收獲后呈現(xiàn)下降趨勢，但施入低棉稈炭量下降到2013年播種前量以下，說明向土壤中施入高棉稈炭量對土壤田間持水量的提高作用強于低棉稈炭量，且施入棉稈炭對土壤田間持水量提高主要作用于0～20 cm土層。圖1

圖1 不同處理土壤0～20 cm(左)、20～40 cm(右)田間持水量

Fig.1 The field capacity in different layers 0-20 cm(left)、20-40 cm(right) of different treatments

2.1.2 土壤容重變化

土壤容重是指單位體積土壤在田間自然壘結狀態(tài)下的質(zhì)量，它包含了單位體積內(nèi)土壤中所有的空隙與土壤顆粒。通過烘干單位體積土壤質(zhì)量比單位體積求得，因此土壤容重在一定程度上可以反映土壤熟化程度的高低。研究表明，2013年播種前向土壤中施入棉稈炭到2015年收獲后對土壤的容重的影響表現(xiàn)為0～20 cm土層的土壤容重有所降低，低棉稈炭量與高棉稈炭量分別降低了1.61與1.60 g/kg，與此同時對照的土壤容重也降低到1.60 g/kg；同時，施用低棉稈炭量的土壤容重在2013年收獲后下降明顯，施用高棉稈炭量的土壤容重下降到2014年收獲后才會有所上升，但上升量小于低棉稈炭量，說明棉稈炭對土壤容重的影響受時間的制約比較明顯，且棉稈炭含量越高土壤容重下降時間也越長。20～40 cm土層的土壤容重也表現(xiàn)為先下降后上升，降到最低值時間均出現(xiàn)在2014年收獲后，到2015年的時候出現(xiàn)上升趨勢，但均未高于對照。總的看來施用棉稈炭對該實驗土壤的容重影響較不明顯。圖2

圖2 不同處理土壤0～20 cm(左)、20～40 cm(右)的容重

Fig.2 The bulk density of soil 0-20 cm(left)、20-40 cm(right) under different disposes

2.1.3 土壤總鹽變化

土壤中的總鹽含量在一定程度上反映了土壤鹽化程度，當土壤中含鹽量達到12.0 g/kg時，土壤已表現(xiàn)為重鹽化。鹽分通過破壞植物細胞內(nèi)的膜、降低植物光合作用、破壞植物體內(nèi)離子平衡、影響植物吸收土壤中的有效水含量等途徑危害植物的生長[24]。

中度鹽漬化土壤中施入棉稈炭后土壤中的鹽分含量表明，從2013年播種前到2015年收獲后， 0～20 cm土層與20～40 cm土層的土壤中總鹽含量均呈下降趨勢，并以施入高棉稈炭量的下降量少于施入低棉稈炭量：0～20 cm土層土壤總鹽含量從2013年播種前開始到2015年收獲后分別下降了76.65%和86.84%；20～40 cm土層土壤總鹽含量分別下降了69.28%和81.48%，但無論施入的棉稈炭為高量還是低量，均使土壤總鹽含量下降到2.5 g/kg以下，使土壤表現(xiàn)為非鹽漬化。但無論是0～20 cm土層還是20～40 cm土層，向土壤中施入高量棉稈炭在起初表現(xiàn)為總鹽含量先上升后下降的趨勢，說明要降低土壤鹽分應當適量施入棉稈炭，當含量過多時棉稈炭會先將土壤中的鹽分吸附在其表面，增加了土壤總鹽含量，在多次灌溉洗滌后才能將土壤鹽分洗掉。圖3

