連年秸稈與生物炭還田對(duì)鹽堿土理化性狀及水稻產(chǎn)量的影響

趙海成，鄭桂萍*，靳明峰，陳亞桐，牛同旭，陳立強(qiáng)，赫 臣，李紅宇，呂艷東，付志強(qiáng)

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院/黑龍江省教育廳寒地作物遺傳育種與栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江農(nóng)墾齊齊哈爾管理局依安農(nóng)場(chǎng)，黑龍江 齊齊哈爾 161502)

【研究意義】中國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，但我國(guó)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低，低于15 000 mg/kg的耕地占耕地總面積的65 %[1]，且隨著化肥施用量的逐年增多，環(huán)境質(zhì)量、土壤質(zhì)量日益下降。由于耕地資源的開(kāi)發(fā)與利用，水稻種植面積不斷增加，目前，黑龍江省水稻種植面積接近467萬(wàn)hm2，秸稈量超過(guò)4000萬(wàn)t，大量秸稈需要在短時(shí)間內(nèi)處理，當(dāng)前主要處理方法為焚燒，不僅造成資源的巨大浪費(fèi)，還引發(fā)環(huán)境污染問(wèn)題。秸稈還田作為直接有效的秸稈資源利用方式，進(jìn)而推進(jìn)了秸稈的綜合利用，在一定程度上達(dá)到增產(chǎn)的目的?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】秸稈還田可提高土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，改善土壤的物理性狀和微生物體系[2]。然而，目前并未大量還田。主要是由于收割機(jī)需要帶拋灑裝置、水田撈稻茬的工作量大大增加、還田量大影響插秧、龍其是影響到當(dāng)季作物的生長(zhǎng)[3]。而秸稈焚燒，不僅造成資源的巨大浪費(fèi)，也引發(fā)嚴(yán)重的大氣污染。在日本70 %左右的秸稈還田，韓國(guó)秸稈主要用于還田和作為飼料，這些國(guó)家就地焚燒不到5 %。秸稈還田已成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要措施，保護(hù)生態(tài)環(huán)境同時(shí)還培肥地力，使作物的生長(zhǎng)發(fā)育得到改善。由于秸稈中含有豐富的養(yǎng)分,秸稈還田后可增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的含量,從而促進(jìn)作物生長(zhǎng),因此,秸稈直接還田仍被作為當(dāng)前農(nóng)業(yè)利用的主要途。自2006年以來(lái)，秸稈資源化利用的新技術(shù)——秸稈熱裂解的炭化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生[4]。2007年，科學(xué)家在Nature刊文提議熱裂解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)用來(lái)培肥不斷退化的土壤。同年，生物炭在澳大利亞第一屆國(guó)際生物炭會(huì)議上取得統(tǒng)一命名，并不斷完善[5-7]。近年來(lái)，生物炭作為土壤改良劑和碳封存劑已引起人們的廣泛關(guān)注[8]。生物炭具有多孔隙性，可以增大土壤的比表面積、降低土壤容重，改善土壤的緩沖性，從而增加了土壤的持水量，生物炭與秸稈相比穩(wěn)定性更強(qiáng)，生物炭還田有效提高土壤中有機(jī)碳的含量，鉀素含量隨還田量的增加而升高，對(duì)水稻產(chǎn)量提高有很大作用[9]。近幾年對(duì)于生物炭的研究越來(lái)越多，而且應(yīng)用在不同作物上，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼對(duì)生物炭在理化性質(zhì)、土壤改良、生態(tài)環(huán)境效應(yīng)及其作物生長(zhǎng)發(fā)育等方面進(jìn)行了大量研究，取得了一些重要研究成果。

