农业机械学报

作者：刘慧，焦岩，窦婉毓，张文龙，裴巍

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：水稻产量;土壤肥力;减氮;生物炭;结构方程模型

基金：国家自然科学基金项目（51479033）、黑龙江省博士后科学基金项目（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）

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥，这不仅导致氮肥利用率低，还破坏了土壤质量，减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂（生物炭）能否补偿减氮带来的负面影响，本研究采用盆栽试验，设置常规施氮（氮肥施用量110 kg/hm2，CK）、减氮10%（C1）及减氮10%条件下配施2.5%生物炭（C2）和5%生物炭（C3）4个处理，探讨在减少氮肥使用条件下生物炭对土壤肥力及水稻产量的补偿效应及机制。结果表明：减氮10%对土壤综合肥力无显著影响，施加生物炭可有效地提高土壤肥力，且添加5%生物炭对土壤肥力的提升效果优于添加2.5%生物炭。减氮10%导致水稻产量显著降低，而生物炭施加可一定程度补偿减氮造成的减产，其中添加2.5%生物炭对水稻产量的补偿效果优于添加5%生物炭，但仍未恢复到常规施氮水平。采用结构方程探究减氮和施加生物炭条件下水稻产量的驱动因素，结果表明，减氮配施生物炭通过改变土壤pH值、全钾含量、铵态氮含量和硝态氮含量，进而直接或间接影响水稻产量，其中铵态氮含量和硝态氮含量是主要的调控因子，其不仅直接影响水稻产量，还可通过调控每穗粒数、有效穗数和千粒质量间接影响水稻产量的形成；pH值和全钾含量对水稻产量有负面效应。本研究可为东北黑土区水稻种植业化肥减量和生物炭的高效利用提供科学依据。

来源：2024年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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