摘要
目的：应用生物炭对土壤进行改良已经得到了广泛的关注，目前生物炭主要以固体形式，采用翻耕的方法混合到土壤中。大部分的新疆滴灌棉田翻耕时间集中在棉花收获后的非灌溉季节，而目前有关非灌溉季节生物炭施加对土壤的改良效果的报道较少。为了研究生物炭在非灌溉季节施加对土壤物理结构，水热性质，碳的增加和排放以及对棉花产量的影响，我们在2020年10月至2021年10月间进行了为期一周年的田间实验。 方法：设置非灌溉季节施加生物炭的量15t?ha-1（B1）、30t?ha-1（B2）、45t?ha-1（B3）、60t?ha-1（B4）和灌溉季节施加生物炭的量15t?ha-1（A1）、30t?ha-1（A2）、45t?ha-1（A3）、60t?ha-1（A4）以及无施加的（CK）的5个处理，每个处理3次重复。 结果：（1）生物炭的施加降低了土壤导热系数，并在冻结期增加了土壤体积热容量，融化期降低了土壤体积热容量。土壤保温效果提高，在非灌溉季节，土壤耕层最低温度增加0.34℃~2.15℃，最大温差缩小0.47℃~2.14℃。 （2）生物炭的施用降低了土壤固相比例和lt;0.25mm的湿稳性团聚体比例，提高了气相比例、液相比例和gt;0.25mm的湿稳性团聚体比例。总孔隙度增加；土壤三相结构指数增加，团聚体破坏百分比下降。 （3）非灌溉季节结束后，土壤的质量含水率提高了1.07%~2.65%。土壤含水率与最低温度、总孔隙度呈显著正相关，最低温度与总孔隙度呈显著负相关（Plt;0.05）。 （4）非灌溉季节结束后，施加生物炭的处理与对照处理相比土壤总碳、有机碳、微生物量碳含量增加；团聚体结合态总碳和有机碳也均有增加。 （5）施加生物炭通过改变土壤的质量增加了棉花的干物质积累量和产量。其中，根系的干物质积累量增量最大，棉花产量增加了10.29%~18.98%。 （6）通过建立最小数据集计算土壤质量指数和利用主成分分析综合评价得出最有利于土壤质量改良和棉花产量增加的处理为B3，其次为B2。 结论：本试验综合考虑滴灌棉田土壤理化性质以及滴灌棉花生长和产量等指标，并结合主成分分析和土壤质量指数评定结果，研究认为生物炭对土壤的改良和对棉花的增产效果受施用时间的影响较小，受施用量的影响较大，非灌溉季节滴灌棉田生物炭的最佳施用量在30~45t?ha-1之间。
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