农业机械学报

作者：刘慧,温小艳,魏永霞,范亚东

单位：东北农业大,东北农业大,东北农业大,东北农业大,

关键词：生物炭; 土地生产力; 持续效应; TOPSIS改进模型; GM（1,1）模型

基金：国家自然科学基金项目（51479033）、黑龙江省博士后基金项目（LBH-Z17017）和东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室开放项目（2017009）

为探究一次性施加生物炭后对黑土区坡耕地生产力的可持续效应，以东北黑土区3°坡耕地径流小区为研究对象，设置CK（不施用生物炭）和BC（2016年施用75?t/hm??2?生物炭，2017、2018年不再施用生物炭）两个处理，于2016—2018年开展了试验研究。结果表明：一次性施入生物炭3年内，土壤容重显著降低（?P?＜0.05），第1年降低最明显，为3.87%，孔隙度和总有机碳、铵态N、有效P、速效K含量显著提高（?P?＜0.05），pH值则是施炭后前两年显著提高（?P???2016?=0.034、?P???2017?=0.038），分别提高了0?9、0?6，第3年与未施炭处理无显著差异（?P???2018?=0.067）；施用生物炭显著提升了土壤的持水能力和保水保土性能，土壤饱和含水率、田间持水率、凋萎系数均显著提高（?P?＜0.05），最大增长率分别为5.58%、4.78%、7.29%，年径流深和土壤侵蚀量显著降低（?P?＜0.05），年径流深最大减少量为4.92 mm，土壤侵蚀量最大减小率为5.71%；大豆产量和水分利用效率显著提高（?P?＜0.05），最大增长率分别为29.01%、16.92%。但生物炭对土地生产力的持续效应逐年减弱，随着生物炭施用年限的延长，BC处理土壤容重线性递增，pH值和总有机碳含量呈幂函数递减，孔隙度和铵态N、有效P、速效K含量线性递减，饱和含水率、田间持水率、凋萎系数线性递减，年径流深和土壤侵蚀量线性递增，大豆产量和水分利用效率分别呈幂函数递减和线性递减。采用改进的TOPSIS（Technique for order preference by similarity to an ideal solution）模型和GM（1，1）模型测算并预测土地生产力指数，结果显示，BC处理的土地生产力指数均高于CK处理，但其值逐年下降，预计到2021年与CK处理十分接近，表明一次性施用75?t/hm??2?生物炭对土地生产力的影响可持续5~6年。研究结果可为东北黑土区生物炭应用提供理论依据。

来源：2020年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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