施用生物质炭对作物产量和氮、磷、钾养分吸收的影响

http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201602022

文章信息

周加顺, 郑金伟, 池忠志, 刘晓雨, 潘根兴, 郑聚锋, 李恋卿, 张旭辉, 程琨

ZHOU Jiashun, ZHENG Jinwei, CHI Zhongzhi, LIU Xiaoyu, PAN Genxing, ZHENG Jufeng, LI Lianqing, ZHANG Xuhui, CHENG Kun

Effects of biochar amendment on crop yield and the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium

南京农业大学学报, 2016, 39(5): 791-799

Journal of Nanjing Agricultural University, 2016, 39(5): 791-799.

http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201602022

文章历史

收稿日期: 2016-02-21

引用本文

周加顺, 郑金伟, 池忠志, 等. 施用生物质炭对作物产量和氮、磷、钾养分吸收的影响[J]. 南京农业大学学报, 2016, 39(5): 791-799. 复制到剪切板

ZHOU J, ZHENG J, CHI Z, et al. Effects of biochar amendment on crop yield and the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2016, 39(5): 791-799. DOI: 10.7685/jnau.201602022 复制到剪切板

施用生物质炭对作物产量和氮、磷、钾养分吸收的影响

周加顺¹, 郑金伟¹, 池忠志², 刘晓雨¹, 潘根兴¹, 郑聚锋¹, 李恋卿¹, 张旭辉¹, 程琨¹

1. 南京农业大学农业资源与生态环境研究所, 江苏南京 210095 ;
2. 四川省农业科学院, 四川成都 610066

收稿日期: 2016-02-21

基金项目: 国家科技支撑计划项目（2015BAC02B00）；国家自然科学基金项目（41371300，41501310）

作者简介: 周加顺, 硕士研究生

通讯作者: 刘晓雨, 讲师, 研究方向为生物质炭农业应用, E-mail:xiaoyuliu@njau.edu.cn

摘要: [目的] 研究一次性、大量施用生物质炭对作物产量和养分吸收的影响及其影响的年际变化，为生物质炭农田施用提供科学依据。 [方法] 该试验是两因素随机区组设计，因素一为生物质炭，包括0（C0）、20（C20）和40（C40）t·hm^-2 3个施用水平；因素二是氮素施用，包括施用（N1）和不施用（N0）2个水平，共6个处理（C0N0、C20N0、C40N0、C0N1、C20N1和C40N1），每处理3个重复。观测了施用生物质炭后2010年水稻、2014年水稻和2015年小麦产量及氮、磷和钾养分吸收的变化。 [结果] 相同的生物质炭施用水平下，氮肥施用显著增加了2010年水稻、2014年水稻和2015年小麦产量和茎叶生物量。生物质炭施用对水稻产量和茎叶生物量无显著影响，但施氮肥处理C40N1较C0N1显著提高了2015年小麦产量和茎叶生物量，增幅分别为18.3%和35.2%。氮肥施用显著提高了作物各器官氮、磷、钾浓度，并且提高了氮、磷、钾的吸收量。而生物质炭施用对作物各器官氮、磷、钾吸收量影响并不一致，具体表现为：生物质炭抑制了水稻茎叶对氮素的吸收，但促进了钾素吸收。在与氮肥配合施用下，生物质炭促进了2015年小麦磷吸收，同时增加了磷素向籽粒转移；但生物质炭抑制了2014年水稻植株磷素向籽粒的转移。 [结论] 在成都平原东部地区水稻-小麦轮作系统中，一次性、大量施用生物质炭对作物生长的影响因作物种类和氮肥施用而异。施用生物质炭对水稻产量没有显著影响，但高用量生物质炭与氮肥配合施用显著增加小麦产量。生物质炭施用改变了作物对氮、磷和钾等养分吸收及在各器官的分配，但其影响在不同作物或年际间并不一致。

关键词：生物质炭作物产量养分吸收水稻土田间试验

Effects of biochar amendment on crop yield and the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium

ZHOU Jiashun¹, ZHENG Jinwei¹, CHI Zhongzhi², LIU Xiaoyu¹, PAN Genxing¹, ZHENG Jufeng¹, LI Lianqing¹, ZHANG Xuhui¹, CHENG Kun¹

1. Institute of Resource, Ecosystem and Environment of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China ;
2. Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China

