录用日期: 2021-02-03
摘要:
[目的]化肥配施生物炭是提高作物氮肥利用率(NUE)的重要措施之一,但作物的氮肥利用率受地域、土壤理化性质、氮肥施用量、生物炭性质及其用量等因素影响,而目前关于生物炭对氮肥利用率的研究主要局限于某一条件下进行,缺乏系统分析和比较。本研究通过比较不同土壤及量化生物炭施用量等条件探究生物炭对作物氮肥利用率的影响,为科学配施生物炭、提高氮肥利用率提供理论参考。[方法]本研究收集了符合筛选标准的文献33篇,建立了170组包含生物炭配施化肥(BC+NPK)和单施化肥(NPK)处理的氮肥利用率的数据,采用整合分析(Meta-analysis)研究不同区域氮肥利用率在NPK和BC+NPK处理下的差异。[结果]施用生物炭可以提高作物氮肥利用率约4.76%,其中南方地区提高效果最明显。土壤偏酸、养分缺乏的南方地区应增施钾、磷肥及配施生物炭以提高作物氮肥利用率；土壤养分肥沃的东北地区应控制氮肥施用量以实现氮肥效应的最大化。生物炭施用量应控制在1~3%,且氮肥施用量≤120 kg.hm-2时,生物炭的增效效果最明显。木质材料制备的生物炭可提升氮肥利用率7.99%；生物炭含氮量>2%时氮肥利用率可增效19.43%；生物炭pH 9~10时氮肥利用率最佳且提升5.01%。生物炭对粮食作物增效效果优于经济作物,大田试验增效效果优于盆栽试验。[结论]东北地区应减施有机肥、氮肥,南方地区应提高土壤pH、增施钾、磷肥,生物炭和氮肥的施用量要因地制宜以充分发挥生物炭对氮肥利用率的增效作用。同时,制备生物炭应综合考虑原材料种类、生物炭性质及其含氮量等因素选择最佳的制备材料。