棉花是我国新疆主要的经济作物之一，对新疆经济的发展有着极其重要的作用。新疆具有得天独厚的适宜棉花种植、生长的自然地理条件，新疆棉花产量占我国棉花产量的80%以上。但因受到新疆土壤盐碱土孔隙结构差、盐分含量高以及养分含量少等因素的影响，产量可提升潜力较大。为解决上述土壤环境和生产效率的问题，开展针对新疆棉区土壤改良和作物促产的研究课题十分必要。 本文通过2018～2020三年田间试验，在棉花与吸盐作物甜菜间作的基础上，研究了不同生物炭施用量（0、10、25、30、50和100thm-2）对土壤水分、孔隙结构、温度、盐分、养分以及棉花生长指标和产量的影响。探讨了利用生物炭改良土壤环境促进棉花生长的作用机理，逐步确定了新疆膜下滴灌间作棉田改良的生物炭最佳施用量，以期为我国新疆地区利用生物炭改良土壤环境和促进棉花产量提供理论依据，论文的主要研究结果如下。 （1）揭示了生物炭对土壤物理性质的影响。施用生物炭可以在一定程度上改变土壤的孔隙结构，减少土壤的容重，并且在一定范围内土壤容重随生物炭施用量的增加而降低。适量生物炭的添加可以显著增加土壤的储水量，由于土壤水分含量受到多种因素的调控，所以土壤储水量的增加与生物炭的施用量并不是简单的正比例的关系，而是随生物炭施用量的增加先增加后减少，试验发现在生物炭施用量为10thm2时根区土壤储水量达到最大值。生物炭对土壤温度的调控作用更多体现在可以调节土壤温度的极值，起到一定“削峰填谷”的作用，而对整个生育期土壤的平均温度影响不大。 （2）研究了生物炭对土壤化学性质的影响。土壤中施用生物炭可以改变土壤的化学性质与土壤化学微环境，对土壤pH值、盐分含量以及养分含量均有不同程度的影响。生物炭对土壤pH的影响更多反映在浅层土壤中，影响力度在一定范围内与生物炭施用量呈正相关。施用生物炭显著增加了根区土壤中的盐分含量，盐分含量的增加与生物炭的施用量表现出正比例关系，除此之外膜下滴灌土壤的盐分含量与作物生育期和田间位置也有一定的关系。适量生物炭的添加能显著提高土壤中的养分含量，但不同类型的土壤养分对生物炭施用量的响应不同。其中，土壤有机质含量与生物炭的施用量呈正相关，B100处理相较于B0处理土壤有机质含量提高了125%左右。土壤中速效磷和速效钾的含量在生物炭施用量为10thm-2时取得最大值，过量生物炭的添加反而会降低土壤中速效磷和速效钾的含量。 （3）探讨了生物炭对作物生长及产量的影响。生物炭的施用可以综合影响新疆棉花的生长发育过程，促进棉花产量的提升。适量生物炭的施用对棉花生长发育过程中的株高、叶面积和干物质累积量均有不同程度的促进作用。但如果施用生物炭过量，反而会抑制棉花的生长。三年试验结果表明，棉花的株高、叶面积和地上部干物质量均在生物炭施用量为10thm-2时达到最大值。生物炭对棉花生长的影响最终反映在棉花产量上，三年试验研究表明，生物炭施用量在25thm-2时，棉花产量达到最大值，平均籽棉产量为6932.2kghm-2，相较于未使用生物炭的处理棉花产量提升了34.43%，而过度使用生物炭则会降低棉花的产量。生物炭对间作甜菜的影响与生物炭对棉花的影响相似。不同的是，甜菜产值在生物炭施用量在50thm-2达到最大值，甜菜产量相较于不施用生物炭增加了37.87%。 综合而言，生物炭对土壤理化性质以及棉花的生长的影响是多因素影响的结果。综合对比生物炭对土壤孔隙结构、水分、盐分、养分以及作物生长的影响结果后，结合经济实用成本，逐步确定了通过生物炭改良新疆膜下滴灌土壤并促进棉花生长的最佳施用量是10thm-2。
NETL