Abstract: [Objectives] The objective of this study was to investigate the changes in crop yield and nutrients uptake following a single biochar amendment at high application rates. This study could provide a scientific base for large scale biochar amendment in agricultural soils. [Methods] This is a random block experiment design with two factors including biochar application and nitrogen fertilization. Biochar was applied at application rate of 0(C0), 20(C20) and 40(C40) t·hm^-2. Nitrogen fertilizer was applied at two rates including normal nitrogen fertilization(N1) and zero nitrogen fertilization(N0). Therefore, there were six treatments(C0N0, C20N0, C40N0, C0N1, C20N1 and C40N1) in total and each treatment was replicated three times. Rice yield in 2010 and 2014 and wheat yield in 2015 were recorded. Nitrogen, phosphorous and potassium in the grain, straw and root were analyzed. [Results] Results showed that N fertilization increased the crop yield and above ground biomass significantly at the same biochar amendment rate. Biochar amendment had no effect on the yield of rice grains and biomass either in 2010 or in 2014, whereas it increased wheat yield and biomass by 18.3% and 35.2% respectively in the presence of nitrogen fertilizer. Nitrogen fertilization increased the uptake of N, P and K for different plant parts. However, the effect of biochar amendment on these nutrients uptake varied across plant parts and elements. More specifically, biochar decreased the concentration of N in rice straw while increased the uptake of K. In the presence of N fertilization, biochar increased the uptake of P by wheat in 2015 and promoted the transfer from straw to grain. However, the uptake of P by the rice grain in 2014 was reduced significantly. [Conclusions] In the studied area of east part of Chengdu plain, biochar soil amendment following a single and high application rate had significant effect on crop growth, and this effect was related with crop types and N fertilizer. Biochar had no effect on rice yield, while wheat yield was increased significantly under C40 in the presence of N fertilizer. Biochar also altered the nutrient(N, P and K) uptake and their allocation into grain, straw and root, but the influence was not consistent across crops types and experimental years.

Key words: biochar crop yield nutrient uptake paddy soil field trial

生物质炭是作物茎叶、木材、畜禽粪便等生物质在限氧条件下热裂解形成的黑色粉末状产物^[1]。近年来, 国内外学者掀起了生物质炭研究的热潮。生物质炭对作物产量的影响是生物质炭研究的热点, 也是生物质炭产业化及农业应用的重要前提。已有结果表明生物质炭能够提高作物的生产力, 平均增幅约为10%^[2-4]。土壤肥力水平、作物种类、管理方式和生物质炭生产条件及原料等因素影响了生物质炭施用下作物生产力的变化, 在砂质和黏质土壤中生物质的增产效果优于壤质土壤^[2]。同时, 生物质炭具有较高的生物化学稳定性^[5], 可以长期封存于土壤中以增加土壤碳储量。此外, 生物质炭还能够降低温室气体排放, 特别是施用氮肥引起的N₂O排放^[6-7]。

生物质炭施用后作物养分吸收的变化是解释作物产量变化的关键。目前, 国内外有关生物质炭施用对作物养分吸收的研究主要来源于盆栽试验或短期田间试验, 而长期试验较少^[3]。Biederman等^[3]综述了国际已经发表的文献资料, 发现生物质炭施用促进了作物钾吸收, 但对氮和磷的吸收没有显著影响, 且不同研究结果间的变异性很大, 而国内的研究结果也类似。王典等^[8]通过盆栽试验发现添加生物质炭增加了油菜产量, 但降低了油菜地上部氮和磷的浓度, 而提高了钾浓度。徐琪等^[9]通过盆栽试验研究了生物质炭施用对春小麦养分吸收的影响, 发现生物质炭对抽穗期小麦地上部氮、磷、钾吸收没有显著影响。王冬冬等^[10]通过盆栽试验发现基施生物质炭对菜用大豆氮素吸收无显著影响, 但降低了植株对磷和钾的吸收。

与自然生态系统不同, 农田生态系统受到人类活动的强烈影响, 特别是田间管理的影响。依照现有的管理方式, 作物产量和大部分生物量都会从农田移出, 进而影响整个农田生态系统的元素循环。因此, 研究生物质炭施用下作物养分的吸收是评价生物质炭施用对农田生态系统养分循环影响的关键过程。本文基于田间试验, 综合多年观测数据, 研究生物质炭一次性施用多年对作物产量和氮、磷、钾等养分吸收的长期影响, 以期为生物质炭在作物生产上的应用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计

