为了探讨生物质炭基肥对旱区土壤耕层质量及玉米生长的影响,以‘先玉335’为试验材料,采用单因素随机区组试验设计,设置以下五个处理:CK施用普通化肥(N225kg·hm-2、P2O5120kg·hm-2、K2O90kg·hm-2),T1、T2、T3、T4分别施用生物质炭基肥1087.5kg·hm-2、960kg·hm-2、870kg·hm-2、750kg·hm-2,研究生物炭基肥对早区耕层土壤(0-40cm)理化性质、土壤酶活性、土壤微生物、玉米生长生理及产量的影响,研究结果如下: 1.生物质炭基肥主要影响0-20cm耕层土壤的物理性质,其中,与CK相比,容重显著降低9.3%-16.8%(P<0.05),T1较CK、T2、T3、T4处理土壤总孔隙度分别增高0.9%、7.7%、2.2%、13.6%(P<0.05),CK、T1、T2、T3分别较T4处理土壤饱和含水量分别高19.1%、36.9%、5.1%、23.4%,田间持水量表现为T1>T3>CK>T2>T4,T1、T2处理土壤含水率在玉米各生育时期均高于其他处理。 2土壤的全氮、全磷、速效磷、速效钾、有机碳含量均随生物炭基肥用量减少呈先增高后降低的趋势,T2处理最优,且随玉米生育时期的推进呈先升高后降低的趋势。各处理表层土壤pH含量较CK均显著降低。抽雄期土壤全氮含量最高,T2较CK、T1、T3、T4全氮含量分别增高7.6%、15.3%、13.0%、43.0%。生物质炭基肥的施用可以提高土壤全磷的含量,但施用量过低时会降低全磷含量,0-20cm土层全磷含量在玉米全生育时期均高于20-40cm土层。T2处理的0-20cm土层速效磷含量均高于CK,且在吐丝期达到最大值,此时T2较其他处理速效磷含量显著提高14.9%-24.8%。生物质炭基肥施用量过少会显著降低速效钾含量。在玉米整个生育期内,生物质炭基肥处理的0-20cm土层的有机碳含量均显著高于CK,且在灌浆均达到最大值,此时有机碳含量较CK显著提高21.0%-29.6%(P<0.05)。 3.生物质炭基肥对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖转化酶、碱性磷酸酶活性影响较大,土壤酶活性随生物质炭基肥用量的减少呈先升高后降低的趋势,T1、T2处理差异不显著但都显著高于其他处理。 4.生物质炭基肥用量较高时会抑制土壤微生物的多样性及丰富度,施用量为T3、T4时,会促进土壤微生物的数量及多样性;不同施用量的生物质炭基肥对土壤细菌群落结构有显著影响,T1、T4处理间,微生物群落差异性较小,CK、T2处理间微生物群落差异性较大。 5.生物质炭基肥的施用可以有效提高玉米POD、SOD、CAT的酶活性,降低MDA含量,但施用量较少时,会抑制其活性。灌浆期,各处理POD、CAT酶活性不显著,T1处理SOD酶活性显著高于其他处理,MDA含量显著低于其他处理。 6.玉米株高、茎粗、叶面积指数、SPAD值及根系活力随生物质炭基肥用量增大呈先升高后降低的趋势,大多数生育时期以T1处理最优,不同处理对玉米产量表现为T1>T2>T3>T4>CK,T1处理产量最高,为11.36t/hm2。