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作者:孙媛媛;顾闻琦;吴迪;修立群;唐亮;张伟明;陈温福;
单位:沈阳农业大学农学院/水稻所/国家生物炭研究院;
摘要:[目的]探明生物炭在我国水稻生产上的应用效果、主要因子及调控途径。[方法]检索、查阅相关研究文献,综合分析、评估生物炭对我国水稻产量和氮肥利用效率的影响,定量分析土壤性质、生物炭特性及农艺措施等主要因子对生物炭效应的影响及贡献。[结果]生物炭还田可以使我国水稻产量平均提高9.70%,氮肥利用效率平均提高12.00%。生物炭的材质、C/N、p H值和制备温度是影响其作用效果的关键因素,其中秸秆和壳类生物炭的作用效应最为显著。对于不同水稻土壤,生物炭在碱性(p H>7.5)、酸性(p H<6.5)和细质、中等质地土壤中的作用效果最显著。而在生物炭还田后,剂量和时间效应明显,施用量与作用效果呈正相关(在施炭量>10 t·hm~(-2),增产效应显著),但随还田时间延长而效应减弱。同时,农艺措施也会影响生物炭的还田效果,在干湿交替和高氮肥(>250 kg·hm~(-2))栽培条件下,生物炭的作用最显著。对于不同稻作区而言,生物炭在南方稻作区的作用显著。进一步的机器学习分析表明,影响生物炭还田效应的主要因素依次为:土壤性质>生物炭特性>农艺措施。[结论]在我国水稻生产中应用生物炭可有效提高水稻产量和氮肥利用效率,通过科学统筹生物炭材质、剂量、农艺措施及应用土壤的性质,可实现水稻增产提(氮)效,为促进我国水稻低碳、绿色、可持续发展提供理论与技术支撑。
关键词:生物炭;;水稻;;产量;;氮肥利用效率
基金资助:黑土地保护与利用科技创新工程专项项目(XDA28090300);; 国家重点研发计划项目(2023YFD1501202;2016YFD0300904-4);; 院士专项基金项目(2009)