试验点位于四川省广汉市西高镇(31°03′N, 104°10′E), 地处成都平原东北部, 是我国西部地区重要粮食产区。该地区属于中亚热带湿润气候区, 四季分明, 大陆性季风气候显著, 年平均气温16.3 ℃, 年平均降水量890.8 mm, 年平均日照时间1 229.2 h。该地区主要作物为水稻、小麦和油菜, 主要轮作方式为水稻-小麦(油菜)轮作, 本试验田轮作方式为水稻-小麦轮作。供试生物质炭由河南三利新能源公司提供, 是由小麦茎叶在350~550 ℃下限氧热裂解炭化制得。供试土壤(0~15 cm)和生物质炭的基本性质见表 1。

表 1 供试土壤(0~15 cm)和生物质炭的基本性质 Table 1 Properties of soil(0-15 cm)and biochar in the experiment

材料 Materials	pH (H₂O)	有机碳含量/ (g·kg^-1) Organic C content	全氮含量/ (g·kg^-1) Total N content	全磷含量/ (g·kg^-1) Total P content	全钾含量/ (g·kg^-1) Total K content	速效磷含量/ (mg·kg^-1) Available P content	速效钾含量/ (mg·kg^-1) Available K content
土壤Soil	5.99	20.1	1.8			25.6	97.7
生物质炭 Biochar	10.4	467	5.9	14.43	34.97

表选项

田间试验于2010年5月小麦收获后设置。该试验是两因素随机区组设计。因素一为生物质炭, 包括0(C0)、20(C20)和40(C40)t·hm^-2 3个施用水平; 因素二是氮素施用, 包括施用(N1)和不施用(N0)2个水平, 共6个处理(C0N0、C20N0、C40N0、C0N1、C20N1和C40N1), 每处理3个重复, 每个小区面积为20 m²(5 m×4 m)。小区设置好后将生物质炭撒施在相应小区, 并人工翻埋混匀, 翻耕深度约12 cm。生物质炭为一次性施用, 之后不再施用。2010年水稻氮肥用量为240 kg· hm^-2, 按基肥、分蘖肥、穗肥的质量比为6 : 2 : 2施用; 磷、钾肥施用量分别为150和75 kg·hm^-2, 作为基肥一次性施入。2014年水稻和2015年小麦氮肥用量为150 kg·hm^-2, 按基肥、分蘖肥、穗肥质量比为5 : 3 : 2施用; 磷、钾肥施用量分别为75和150 kg·hm^-2, 作为基肥一次性施入。其中, 氮、磷和钾肥分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾。2010年试验田水稻品种为‘D优202’, 2014年试验田水稻品种为‘Ⅱ优602’, 2015年试验田小麦品种为‘川麦104’。2011年水稻管理和肥料用量同2010年, 2012—2013年作物管理和肥料用量同2014年, 但是没有观测产量及养分吸收变化, 且试验地每年都是水稻-小麦轮作。

1.2 样品的采集与分析

植物样品采集于作物收割前1 d进行, 在各小区随机选取1行的1 m长度, 收割作物地上部并挖取作物根系。将地上部分籽粒和秸秆分开, 根系用自来水冲洗干净后烘干, 并称质量以估算茎叶和根系生物量。取部分茎叶、籽粒和根系样品烘干, 粉碎备用。估算作物产量, 将整个小区作物收割, 人工脱粒晾晒后称质量。各器官中氮、磷、钾含量测定方法参照文献[11]。样品消解方法采用浓H₂SO₄-H₂O₂消煮法, 采用半微量-凯氏定氮法测定消煮液中氮含量, 采用钼锑抗比色法测定磷含量, 采用火焰光度计法测定钾含量。

1.3 数据处理与统计分析

作物各器官养分吸收量为单位面积作物产量(或生物量)中养分总量, 通过以下公式计算得出(以茎叶氮吸收量为例):茎叶氮吸收量(g·hm^-2)=茎叶干物质量(kg·hm^-2)×茎叶氮浓度(g·kg^-1)。

数据处理及图表制作采用Excel 2013。多因素方差分析及多重比较在软件SPSS 16.0中分析, 显著性检验采用LSD法(0.05水平)。全文所有数据均以平均值±标准差表示。

