查看更多>>摘要:[目的]我国集约化蔬菜种植氮肥施用量大、复种指数高、农事操作频繁,导致土壤氮素损失量大,氮肥利用率低.生物质炭施用可有效改善土壤物理、化学和生物学性质,进而影响土壤氮素循环以及作物产量.比较不同生物质炭用量对土壤N2O减排和作物产量的影响及作用机理,为生物质炭在蔬菜栽培中的应用提供指导.[方法]田间试验在华南地区进行,在连续两年内共种植 4 茬多次收获蔬菜.试验设置不施氮肥(CK)、常规施氮(NF)、常规施氮+20 t/hm2 生物质炭(NB20)和常规施氮+40 t/hm2 生物质炭(NB40)处理,采用静态暗箱—气相色谱法对两年蔬菜生长季的土壤N2O排放量和蔬菜产量进行测定,田间试验结束后采集土样测定土壤理化性质和酶活性.[结果]生物炭施用两年后,NB20 和NB40 处理的土壤全氮、pH、有效磷和脲酶活性均显著高于NF,NB20 处理的pH和有效磷含量又显著高于NB40 处理.两年试验NF处理菜地土壤N2O排放通量范围为42.8~7233.0 μg/(m2·h),生物质炭处理为28.4~3188.1 μg/(m2·h),温度、季节和氮肥施用是引起波动的主要因素.与NF处理相比,2018、2019 年NB20 处理的N2O累积排放量分别显著降低了 64.3%、66.9%,NB40 处理分别显著降低了 55.8%、62.5%,但两处理之间无显著差异.与NF处理相比,NB20 处理的蔬菜产量显著增加了 10.1%~29.10%,产量尺度N2O排放显著降低了 56.4%~74.4%,氮素吸收量因而显著增加了13.9%~32.9%,两年之间多数指标变化不显著;NB40 处理第一年的增产、降排效果与NB20 处理无显著差异,第二年的产量和氮素利用率显著低于NB20 处理,也低于第一年.相关性分析和冗余分析表明,土壤pH是影响N2O排放的主要因素,土壤有效磷、pH和有机碳是影响蔬菜产量的主要因素.[结论]在华南集约化蔬菜生产中,配施生物质炭能显著缓解大量氮肥施用产生的土壤酸化,增加土壤蛋白酶和脲酶活性,进而抑制施肥诱发的土壤N2O排放,提高蔬菜的氮吸收量,最终增加蔬菜产量和氮素利用率.与施用 40 t/hm2 的处理相比,施用 20 t/hm2 生物炭的处理提升土壤pH和产量的效果更稳定,降低单位产量N2O排放和提升蔬菜氮素利用效率的效果更佳,因此常规施氮+20 t/hm2 生物质炭是可推荐的减排增效措施.