农业机械学报

作者：付强，苗佳威，李天霄，侯仁杰

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,

关键词：生物炭;混合外源硅;硅组分;植硅体;PhytOC固存

基金：国家自然科学基金区域联合基金重点项目（U20A20318）、国家自然科学基金项目（52179033、52279035）和黑龙江省优秀青年科学基金项目（YQ2020E002）

土壤中植硅体封闭有机碳（Phytolith-occluded organic carbon，PhytOC）积累有望成为长期固存有机碳的途径之一。作为外硅源改良剂，硅肥能增强作物中植硅体的固碳功能，而生物炭则在减少土壤温室气体排放方面发挥积极作用。为探明硅肥和生物炭联合施用对植硅体固碳能力的影响途径及其对土壤温室气体排放的作用，设置4种处理，包括空白对照（CK）、硅肥（SF）、生物炭（BC）及硅肥与生物炭混合施用（BS），通过田间试验结合室内植硅体稳定分级试验，分析了不同处理下土壤硅组分的分布特征，证实了不同玉米组织中PhytOC固存量及其稳定性差异。此外，还阐明了混合外源硅对作物农艺性状和减少土壤温室气体排放具有影响。结果表明：在BS处理下，易溶硅（CaCl2-Si）、无机土壤颗粒表面不稳定硅（Acetic-Si）、土壤有机质表面不稳定硅（H2O2-Si）含量呈先增加后降低趋势，而弱结晶硅酸盐及无定形硅（Na2CO3-Si）含量则持续下降。与CK相比，BS处理显著提高了玉米茎、鞘和叶部位植硅体含量，分别增加54.75%、5.68%和56.87%。作物PhytOC生产通量达到57.79kg/(hm2·a)。稳态植硅体含量提高16.32个百分点，稳态PhytOC生产通量为34.12kg/(hm2·a)。此外，联合施用下全球变暖潜势（Global warming potential，GWP）为3716.88kg/hm2。研究结果表明，硅肥与生物炭联合施用能够显著提升作物植硅体固碳能力及减少土壤温室气体排放，为实现长期碳固存提供了思路和方法。

来源：2025年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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