2 结果与分析 2.1 作物产量和生物量变化

氮肥施用显著提高了作物产量, 且增产幅度逐年增大(图 1)。相同生物质炭施用水平下, 2010和2014年水稻季增产幅度分别为7.9%~10.1%和29.8%~30.3%, 显著低于2015年小麦增产幅度(76.6%~110.8%)。施用生物质炭没有显著影响2010和2014年水稻产量, 但2015年施氮处理C40N1较C0N1显著增加了小麦产量(18.3%)。

图 1 氮肥和生物质炭施用对作物产量、茎叶生物量和根系生物量的影响 Figure 1 Effects of nitrogen fertilization and biochar application on crop yield, straw biomass and root biomass 1) C0、C20和C40分别表示生物质炭施用量为0、20和40 t·hm^-2; N0和N1分别表示不施氮肥和施氮肥。2) 不同字母表示各处理间差异显著(P < 0.05);3)2015年小麦根系生物量数据没有观测。 1) C0, C20 and C40 represent biochar application rate of 0, 20 and 40 t·hm^-2; N0 represents no N fertilizer applied and N1 represent N fertilizer was applied; 2) Different letters indicate significant difference at 0.05 level, the same as follows; 3)The root biomass of wheat in 2015 was not determined.

图选项

与产量变化结果类似, 氮肥施用提高了作物茎叶生物量。生物量的增加幅度显著高于产量的增加幅度。相同的生物质炭施用水平下, 2010年水稻茎叶生物量的增幅为79.9%~87.8%, 显著高于2014年(24.1%~39.8%); 而2015年小麦茎叶量增幅达到82.6%~203.6%, 远高于2010和2014年水稻茎叶生物量增幅。生物质炭对2010和2014年水稻茎叶生物量没有显著影响, 但2015年施氮处理C40N1较C0N1显著增加了小麦茎叶生物量(35.2%)。

与作物产量和生物量不同, 施用氮肥和生物质炭对作物根系生物量没有显著影响。

2.2 作物各器官中氮、磷、钾浓度变化

氮肥施用显著提高了作物籽粒、茎叶和根系中氮含量, 而生物质炭施用降低了作物茎叶中氮含量(表 2和表 3)。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C40N0处理显著降低了2014年水稻根系中氮含量(28.93%)。在施氮肥条件下, 与C0N1比, C40N1处理显著降低了2010年水稻籽粒和2014年水稻茎叶中氮含量17.29%和22.47%, 同时显著增加了2014年水稻根系中氮含量(22.80%)。

表 2 生物质炭和氮肥施用下作物籽粒、茎叶和根系中氮、磷、钾浓度变化 Table 2 Changes in the concentrations of N, P and K in grain, straw and root under biochar and N fertilizer application

