农业机械学报

作者：魏永霞，朱畑豫，刘慧

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：玉米;黑土区坡耕地;生物炭;土壤结构;土壤持水性能;产量可持续性指数

基金：国家自然科学基金项目(51479033)、国家重点研发计划项目(2016YFC0400101)、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)

为研究连年施加生物炭对黑土区坡耕地的土壤结构、持水性能、玉米产量及可持续性的影响，从2015年开始，在黑土区3°坡耕地径流小区内，将玉米作为试验作物连续进行4年生物炭效应试验。共设置C0(0t/hm2)、C25(25t/hm2)、C50(50t/hm2)、C75(75t/hm2)和C100(100t/hm2) 5种生物炭的施用量处理。结果表明：4年中土壤容重随生物炭的增加有减小的倾向，孔隙度有逐渐增加的倾向；适量生物炭可有效降低土壤固相比例，提高气相和液相比例，除2015年外，连续3年广义土壤结构指数(GSSI)随施炭量的增加先增大后减小，土壤三相结构距离指数(STPSD)随施炭量的增加先减小后增大，均在第3年C50处理达到最优(99.96、0.63)，同时土壤三相比偏离值R最小(1.03)，三相比最接近理想状态；连续4年大于0.25mm团聚体含量R0.25、平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）随着生物炭的增加有先增加后减小的倾向；连续3年加入50t/hm2生物炭提高土壤稳定性的效果最好；连续4年饱和含水率与施炭量呈正相关；除2015年外，田间持水率随施炭量的增加先增加后减小，分别在C100、C50、C50和C25处达最优，在2018年C25处为峰值37.33%；土壤有效含水率与田间持水率的变化规律相同。玉米各生育期0~60cm土层土壤储水量呈先升高后降低倾向；60~100cm土层土壤储水量与施炭量呈负相关；玉米产量可持续性指数(SYI)在C50处达到最大(0.954)，变异系数(CV)在C100处理处最低(0.022)；逐年施加50t/hm2生物炭对促进玉米产量稳定性与可持续性效果最明显。

来源：2022年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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