检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2024, 第1期: 214–219 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.01.028

所属专题： 水稻专题

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

基于生物炭施加不同水分管理稻田土壤氮素淋失研究

余华伟1(), 朱士江1,2, 孙爱华1,2(), 李虎1,2, 钟韵1,2, 叶晓思1, 华信1, 张涛3, 刘长林3   

  1. 1三峡大学水利与环境学院，443002，湖北宜昌
    2三峡库区生态环境教育部工程研究中心，443002，湖北宜昌
    3宜昌市东风渠灌区管理局，443002，湖北宜昌
  • 收稿日期:2022-09-28 修回日期:2022-10-23 出版日期:2024-02-15 发布日期:2024-02-20
  • 通讯作者: 孙爱华，主要从事农田灌溉方面研究与教学工作，E-mail：511373960@qq.com
  • 作者简介:余华伟，主要从事水资源管理高效利用方面的研究，E-mail：1850752780@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年科学基金(52000120);三峡库区生态环境教育部工程研究中心开放基金课题(KF2019- 15);三峡库区生态环境教育部工程研究中心开放基金课题(KF2018-06)

Experimental Study on Nitrogen Leaching Loss from Paddy Soil Solution for Different Irrigation Modes Based on Biochar

Yu Huawei1(), Zhu Shijiang1,2, Sun Aihua1,2(), Li Hu1,2, Zhong Yun1,2, Ye Xiaosi1, Hua Xin1, Zhang Tao3, Liu Changlin3   

  1. 1College of Hydraulic and Environmental Engineering, China Three Gorges University, Yichang 443002, Hubei, China
    2Engineering Research Center of Eco-Environment in Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, Yichang 443002, Hubei, China
    3Dongfeng Canal Irrigation District Management Station of Yichang, Yichang 443002, Hubei, China
  • Received:2022-09-28 Revised:2022-10-23 Online:2024-02-15 Published:2024-02-20
  • Contact: Sun Aihua

RichHTML

2

PDF (PC)

91

摘要：

为探究不同水分管理模式下施加生物炭对稻田土壤氮素淋失规律的影响，设置3个生物炭施加水平（B0：不施生物炭；B1：炭土比2%；B2：炭土比4%）和3种水分管理模式（W1：常规水分管理；W2：轻度水分亏缺；W3：重度水分亏缺），通过3年田间试验，分析不同处理下土壤氮素的淋失规律。结果表明，不同水分管理模式下稻田土壤NH4+浓度变化趋势相近，均在分蘖结束后的第35天达到最大值；相同生物炭施加水平下，水分亏缺程度与NH4+和NO3-的累积淋失量呈负相关，水分亏缺程度越大，稻田土壤含氮离子累积淋失量越小，其中B1处理下，W3水分管理模式的NH4+、NO3-累积淋失量分别比W1减少26.87%、22.40%；B2处理下，W3水分管理模式的NH4+、NO3-累积淋失量分别比W1减少21.09%、18.27%。相同生物炭施加水平下，稻田土壤氮素淋失量随水分亏缺程度的增大而减小。

关键词: 生物炭, 水分管理, 稻田土壤, 氮素淋失, 节水灌溉

Abstract:

To explore the effects of biochar application on nitrogen leaching in paddy soil under different water management modes, three biochar application levels (B0: without biochar application, B1: biochar/soil was 2%, B2: biochar/soil was 4%) and three water management modes (W1: conventional water management, W2: mild water deficit, W3: severe water deficit) were set up in the experiment. Three years field experiment was conducted to analyze the leaching law of soil nitrogen in different treatments. The results showed that the variation trend of NH4+ concentration in paddy soil under different water management modes was similar, and reached the maximum on the 35th day after tillering. Under the same biochar application level, the degree of water deficit was negatively correlated with the cumulative leaching of NH4+ and NO3-. The more water lacks, the smaller the cumulative leaching of nitrogen ions in paddy soil. Under the condition of B1 treatment, the cumulative leaching loss of NH4+ and NO3- in W3 water management mode was 26.87% and 22.40% lower than that in W1. Under the condition of B2 treatment, the cumulative leaching loss of NH4+ and NO3- in W3 water management mode were 21.09% and 18.27%, lower than that in W1, respectively. Under the same biochar application level, the nitrogen leaching amount of paddy soil decreased with the increase of water deficit.