g·kg^-1
年份和作物 Crop and year	处理 Treatment	氮N				磷P				钾K
年份和作物 Crop and year		籽粒Grain	茎叶Straw	根Root		籽粒Grain	茎叶Straw	根Root		籽粒Grain	茎叶Straw	根Root
2010年水稻		C0N0	4.83±0.14^c	3.48±0.46^b	3.52±0.16^b		2.12±0.06^a	0.88±0.21^ab	6.47±0.84^a		7.15±0.38^a	62.00±1.78^ab	21.14±3.03^b
Rice in 2010	C20N0	4.94±0.88^c	2.67±0.30^b	3.41±0.24^b		2.13±0.12^a	0.53±0.11^c	6.78±0.63^a		6.80±0.49^a	64.49±9.30^ab	21.36±6.59^b
	C40N0	4.46±0.47^c	3.11±0.18^b	3.28±0.28^b		2.16±0.06^a	0.67±0.07^bc	7.10±1.71^a		7.36±0.44^a	73.12±1.39^a	30.67±8.17^ab
	C0N1	7.75±1.02^a	5.75±0.40^a	6.27±0.83^a		2.15±0.12^a	1.16±0.26^a	7.24±1.62^a		6.85±0.16^a	53.07±7.31^b	21.68±13.04^ab
	C20N1	7.03±0.75^ab	4.92±0.65^a	5.53±0.75^a		2.18±0.17^a	1.00±0.12^a	6.01±0.85^a		6.91±0.52^a	71.85±8.75^a	35.38±5.87^a
	C40N1	6.41±0.34^b	4.72±1.12^a	5.51±1.12^a		2.21±0.03^a	0.93±0.17^ab	6.97±0.84^a		7.32±0.45^a	74.45±8.22^a	27.44±5.92^ab
2014年水稻	C0N0	10.97±1.12^b	5.49±0.99^c	4.87±0.96^b		3.77±0.28^b	2.70±0.30^c	0.83±0.07^b		1.57±0.06^a	26.67±2.72^b	8.51±0.36^b
Rice in 2014	C20N0	10.93±0.68^b	4.70±0.79^c	4.49±0.18^bc		3.29±0.23^c	2.70±0.44^c	0.87±0.01^b		1.53±0.16^a	26.13±1.73^b	8.59±0.44^b
	C40N0	10.51±0.47^b	4.73±0.54^c	3.46±0.17^c		3.81±0.42^bc	2.78±0.27^bc	0.90±0.06^ab		1.54±0.16^a	26.78±1.04^ab	8.78±1.84^b
	C0N1	14.32±1.34^a	9.42±0.58^a	5.87±0.13^b		5.29±0.62^a	2.72±0.20^c	1.11±0.11^a		1.46±0.11^a	25.34±4.30^b	7.99±0.19^b
	C20N1	13.58±1.44^a	8.27±0.23^ab	5.61±0.33^b		4.13±0.73^b	3.29±0.16^a	1.02±0.26^ab		1.68±0.18^a	31.03±1.96^a	8.73±1.94^b
	C40N1	14.04±0.57^a	7.31±1.53^b	7.21±1.08^a		4.36±0.24^b	3.25±0.08^ab	1.10±0.06^a		1.56±0.10^a	27.98±1.20^ab	11.00±0.73^a
2015年小麦	C0N0	14.26±0.54^b	2.02±0.29^a			4.23±0.52^ab	2.02±0.68^ab			2.30±0.51^ab	9.73±1.05^ab
Wheat in 2015	C20N0	14.67±0.65^b	1.88±0.11^a			3.82±0.37^ab	1.77±0.75^ab			2.36±0.43^ab	10.13±0.95^ab
	C40N0	14.22±1.11^b	2.04±0.16^a			4.58±0.43^a	2.10±0.19^ab			2.64±0.31^a	9.09±1.04^b
	C0N1	17.79±0.53^a	2.54±0.59^a			3.54±0.30^b	2.34±0.11^a			2.04±0.11^b	11.59±1.98^a
	C20N1	18.47±2.52^a	2.40±0.12^a			4.66±0.92^a	1.68±0.03^ab			2.41±0.14^ab	10.20±0.92^ab
	C40N1	18.32±0.30^a	2.56±0.66^a			4.49±0.45^a	1.38±0.19^b			2.38±0.18^ab	11.72±0.84^a

表选项

表 3 生物质炭、氮肥施用和年限对作物籽粒、茎叶和根系中氮、磷、钾浓度影响的方差分析 Table 3 A three-way ANOVA for the effects of biochar, nitrogen fertilizer and experimental year on the concentrations of N, P and K in grain, straw and root

因子 Factor	自由度 DF	籽粒氮 N in grain		茎叶氮 N in straw		根系氮 N in root		籽粒磷 P in grain		茎叶磷 P in straw		根系磷 P in root		籽粒钾 K in grain		茎叶钾 K in straw		根系钾 K in root
因子 Factor	自由度 DF	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P
Model	17	68.611	< 0.001	35.407	< 0.001	12.209	< 0.001	32.27	< 0.001	25.698	< 0.001	40.956	< 0.001	190.404	< 0.001	96.074	< 0.001	9.664	< 0.001
B	2	0.596	0.556	6.340	0.004	1.078	0.356	6.292	0.005	1.122	0.337	0.557	0.580	2.778	0.076	7.633	0.002	2.359	0.116
N	1	133.252	< 0.001	122.424	< 0.001	102.411	< 0.001	33.672	< 0.001	4.261	0.046	0.092	0.764	0.668	0.419	0.333	0.568	1.422	0.245
Y	2	511.174	< 0.001	206.021	< 0.001	9.639	0.005	220.248	< 0.001	198.669	< 0.001	445.587	< 0.001	1 611.000	< 0.001	790.198	< 0.001	88.566	< 0.001
B×N	2	0.236	0.791	1.346	0.273	3.833	0.036	5.834	0.006	1.223	0.306	0.782	0.469	1.252	0.298	2.905	0.068	1.761	0.193
B×Y	4	0.660	0.624	1.990	0.117	0.430	0.655	4.769	0.003	3.140	0.026	0.411	0.667	1.384	0.259	5.863	0.001	1.295	0.292
N×Y	2	2.577	0.090	21.170	< 0.001	0.906	0.351	7.827	0.002	4.196	0.023	0.202	0.657	0.357	0.702	0.565	0.573	0.736	0.399
B×N×Y	4	0.331	0.855	0.443	0.776	5.332	0.012	3.862	0.010	2.408	0.067	0.566	0.575	0.079	0.988	1.716	0.168	2.374	0.115
注:B表示生物质炭; N表示氮肥; Y表示年限; B×N表示氮肥与生物质炭交互作用; B×N×Y表示生物质炭、氮肥与年限三因子交互作用。 Note:B:Biochar; N:N fertilizer; Y:Year; B×N:Interaction of B and N; B×N×Y:Interaction of B, N and Y. The same as below.