2.1.4 土壤中有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量的變化

鹽漬化沙壤中施入棉稈炭從2013年播種前到2015年收獲后，有機質(zhì)含量降低，可降低50%左右；從2013年播種前到2014年收獲后，施入低棉稈炭量的土壤有機質(zhì)降低27.85%，施入高棉稈炭量的土壤有機質(zhì)減低僅為5.11%，可見棉稈炭含量對土壤有機質(zhì)的影響表現(xiàn)為低含量時每年降低量幾乎均等，高含量時降低量在第一年施用時可補充土壤有機質(zhì)后再被吸收。堿解氮含量從2013年播種前到2014年收獲后種植棉花期間含量降低后在2015年種植小麥和苜蓿后有所上升：低棉稈炭含量地塊降低51.67%后僅上升了20.69%，土壤中堿解氮含量在種植苜蓿后未超過2013年播種前；高生物碳含量地塊堿解氮含量下降46,03%后上升167.65%，及土壤中堿解氮含量在種植苜蓿后遠超過2013年播種前。土壤中速效磷含量在施入生物炭后均表現(xiàn)為下降趨勢，速效磷下降量可達84.21%～89.28%。速效鉀含量變化規(guī)律與堿解氮相似，表現(xiàn)為在2013年播種前到2014年收獲后有所上升，到2015年收獲后有所下降。在低棉稈炭量條件下，總量未降低到2013年播種前；在高棉稈炭量條件下，2014年收獲后僅上升1.25%后，到2015年收獲后卻下降了26.45%。圖3，表2

圖3 不同處理土壤0～20 cm(左)、20～40 cm(右)的總鹽

Fig.3 The total salt of soil 0-20 cm(left)、20-40 cm(right) under different disposes

表2 不同處理下的土壤養(yǎng)分含量變化

Table 2 The change of nutrient content of soil under different disposes

注：大寫字母表示不同處理相同指標間差異極顯著(P<0.01)；小寫字母表示不同出爐相同指標間差異顯著(P<0.05)Note: the capital letters mean extremely significant difference between different disposes and same target (P<0.01); the small letters mean significant difference between different disposes and same target(P<0.05)

2.2 生物炭的使用對作物產(chǎn)量的影響

鹽漬化土壤中添加棉稈炭后對作物產(chǎn)量的影響表現(xiàn)：施用低棉稈炭量的棉花在2013年到2014年均出現(xiàn)增產(chǎn)現(xiàn)象，最高可增產(chǎn)58.36%，出現(xiàn)在施入棉稈炭后的第一年最低在2014年增產(chǎn)了22.26%，在2015年，即施入棉稈炭后第三年冬小麥增產(chǎn)了27.85%，苜蓿僅增產(chǎn)了5.42%；施入高棉稈炭量棉花在2013年僅增產(chǎn)了3.05%，2014年增產(chǎn)了18.05%，2015年冬小麥增產(chǎn)了50.51%，苜蓿增產(chǎn)了19.37%。以此可以分析出在連作體系中，低棉稈炭量的增產(chǎn)作用主要表現(xiàn)在使用的前兩年，高棉稈炭量對作物的增產(chǎn)作用主要表現(xiàn)在施入生物炭后的兩年后。圖4

圖4 不同處理條件下作物產(chǎn)量比較

Fig.4 The compare of crop output under different disposes

3 討 論

3.1 施用生物質(zhì)炭對鹽漬化土壤物理化性質(zhì)的影響

張偉明[19]、武玉[25]、房彬[26]有試驗證明向土壤中施入生物炭可提高土壤持水性能，降低土壤容重，是因為生物炭本身密度較小，具有大量孔隙，施入土壤后可增加土壤的孔隙度[18,26]，同時提高土壤中的毛管孔隙數(shù)量，而且生物炭表面粗糙，可增加生物炭與土壤顆粒之間的摩擦作用，提高整體土壤孔隙度的同時，促進土壤團聚體的形成，并保持一定的穩(wěn)定性能，從而提高土壤的田間持水量，降低土壤容重。試驗也表明，鹽漬化土壤中施入不同量的棉稈質(zhì)炭也均可降提高土壤田間持水量和降低土壤容重：施入低棉稈炭量與高棉稈炭量連作3a 4茬后分別可使土壤0～40 cm土層的田間持水量平均上升7.29%和22.67%，容重下降4.97%和6.55%。由于試驗區(qū)土壤為沙壤，沙壤本身屬于新成土，顆粒較粗，故施入棉稈炭后對土壤容重的影響沒有對田間持水量的影響顯著，同時沙質(zhì)土壤本身孔隙度比較大，所以生物炭對沙土田間持水量的正面影響主要是通過提高沙土的有效孔隙即毛管孔隙實現(xiàn)的。但在2015年收獲苜蓿后，土壤的田間持水量相比較2013、2014年有所下降，容重也出現(xiàn)上升趨勢，是由于2015年為冬小麥和苜蓿連作，且在新疆苜蓿作為牲畜的飼料，一年收割3～4次，整個2015年的生長生育期較長，使得原本施入棉稈炭后對土壤的改良效果出現(xiàn)負面影響，也說明在土壤使用方面，應考慮土壤本身性能，在不破壞土壤自身理化性質(zhì)的基礎上，以促進土壤熟化為前提，合理耕作，這樣才能保證土壤耕作性能向更好的方向發(fā)展。