中國(guó)農(nóng)林業(yè)廢棄物14億t，僅玉米、水稻、小麥等大宗作物的秸稈量就達(dá)到6.5億t。隨著糧食生產(chǎn)總量的增加，這一數(shù)字還將進(jìn)一步提高[10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】稻稈直接還田改良培肥土壤的效果人們?cè)缫咽熘?，稻稈直接還田易造成CH4和CO2等溫室氣體大量排放也有報(bào)道[11-12]。然而，關(guān)于鹽堿土秸稈直接還田和秸稈轉(zhuǎn)變?yōu)樯锾窟€田的比較研究鮮見(jiàn)報(bào)道[13-15]。黑龍江省的鹽堿地總面積188.7萬(wàn)hm2，其中耕地鹽堿化面積為56.7萬(wàn)hm2，且多為中低產(chǎn)田。目前，尚無(wú)秸稈與生物炭還田用于鹽堿土壤改良效果比較的報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究擬進(jìn)行水稻秸稈直接還田和生物炭還田對(duì)土壤理化性狀及水稻產(chǎn)量影響的比較研究，以為鹽堿地土壤改良和高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2012-2015年在大慶市黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)寒地作物遺傳育種與栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)盆缽場(chǎng)(東經(jīng)124°26′～125°15′、北緯45°30′～47°11′)進(jìn)行，該區(qū)屬東北半濕潤(rùn)—半干旱草原—草甸鹽漬區(qū)，年日照時(shí)數(shù)2726 h，無(wú)霜期166 d，年平均氣溫4.2 ℃，夏季平均氣溫23.2 ℃，農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育期氣溫日差達(dá)10 ℃以上，年降水量427.5 mm，年蒸發(fā)量1635 mm。供試品種：墾鑒稻5號(hào)，主莖12片葉，株高87～90 cm，需≥10 ℃活動(dòng)積溫2450～2500 ℃。供試土壤：蘇打鹽堿土，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。

表1 供試土壤養(yǎng)分含量狀況(2012)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，盆栽試驗(yàn)，盆的規(guī)格：上直徑：29.0 cm，下直徑：18.5 cm，高：28.0 cm，面積：0.066 m2，本試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，每個(gè)處理14盆。分別為CK0：空白對(duì)照；CK：常規(guī)對(duì)照；秸稈1：水稻秸稈還田7500 kg/hm2(49.5 g/盆)；秸稈2：水稻秸稈還田16 500 kg/hm2(108.9 g/盆)；生物炭1：秸稈炭化還田7500 kg/hm2(49.5 g/盆)；生物炭2：秸稈炭化還田16 500 kg/hm2(108.9 g/盆)，不同量的生物炭和秸稈還田處理施肥方案見(jiàn)表2。每年還田的秸稈來(lái)自于試驗(yàn)基地當(dāng)年收獲的水稻，生物炭由遼寧金和福農(nóng)業(yè)公司制備而成，生物炭化學(xué)性質(zhì)：碳含量56.61 %、氮含量13.60 %、灰分21.07 %、pH為9.04。每一處理連年進(jìn)行相同量、相同物質(zhì)還田。試驗(yàn)中每盆盆底中心位置用2 mm的電鉆鉆均勻一致的孔，并用濾紙覆蓋其上，每盆裝過(guò)篩混勻的土壤12 kg，由于秸稈與生物炭質(zhì)量較輕，移栽前模擬水耙地均勻攪漿，攪漿的同時(shí)施入秸稈和生物炭，由于供試土壤屬于重度鹽堿土[16]，為保全苗于2012-2013年移栽前盆土攪漿時(shí)施入96 %的工業(yè)硫酸0.9 mL/盆，沉降幾日后插秧。插秧方法：4穴/盆，4苗/穴。供試肥料種類(lèi)包括市售的21 %硫酸銨和46.4 %尿素、64 %磷酸二銨、50 %硫酸鉀、43 %重過(guò)磷酸鈣和99 %七水硫酸鋅。施肥方法：氮肥分配比例為基肥∶蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?40 %∶30 %∶10 %∶20 %，鉀肥分配比例為基肥∶?；ǚ?60 %∶40 %；基肥在攪漿前施入，耙入土中0～10 cm土層中。返青后立即施用分蘗肥，8.5葉幼穗分化期(倒四葉長(zhǎng)出一半時(shí))施促花肥，倒二葉長(zhǎng)出一半將40 %的硫酸鉀與20 %的氮肥做?；ǚ室煌┤?表2)。其它田間管理按照常規(guī)生產(chǎn)進(jìn)行，生育期間人工除草和施肥，成熟期收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 不同處理土壤常規(guī)五項(xiàng)和全鹽量的測(cè)定 連續(xù)種植4年，于2015年水稻收獲后，取盆栽土進(jìn)行化驗(yàn)，每一處理取4盆，自然風(fēng)干后用于測(cè)定土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、pH和全鹽量。測(cè)定方法：堿解氮為堿解擴(kuò)散法、有效磷為鉬銻抗比色法、速效鉀為原子吸收分光光度法、有機(jī)質(zhì)為油浴加熱-K2Cr2O7容量法、pH用電位法測(cè)定水土比為5∶1土壤懸濁液的pH值、全鹽量按照LY/T1121.16-1999測(cè)定。