Key words: Biochar, Water management, Paddy soil, Nitrogen leaching loss, Water-saving irrigation

表1

不同处理组合

处理
Treatment		 生物炭施加量
Biochar application amount		 水分管理模式
Moisture management mode
T1 B0 (0%) W1
T2 B1 (2%) W1
T3 B2 (4%) W1
T4 B0 (0%) W2
T5 B1 (2%) W2
T6 B2 (4%) W2
T7 B0 (0%) W3
T8 B1 (2%) W3
T9 B2 (4%) W3

图1

未施加生物炭土壤溶液中NH4+和NO3-浓度及累积淋失量动态变化过程

图2

B1水平生物炭土壤溶液中NH4+和NO3-浓度及累积淋失量动态变化过程

图3

B2水平生物炭土壤溶液中NH4+和NO3-浓度及累积淋失量动态变化过程

[1] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2022. 北京: 中国统计出版社, 2022.
[2] 李俊峰, 杨建昌. 水分与氮素及其互作对水稻产量和水肥利用效率的影响研究进展. 中国水稻科学, 2017, 31(3):327-334.
doi: 10.16819/j.1001-7216.2017.6078 327
[3] 李帅, 卫琦, 徐俊增, 等. 水肥一体化条件下控灌稻田土壤氮素及水稻生长特性研究. 灌溉排水学报, 2021, 40(10):79-86.
[4] Bouman B A M, Peng S, Castaneda A R, et al. Yield and water use of irrigated tropical aerobic rice systems. Agricultural Water Management, 2004, 74(2):87-105.
doi: 10.1016/j.agwat.2004.11.007
[5] Haefele S M, Jabbar S M A, Siopongco J D L C, et al. Nitrogen use efficiency in selected rice (Oryza sativa L.) genotypes under different water regimes and nitrogen levels. Field Crops Research, 2008, 107(2):137-142.
doi: 10.1016/j.fcr.2008.01.007
[6] 曹小闯, 李晓艳, 朱练峰, 等. 水分管理调控水稻氮素利用研究进展. 生态学报, 2016, 36(13):3882-3890.
[7] 张福锁, 王激清, 张卫峰, 等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径. 土壤学报, 2008, 45(5):915-924.
[8] 赵常, 耿爱军, 张姬, 等. 水肥药精准管理技术研究现状与发展趋势. 中国农机化学报, 2018, 39(11):28-33.
[9] Yu Q G, Ye J, Yang S N, et al. Effects of nitrogen application level on rice nutrient uptake and ammonia volatilization. Rice Science, 2013, 20(2):139-147.
doi: 10.1016/S1672-6308(13)60117-1
[10] 彭世彰, 杨士红, 徐俊增. 节水灌溉稻田氨挥发损失及影响因素. 农业工程学报, 2009, 25(8):35-39.
[11] 张燕, 江建锋, 黄奇娜, 等. 水分管理调控水稻镉污染的研究与应用进展. 中国稻米, 2021, 27(3):10-16.
doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2021.03.003
[12] 张作合, 张忠学. 水炭运筹对寒地黑土区稻田土壤肥料氮素残留的影响. 农业机械学报, 2020, 51(1):284-294.
[13] 袁晶晶, 齐学斌, 赵京, 等. 生物炭配施沼液对土壤团聚体及其有机碳分布的影响. 灌溉排水学报, 2022, 41(1):80-86.
[14] 王洪媛, 盖霞普, 翟丽梅, 等. 生物炭对土壤氮循环的影响研究进展. 生态学报, 2016, 36(19):5998-6011.
[15] 斯林林. 生物炭配施化肥对稻田养分利用及流失的影响. 杭州:浙江大学, 2018.
[16] 王萌萌, 周启星. 生物炭的土壤环境效应及其机制研究. 环境化学, 2013, 32(5):768-780.
[17] 刘悦, 黎子涵, 邹博, 等. 生物炭影响作物生长及其与化肥混施的增效机制研究进展. 应用生态学报, 2017, 28(3):1030-1038.
doi: 10.13287/j.1001-9332.201703.035
[18] 李谦维, 高俊琴, 梁金凤, 等. 生物炭添加对不同水氮条件下芦苇生长和氮素吸收的影响. 生态学报, 2021, 41(10):3765-3774.
[19] 俞映倞, 薛利红, 杨林章, 等. 生物炭添加对酸化土壤中小白菜氮素利用的影响. 土壤学报, 2015, 52(4):759-767.