向新疆鹽漬化土壤中施入棉稈炭后，總體而言可降低土壤中的總鹽含量。試驗中的土壤測定下來表現(xiàn)為中度化鹽漬，施用棉稈炭后無論是低棉稈炭量還是高棉稈炭量在3年連作后均表現(xiàn)為無鹽漬化現(xiàn)象，且在試驗過程中也發(fā)現(xiàn)施用棉稈炭后大田中的鹽斑面積有逐漸減小的趨勢，可見棉稈炭可用在新疆鹽堿化土壤中作為一種新的壓鹽排鹽改良措施。

3.2 施用生物質(zhì)炭對土壤養(yǎng)分的影響

向新疆灰漠土中施入生物炭可以提高土壤中的有機質(zhì)、全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分含量[27,28]，是因為生物炭具有強烈的吸附性能，可將養(yǎng)分吸附在其表面，不易流失。同時生物炭可增加耕層土壤的持水性能，使易揮發(fā)的養(yǎng)分溶于水中，同時使溶于水分的養(yǎng)分不易下滲流失而儲存在土壤中。沙土的理化性質(zhì)差，水肥流失現(xiàn)象嚴重。陳心想[29]在生物炭對不同土壤化學性質(zhì)的研究中表明生物炭具有改善沙土漏水漏肥的不足，提高土壤中的速效養(yǎng)分含量。試驗中施入棉稈炭可使土壤原有有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量上升。在生產(chǎn)過程中，隨著作物的生長期增加，養(yǎng)分含量和有機質(zhì)含量也會下降，但下降量少于未使用土壤下降量。2014年棉花收獲后到2015年苜蓿收獲后土壤養(yǎng)分含量迅速下降，是因為小麥苜蓿連作，期間未歇地，作物從土壤中大量吸收養(yǎng)分，生物炭可促進作物的生長，使作物吸收的養(yǎng)分也大于未施用生物炭土壤上生長的作物，尤其是2015年冬小麥和苜蓿的產(chǎn)量無論是低棉稈炭量還是高棉稈炭量均大于對照，從而使土壤中的養(yǎng)分含量急劇下降，且出現(xiàn)有機質(zhì)含量與速效鉀含量低于對照地塊。

3.3 施用生物質(zhì)炭對棉花產(chǎn)量的影響

現(xiàn)我國有關生物炭對作物產(chǎn)量的研究中，大量實驗表明生物炭對作物產(chǎn)量，無論是玉米、小麥、水稻還是棉花均表現(xiàn)為正面顯著影響[18,26-29]。研究表明，施用棉稈炭后可提高棉花、小麥和苜蓿的產(chǎn)量，且在施入棉稈炭后的2013和2014年中對棉花的產(chǎn)量施入低棉稈炭量的地塊棉花產(chǎn)量高于施入高棉稈炭量的地塊，2015年小麥和苜蓿的產(chǎn)量高棉稈炭量的地塊產(chǎn)量比低棉稈炭產(chǎn)量的高，可見生產(chǎn)過程中對施入生物炭量的選擇除了要考慮到土壤本身的性能以外還應考慮到作物品種，這也為以后有關生物炭在農(nóng)業(yè)方面的應用的研究中提出更為精細的要求。

4 結 論

4.1 鹽漬化土壤中施入棉稈炭可以提高土壤的田間持水量，在三年四茬連作體系中從2013年播種前19.98%上升到2015年收獲后的20.45%，平均每年可提高平均每年提高2.63%～7.57%，且施用高棉稈炭量比低棉稈炭量作用明顯，主要作用于土壤的0～20 cm土層。關于向新疆鹽漬化土壤中施入棉稈炭后，土壤容重僅由1.62下降至1.61 g/kg，平均每年降低可1.66%～2.18%，但對此試驗中的沙土影響仍表現(xiàn)的不明顯。土壤總鹽含量由0.620 5%下降到0.122%，平均每年可降低24.32%～28.06%，而使土壤表現(xiàn)為無鹽堿化，且效果顯著。