表选项

氮肥施用影响了作物籽粒和茎叶中磷含量, 而生物质炭施用影响了作物籽粒中磷含量(表 2和3)。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C20N0处理显著降低了2010年水稻茎叶中磷含量, 降低幅度为40.24%。在施氮肥条件下, 与C0N1相比, C20N1和C40N1处理2014年水稻茎叶、2015年小麦籽粒中磷含量均分别显著增加了20.97%和19.62%、31.60%%和26.88%, 2014年水稻籽粒中磷含量分别显著降低了22.04%和17.70%, C40N1处理较对照C0N1处理显著降低了2015年小麦茎叶中磷含量, 降幅为41.16%。

氮肥的施用并没有显著影响作物籽粒、茎叶和根系中钾含量, 而生物质炭施用提高了作物茎叶中钾含量(表 2和3)。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C20N0和C40N0处理均没有显著影响作物各器官中钾含量。在施氮肥条件下, 与C0N1比, C20N1处理显著增加了2010年和2014年水稻茎叶中钾含量(35.4%和22.4%), C40N1处理显著增加了2010年水稻茎叶和2014年水稻根系中钾含量, 增幅为34.6%和37.7%。

2.3 作物各器官氮、磷、钾吸收量变化

氮肥施用促进了作物籽粒、茎叶和根系对氮的吸收, 生物质炭施用影响了作物对氮的吸收, 但二者之间没有显著的交互作用(表 4和5)。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C40N0处理显著降低了2014年水稻根系氮吸收量(38.5%)。在施氮肥条件下, 与C0N1比, C40N1处理显著降低了2010年水稻籽粒和茎叶氮吸收量(16.8%和21.0%), 却显著增加了2015年小麦籽粒氮吸收量(21.8%)。

表 4 生物质炭和氮肥施用下作物籽粒、茎叶和根系中氮、磷、钾吸收量变化 Table 4 Changes in the uptake of N, P, K in grain, straw and root under biochar and N fertilizer application kg·hm^-2