[20] Ullah S, Dahlawi S, Naeem A, et al. Biochar application for the remediation of salt-affected soils: Challenges and opportunities. Science of the Total Environment, 2017, 625:320.
doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.12.257
[21] 王凡, 屈忠义, 李昌见, 等. 生物炭对砂壤土氮素淋失的影响试验研究. 灌溉排水学报, 2017, 36(7):71-74.
[22] Qi L, Zhang Y H, Liu B J, et al. How does biochar influence soil N cycle? A meta-analysis. Plant and Soil, 2018, 426:211-225.
doi: 10.1007/s11104-018-3619-4
[23] 朱启林, 刘丽君, 张雪彬, 等. 生物炭和秸秆添加对海南热带水稻土氮素淋溶的影响. 水土保持学报, 2021, 35(4):193-199.
[24] 陈庆华, 许卓, 汤计超, 等. 生物炭对土壤氮磷流失和油菜产量的影响. 中国农业科技导报, 2019, 21(11):130-137.
doi: 10.13304/j.nykjdb.2018.0585
[25] 李飞跃, 谢越, 石磊, 等. 稻壳生物质炭对水中氨氮的吸附. 环境工程学报, 2015, 9(3):1221-1226.
[26] 张军, 周丹丹, 吴敏, 等. 生物炭对土壤硝化反硝化微生物群落的影响研究进展. 应用与环境生物报, 2018, 24(5):993-999.
[27] 徐文, 冯雅婷, 朱士江, 等. 水分调控及生物炭对柑橘土壤和叶片养分的影响. 排灌机械工程学报, 2023, 41(9):966-972.
[1] 刘慧, 龙学毅, 焦岩, 王丽红. 生物炭与磷肥配施对水稻生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 238–248
[2] 王媛, 王继明, 年夫照, 郑元仙, 许银莲, 李翠芬, 崔涌泉, 张奇福, 赵磊峰, 廖小琳, 何元胜. 连季增施稻壳生物炭对植烟土壤理化性质及烤烟生长的影响[J]. 作物杂志, 2023, (1): 219–225
[3] 张明发, 张胜, 滕凯, 陈前锋, 田明慧, 江智敏, 巢进, 菅攀锋, 邓小华. 湖南花垣烟区秸秆生物炭配施量对土壤pH及烤烟根系的影响[J]. 作物杂志, 2022, (6): 193–200
[4] 惠超, 杨卫君, 邓天池, 陈雨欣, 宋世龙, 张金汕, 石书兵. 生物炭用量对灌区春小麦干物质和氮素积累、转运及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (6): 201–207
[5] 李睿, 董立强, 商文奇, 于广星, 代贵金, 王铮, 李跃东. 水稻苗期不同喷淋间隔处理对其生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (5): 249–254
[6] 杜甫, 夏茂林, 刘新源, 于兆锦, 张展, 刘云飞, 姬小明. 丙烯酰胺/羧甲基纤维素/生物炭复合水凝胶对烟苗镉胁迫的缓解效应研究[J]. 作物杂志, 2022, (4): 138–145
[7] 郭书亚, 尚赏, 汤其宁, 张艳, 卢广远. 不同轮耕方式与生物炭对土壤酶活性、土壤养分及小麦和玉米产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 211–217
[8] 成大宇, 刘昆, 高捷, 张杏雨, 顾希, 刘立军. 养分和水分管理对稻米香味影响的研究进展[J]. 作物杂志, 2022, (2): 22–27
[9] 高佳, 王姣, 王松, 刘红健, 康佳, 沈弘, 王海莉, 任少勇. 生物炭基肥对马铃薯田土壤脲酶活性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 134–138
[10] 薛菁芳, 蔡永盛, 陈书强. 节水灌溉栽培模式对稻米品质和淀粉RVA谱的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 86–92
[11] 汪坤, 魏跃伟, 姬小明, 云菲, 邹凯, 隆准. 生物炭基肥与哈茨木霉菌剂配施对烤烟和植烟土壤质量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (3): 106–113
[12] 赵军, 孙明月, 高翔, 赵成娟, 崔四平, 周宝元, 郭栋, 马玮. 新型负压渗灌技术对农田土壤水分精准控制应用[J]. 作物杂志, 2020, (6): 175–179
[13] 刘美菊,李江舟,计思贵,樊苗苗,谷星慧,张立猛,张劲伟,瞿兴,周文兵,林杉. 生物炭对山坡地烟叶产量和氮肥利用效率的影响效果评价[J]. 作物杂志, 2020, (1): 89–97
[14] 崔月峰,孙国才,卢铁钢,王桂艳,王健,黄文佳,栾和林. 不同秸秆还田方式对北方超级稻氮素吸收利用的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 164–169
[15] 吴海兵,刘道红,钟鸣,汪友元. 水分管理和钾肥施用对水稻产量和抗倒伏性的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 127–133
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!