表2 施肥種類(lèi)、時(shí)期及施用量

1.3.2 不同處理產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素指標(biāo)的測(cè)定與分析 于成熟期，連續(xù)調(diào)查10穴的穗數(shù)，選取與平均穗數(shù)相同的5穴，自然風(fēng)干，常規(guī)方法考察產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成。

1.3.3 不同處理土壤容重的測(cè)定 于2015年水稻收獲后封凍前，采用直徑7 cm、容積100 cm3的圓形不銹鋼環(huán)刀采集土壤，用環(huán)刀切割未攪動(dòng)的土樣，每個(gè)處理選取4盆，使土樣充滿(mǎn)環(huán)刀，稱(chēng)量后計(jì)算單位體積的烘干土重量即為土壤容重。

1.3.4 不同處理的肥料效率 (1)肥料農(nóng)學(xué)效率( %)是指特定施肥條件下單位施肥量所增加的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

氮肥農(nóng)學(xué)利用率( %)=(施氮區(qū)水稻產(chǎn)量-氮空白區(qū)水稻產(chǎn)量)/水稻施氮量×100

磷肥農(nóng)學(xué)利用率( %)=(施磷區(qū)水稻產(chǎn)量-磷空白區(qū)水稻產(chǎn)量)/水稻施磷量×100

鉀肥農(nóng)學(xué)利用率( %)=(施鉀區(qū)水稻產(chǎn)量-鉀空白區(qū)水稻產(chǎn)量)/水稻施鉀量×100

(2)肥料偏生產(chǎn)力( %)是指施用某一特定肥料下的作物產(chǎn)量與施肥量的比值。

氮肥偏生產(chǎn)率( %)=施氮區(qū)水稻產(chǎn)量/水稻施氮量×100

磷肥偏生產(chǎn)率( %)=施磷區(qū)水稻產(chǎn)量/水稻施磷量×100

鉀肥偏生產(chǎn)率( %)=施鉀區(qū)水稻產(chǎn)量/水稻施鉀量×100

2 結(jié)果與分析

2.1 連年生物炭與秸稈還田對(duì)土壤理化性狀的影響

2.1.1 連年生物炭與秸稈還田對(duì)土壤容重和孔隙度的影響 如圖1所示，連續(xù)4年秸稈和生物炭還田后土壤容重和孔隙度的變化，秸稈還田均降低了土壤容重，且還田量越大降低幅度越大，秸稈2、秸稈1較CK和生物炭1的差異分別達(dá)到極顯著和顯著水平。生物炭還田與CK的差異均不顯著，相同還田物質(zhì)的不同處理間差異均不顯著。土壤孔隙度變化規(guī)律與容重相反，表現(xiàn)秸稈2、秸稈1處理高于CK和生物炭1的差異分別達(dá)到極顯著和顯著水平，還田量越大提高幅度越大，相同還田物質(zhì)的不同處理間差異達(dá)到顯著水平。2個(gè)指標(biāo)均表明秸稈還田大幅度提高了土壤的通透性。

圖1 不同處理土壤容重和孔隙度的變化Fig.1 Changes of soil bulk density and porosity in different treatments

圖2 不同處理土壤pH和全鹽量的變化Fig.2 Changes of soil pH and total salt content in different treatments

圖3 不同處理土壤堿解氮和有效磷含量的變化Fig.3 Changes of available nitrogen and available phosphorus content in soil with different treatments

圖4 不同處理土壤速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量的變化Fig.4 Changes of soil available potassium and organic matter content in different treatments

2.1.2 連年生物炭與秸稈還田土壤pH和全鹽量的變化 如圖2所示，連續(xù)4年生物炭與秸稈還田土壤pH和全鹽量的變化。2種物質(zhì)還田均不同程度的降低了鹽堿土的pH，以秸稈還田降低幅度更大，低于CK和生物炭1均達(dá)到極顯著水平，還田量大的生物炭2低于CK也達(dá)到顯著水平；秸稈2與CK相比降低幅度最大，與還田量小的處理間差異均達(dá)到顯著水平；不同物質(zhì)相同還田量時(shí)均以秸稈還田的pH低于生物炭還田達(dá)到極顯著水平。生物炭還田全鹽量與CK接近，秸稈還田均降低了土壤全鹽量，除秸稈1外各處理與CK間的差異均不顯著；相同物質(zhì)不同還田量間全鹽量差異均不顯著。