4.2 施入棉稈炭可提高鹽漬化土壤中原有養(yǎng)分含量促進作物生長，在提高作物產(chǎn)量方面平均每茬可提高25.52%～27.47%，且表現(xiàn)為低棉稈炭量對棉花產(chǎn)量的提高顯著大于高棉稈炭量處理，對于小麥和苜蓿則表現(xiàn)為高棉稈炭量大于低棉稈炭量。

向新疆鹽漬化土壤中施入生物炭可改善土壤的田間持水量，降低土壤容重和總鹽含量，提高土壤養(yǎng)分含量與作物產(chǎn)量。同時生物碳是農(nóng)業(yè)廢棄物再利用，保護農(nóng)業(yè)環(huán)境的一種有效手段，符合環(huán)保農(nóng)業(yè)的要求。但實際生產(chǎn)過程中生物炭的使用和開發(fā)利用還存在一定的局限性[6]，要真正做好生物炭資源合理改良利用，還應將其與多種農(nóng)副產(chǎn)品、有機無機肥料相結合，綜合開發(fā)利用，從而提高養(yǎng)分利用率，降低生產(chǎn)成本，提高作物質(zhì)量，減少生產(chǎn)環(huán)境污染。

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Fund project:Research and demonstration on Key Technologies of low yield soil improvement in Oasis salinization(2012BAD05B03)；Research and demonstration on carbonization and returning technology of agricultural and forestry waste in Xinjiang(201431108)；Development and demonstration of Xinjiang agriculture and forestry waste biomass carbon based fertilizer(ky2012059)

Effects of Applying Cotton Stalk Biochar to Xinjiang Saline Soil on the Physical and Chemical Properties and Crop Yield

QIN Bei1, WANG Ya-qin2, TANG Guang-mu3, LIU Hui-fang3, XU Wan-li3

(1.CollegeofPrataculturalandEnvironmentalSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China; 2.PaotaiExperimentalStationofthe8thAgriculturalProductionDivision,ShiheziXinjiang832066,China; 3.ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 This project aims to provide fundamental basis for improving the soil through applying biochar into Xinjiang's moderate salinization sand soil and research the influence on soil properties.【Method】Using high and low levels and fertilizing disposable biochar for three years on end, and then, determining the soil field water holding capacity, soil bulk density and soil total salt of 0-20 cm, 20-40 cm layer and soil nutrient content, crop yield before sowing and after harvesting in 2013 and after harvesting in 2014 and 2015.【Result】The use of biochar could improve distinctly the soil field capacity (average annual increase of 2.63%-7.57%), reduce soil bulk density (average annual decrease of 1.66%-2.18%) and soil total salt (average annual decrease of 24.32%-28.06%), and enhance soil nutrient content, crop yield after 3-year-4-time continuous cropping, and performance results varied each year (average cropping can improve 25.52%-27.47%).【Conclusion】The application of biochar can effectively improve the Xinjiang's saline soil, ameliorate the soil characteristics and enhance the quality of soil, thus increasing the crop yield.

cotton stalk-biochar; soil properties; soil nutrient content; crop yield

2016-06-26

國家科技支撐計劃項目“綠洲鹽漬化中低產(chǎn)土壤改良關鍵技術研究與示范”(2012BAD05B03)；自治區(qū)科技支撐計劃項目“新疆農(nóng)林廢棄物炭化還田技術研究與示范”(201431108)；自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項“新疆農(nóng)林廢棄生物質(zhì)炭基肥料研發(fā)與示范”(ky2012059)

秦蓓(1991-)，女，陜西人，碩士，研究方向為土壤與植物營養(yǎng)， (E-mail)568916732@qq.com

徐萬里(1971-)，男，陜西人，研究員，研究方向為土壤與植物營養(yǎng)，(E-mail)wlxu2005@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.12.017

S153

：A

：1001-4330(2016)12-2290-09