2.1.3 連年生物炭與秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響 如圖3～4所示，連續(xù)4年進(jìn)行生物炭與秸稈還田，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量發(fā)生了很大的變化，秸稈還田與CK相比均極顯著提高了土壤堿解氮的含量，生物炭還田則降低；相同物質(zhì)不同處理間差異均不顯著。2種物質(zhì)還田均大幅度提高了土壤有效磷含量，且以秸稈2處理有效磷最大，生物炭1高于CK達(dá)到顯著水平，其它3個(gè)處理高于CK均達(dá)到極顯著水平，以秸稈還田提高的幅度更大。不同處理均顯著提高了土壤速效鉀含量，生物炭2和秸稈2高于CK均達(dá)到極顯著水平，且秸稈2高于其它處理也達(dá)到極顯著水平，生物炭和秸稈1處理間差異不顯著。連年進(jìn)行兩種物質(zhì)還田均提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，生物炭還田高于CK和秸稈還田均達(dá)到極顯著水平，表明生物炭還田十分有利于培肥土壤；秸稈還田提高土壤有機(jī)質(zhì)含量分別達(dá)到9.6 %和7.8 %；生物炭不同還田量分別與CK比較，有機(jī)質(zhì)含量差異均達(dá)到極顯著水平。

2.2 連年生物炭與秸稈還田對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

如圖5所示，秸稈還田處理的穗數(shù)高于對(duì)應(yīng)量生物炭還田，秸稈2極顯著高于CK和其它處理，秸稈1高于生物炭1達(dá)到顯著水平，生物炭1穗數(shù)低于CK和生物炭2，但差異不顯著，表明連年大量秸稈還田有利于促進(jìn)有效分蘗。各處理的穗粒數(shù)均顯著高于CK，生物炭2高于CK達(dá)到極顯著水平；同一物質(zhì)不同還田量間穗粒數(shù)的差異均不顯著、生物炭和秸稈還田的穗粒數(shù)差異也不顯著，生物炭2穗粒數(shù)最多，于CK相比達(dá)到極顯著水平。

圖5 不同處理水稻穗數(shù)和穗粒數(shù)的變化Fig.5 Changes of panicle number and spike grain number in different treatments

圖6 不同處理水稻結(jié)實(shí)率和千粒重的變化Fig.6 Changes of rice seed setting rate and 1000-grain weight in different treatments

如圖6所示，以生物炭1處理還田結(jié)實(shí)率最高，生物炭1高于秸稈1和CK達(dá)到顯著水平，相同物質(zhì)不同還田量間結(jié)實(shí)率差異不顯著，生物炭1還田的結(jié)實(shí)率高于對(duì)應(yīng)量秸稈1還田分別為4.3 %。各處理千粒重不同程度的高于CK，千粒重整體以生物炭還田效果好于秸稈還田，增加幅度為0.2 %～3.9 %，其中生物炭2高于CK和秸稈2達(dá)到顯著水平；同一物質(zhì)不同還田量間千粒重差異不顯著。

如圖7所示，連續(xù)4年進(jìn)行2種物質(zhì)還田對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，各處理均不同程度的提高了水稻產(chǎn)量，且2種物質(zhì)均以有機(jī)物還田量大的處理提高幅度大。秸稈2和生物炭2高于CK均達(dá)到極顯著水平、秸稈2高于其它處理均達(dá)到極顯著水平、秸稈1高于CK達(dá)到顯著水平、生物炭2高于生物炭1達(dá)到顯著水平。

2.3 生物炭和秸稈還田對(duì)水稻肥料利用率的影響

如表3～4所示，不同處理氮磷鉀的農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力差異比較，秸稈和生物炭均以還田量大的處理數(shù)值最高，相同還田量時(shí)則以秸稈還田大于生物炭還田。氮磷鉀的農(nóng)學(xué)利用率以秸稈2高于生物炭2均達(dá)到顯著水平、高于其它處理和CK均達(dá)到極顯著水平，生物炭2高于CK達(dá)到顯著水平，還田量小的處理間及與CK間差異均不顯著。氮磷鉀的偏生產(chǎn)力以秸稈2高于其它處理和CK均達(dá)到極顯著水平，生物炭2高于生物炭1均達(dá)到顯著水平、高于CK均達(dá)到極顯著水平，秸稈1高于CK均達(dá)到顯著水平，還田量小的處理間差異均不顯著。總之，連年生物炭和秸稈還田均不同程度的提高了水稻氮磷鉀的農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力，相同還田量情況下以秸稈還田的效果優(yōu)于生物炭還田。另外，各處理及CK的農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力均表現(xiàn)為鉀肥>磷肥>氮肥。

圖7 不同處理水稻產(chǎn)量的變化Fig.7 Changes of yield of rice in different treatments

處理Treatments氮肥農(nóng)學(xué)利用率( %)Utilization rate of nitrogen fertilizer增加( %) Increase磷肥農(nóng)學(xué)利用率( %)Utilization rate of phosphate fertilizer增加( %) Increase鉀肥農(nóng)學(xué)利用率( %)Utilization rate of potassic fertilizer增加( %)IncreaseCK28.25Bc36.39Bc 56.40Bc秸稈1 Straw141.08Bbc12.83 45.22Bbc 8.84 70.10Bbc13.70 秸稈2 Straw265.69Aa37.43 84.60Aa48.21 131.12Aa 74.72 生物炭1 Biochar131.51Bbc 3.25 40.58Bbc 4.19 62.90Bbc6.50 生物炭2 Biochar246.07ABb 17.81 59.33ABb22.94 91.96ABb 35.56

注：大寫(xiě)字母代表差異極顯著，小寫(xiě)字母代表差異顯著。下同。

Note:Capital letters represent extremely significant difference, lowercase letters represent significant difference. The same as below.

表4 不同處理各肥料偏生產(chǎn)力的差異比較

3 討 論

3.1 秸稈和生物炭還田對(duì)鹽堿土性狀及水稻產(chǎn)量的影響

秸稈直接還田與秸稈炭化后形成生物炭還田是目前培肥土壤的最主要物質(zhì)，由于秸稈與秸稈生物炭結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異導(dǎo)致還田后的效果不同。生物炭具有穩(wěn)定的炭質(zhì)、良好的孔性及高的陽(yáng)離子交換量，是其有別于秸桿直接還田的突出特點(diǎn)。Novak等研究發(fā)現(xiàn)，生物炭施入酸性土壤中會(huì)使pH增加，但是對(duì)堿性土壤pH的影響不顯著[17]。與本試驗(yàn)生物炭還田量大時(shí)pH低于CK達(dá)到顯著水平的結(jié)果不同，但與我們用有孔盆栽、連續(xù)進(jìn)行4年達(dá)到了洗鹽堿有關(guān)，也與還田量多少有關(guān)。生物炭具有多孔隙性，可以增大土壤的比表面積、降低土壤容重，改善土壤的收縮性，從而增加了土壤的持水量[18]，生物炭對(duì)水稻等作物有增產(chǎn)效果[19]。張晗芝等研究表明，施加生物炭對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)是抑制的，其原因是由于生物炭具有高的碳氮比，會(huì)降低土壤有效氮含量[20]，這與本研究生物炭還田土壤堿解氮降低的結(jié)果一致。因此，建議生物炭還田時(shí)要適當(dāng)增施氮肥。

農(nóng)業(yè)秸稈基本不含重金屬等有害物質(zhì)，常被還田用于貧瘠土壤的改良[21]。秸稈還田可改善土壤通透性、增加土壤養(yǎng)分、培肥土壤、提高土壤有機(jī)質(zhì)、促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成、增強(qiáng)保水保肥性、提高作物產(chǎn)量等，被認(rèn)為是一種有效的農(nóng)田培肥措施[22-26]。王小彬等研究指出耕層土壤速效鉀含量與秸稈直接還田關(guān)系更為密切[27]，這與本研究水稻肥料利用率的結(jié)果相一致。秸稈還田可增加有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)[28-29]，秸稈還田配施氮肥還可提高氮素生產(chǎn)效率和氮肥農(nóng)學(xué)效率[30]。本研究在重度鹽堿土上連續(xù)4年的還田結(jié)果表明，隨著秸稈和生物炭連年還田,從最初一年的保苗難，逐漸變成生育良好。即秸稈和其生物炭連年還田均能有效改良鹽堿土，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)。因此，對(duì)于土質(zhì)粘重、pH高和缺磷的鹽堿土，則秸稈還田效果更好；對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量低、氮豐富的土壤生物炭還田效果更佳。從對(duì)鹽堿土通透性、pH和全鹽量的影響來(lái)看秸稈還田更有利于鹽堿地的改良。

3.2 秸稈還田與生物炭還田的效益

秸稈還田技術(shù)能否推廣關(guān)鍵取決于經(jīng)濟(jì)效益, 秸稈還田除了增加技術(shù)成本外, 還會(huì)影響勞動(dòng)力成本。黑龍江墾區(qū)多年采用機(jī)械化秸稈粉碎直接還田技術(shù)，以機(jī)械的方式將田間的農(nóng)作物秸稈直接粉碎并拋灑于地表，隨即耕翻入土使之腐爛分解，從而減少3/4左右的作業(yè)成本起到培肥地力的效果[31]。為了獲得更長(zhǎng)遠(yuǎn)的生態(tài)效益，可將秸稈制備成生物炭還田，改善結(jié)構(gòu)惡劣的鹽堿土。本研究結(jié)果表明生物炭還田成本較高，在短時(shí)間內(nèi)未帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。降低生物炭生產(chǎn)成本首先要解決秸稈運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，經(jīng)過(guò)風(fēng)干后的秸稈質(zhì)量會(huì)減輕，但是體積仍非常蓬松，為了盡可能減少運(yùn)輸成本，墾區(qū)可以針對(duì)中低產(chǎn)田在農(nóng)場(chǎng)附近建立秸稈工廠(chǎng)，為其購(gòu)置小型炭化爐，在田間直接處理秸稈，回收處理后的生物炭再運(yùn)到工廠(chǎng)進(jìn)行深加工。秸稈資源炭化技術(shù)正在向著產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，中國(guó)工程院院士陳溫福曾提議，炭化還田改土新技術(shù)應(yīng)大面積示范推廣，并出臺(tái)相應(yīng)扶持政策，例如將炭化爐納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄，相應(yīng)企業(yè)進(jìn)行資金和政策扶持等[32]。目前,政府普遍采取財(cái)政補(bǔ)貼政策提高秸稈還田率。從秸稈還田投入產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果看,政府應(yīng)該加大秸稈還田初期的財(cái)政補(bǔ)貼力度, 以便更好地發(fā)揮秸稈還田補(bǔ)貼資金的引導(dǎo)作用。秸稈還田對(duì)土壤理化性狀及產(chǎn)量的影響是一個(gè)復(fù)雜漸進(jìn)的過(guò)程, 本研究基于長(zhǎng)期定位試驗(yàn),從理化性狀、產(chǎn)量構(gòu)成要素分析秸稈與生物炭還田對(duì)鹽堿土理化性狀及產(chǎn)量的影響, 并對(duì)秸稈還田的肥料利用率進(jìn)行了探討。至于不同秸稈與生物炭還田方式對(duì)土壤溫度、含水量、有機(jī)酸含量、微生物及生物炭的研究、開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，合理、高效利用好生物質(zhì)資源，有待于更進(jìn)一步長(zhǎng)期深入的研究。

4 結(jié) 論

連續(xù)4年秸稈還田不同程度降低了鹽堿土土壤容重、pH且還田量越大降低幅度越大。在提高土壤通透性方面秸稈還田優(yōu)于生物炭還田，秸稈還田有利于增加土壤孔隙數(shù)量。生物炭還田土壤全鹽量均與CK接近，秸稈還田分別降低了31.6 %和10.8 %。少量秸稈還田有利于鹽分的降低，表明生物炭與秸稈還田對(duì)鹽堿地土壤起到了改良的作用。連年秸稈還田均極顯著提高了土壤堿解氮的含量、土壤有效磷、速效鉀含量，生物炭還田有機(jī)質(zhì)含量極顯著高于CK和秸稈還田，秸稈還田分別提高9.6 %和7.8 %。2種物質(zhì)還田均以生物炭2、秸稈2處理的產(chǎn)量極顯著高于CK，秸稈還田處理的穗數(shù)高于對(duì)應(yīng)量生物炭還田，以秸稈2處理極顯著高于CK和其它處理，秸稈1高于生物炭1達(dá)到顯著水平，即連年大量秸稈還田有利于促進(jìn)有效分蘗。各處理的穗粒數(shù)均顯著或極顯著高于CK；相同還田量時(shí)以生物炭還田的穗粒數(shù)略多于秸稈還田。結(jié)實(shí)率則以生物炭還田的處理高于秸稈還田和CK，生物炭還田高于對(duì)應(yīng)量秸稈還田分別為4.3 %和1.4 %。各處理千粒重不同程度的高于CK，以生物炭還田高于秸稈還田達(dá)0.2 %～3.9 %。相同還田量時(shí)以秸稈還田氮磷鉀的農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力提高幅度大于生物炭還田，且均表現(xiàn)為鉀肥>磷肥>氮肥，表明秸稈衍生物均富含鉀元素，通過(guò)還田方式還到土壤中去，使鉀素得到循環(huán)利用，進(jìn)而土壤養(yǎng)分得到改善。