g·kg^-1
年份和作物 Crop and year	处理 Treatment	氮N				磷P				钾K
年份和作物 Crop and year		籽粒Grain	茎叶Straw	根Root		籽粒Grain	茎叶Straw	根Root		籽粒Grain	茎叶Straw	根Root
2010年水稻		C0N0	40.46±1.25^c	21.36±2.28^c	2.58±0.30^c		17.77±0.64^cd	5.42±1.16^b	4.70±0.39^b		59.90±2.60^ab	381.68±5.48^c	15.41±2.25^c
Rice in 2010	C20N0	40.43±7.38^c	16.70±3.17^c	3.06±0.32^bc		17.39±1.07^d	3.30±0.95^b	6.08±0.67^ab		55.62±4.41^b	401.63±73.29^c	19.43±7.43^bc
	C40N0	36.99±3.96^c	18.26±2.28^c	2.34±0.05^c		17.91±0.50^bcd	3.99±0.96^b	5.04±0.90^b		61.02±3.55^ab	430.62±66.50^c	21.75±4.82^abc
	C0N1	69.99±8.70^a	65.18±2.42^a	5.57±0.78^a		19.39±0.95^abc	13.10±2.62^a	6.46±1.63^ab		61.92±1.04^ab	601.76±72.22^b	18.99±10.71^bc
	C20N1	63.34±6.56^ab	55.26±11.12^ab	5.38±1.69^ab		19.61±1.66^ab	11.20±2.20^a	5.66±0.37^ab		62.27±5.16^ab	797.65±71.11^a	33.52±5.68^a
	C40N1	58.26±2.26^b	51.47±8.41^b	6.08±2.82^a		20.09±0.41^a	10.38±2.88^a	7.75±3.03a		66.57±4.54^a	794.33±176.26^a	29.02±7.61^ab
2014年水稻	C0N0	84.13±11.51^b	35.28±7.33^c	5.03±0.66^b		28.91±0.84^c	17.32±2.08^c	0.87±0.02^bc		12.05±0.62^c	170.76±16.18^cd	8.90±1.01^ab
Rice in 2014	C20N0	84.48±6.41^b	27.37±5.21^c	5.07±1.29^b		25.54±2.22^c	15.68±2.54^c	0.97±0.19^abc		11.86±0.92^c	151.50±4.17^d	9.72±2.51^ab
	C40N0	81.64±4.39^b	26.83±1.34^c	3.09±0.21^c		29.69±3.07^c	15.79±1.38^c	0.81±0.05^c		11.98±1.01^c	152.79±15.69^d	7.83±1.54^b
	C0N1	142.23±15.84^a	75.20±7.40^a	6.09±0.98^ab		52.87±7.18^a	21.64±1.43^b	1.16±0.26^a		14.59±1.44^b	201.46±30.34^bc	8.28±1.16^b
	C20N1	136.29±13.64^a	66.85±5.86^ab	6.20±0.72^ab		41.62±6.94^b	26.52±1.77^a	1.12±0.18^ab		16.96±2.01^a	250.00±13.85^a	9.54±1.33^ab
	C40N1	141.72±3.22^a	57.95±11.08^b	7.42±1.06^a		44.28±2.01^b	25.93±2.13^a	1.13±0.03^ab		15.86±1.27^ab	222.88±15.36^ab	11.35±1.05^a
2015年小麦	C0N0	47.52±10.34^c	5.51±0.82^c			14.23±4.32^c	5.38±0.97^c			7.74±2.81^c	26.54±2.91^c
Wheat in 2015	C20N0	46.97±4.09^c	5.06±0.30^c			12.25±1.77^c	4.67±1.61^c			7.48±0.64^c	27.37±4.33^c
	C40N0	46.73±3.03^c	4.69±0.67^c			15.06±1.20^bc	4.90±1.26^c			8.66±0.92^c	20.96±4.07^c
	C0N1	104.17±2.43^b	13.58±5.60^ab			20.76±1.87^b	12.13±2.23^a			11.93±0.48^b	60.29±14.99^b
	C20N1	113.88±17.95^ab	11.81±1.13^b			28.71±5.78^a	8.25±0.87^b			14.85±1.19^a	50.13±5.91^b
	C40N1	126.91±1.51^a	17.78±3.05^a			31.11±2.51^a	9.62±0.76^b			16.50±1.44^a	82.17±3.87^a

表选项

表 5 生物质炭、氮肥施用和年限对作物籽粒、茎叶和根系中氮、磷、钾吸收量影响的方差分析 Table 5 A three-way ANOVA for the effects of biochar, N fertilizer and experimental year on the uptake of N, P and K in grain, straw and root

因子 Factor	自由度 DF	籽粒氮 N in grain		茎叶氮 N in straw		根系氮 N in root		籽粒磷 P in grain		茎叶磷 P in straw		根系磷 P in root		籽粒钾 K in grain		茎叶钾 K in straw		根系钾 K in root
因子 Factor	自由度 DF	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P
Model	17	58.367	< 0.001	54.009	< 0.001	6.026	< 0.001	35.828	< 0.001	50.674	< 0.001	19.239	< 0.001	279.140	< 0.001	63.795	< 0.001	8.776	< 0.001
B	2	0.082	0.922	7.147	0.002	0.086	0.918	2.087	0.139	1.288	0.288	0.402	0.673	3.935	0.028	3.501	0.041	3.813	0.036
N	1	462.408	< 0.001	346.757	< 0.001	44.49	< 0.001	156.295	< 0.001	204.488	< 0.001	5.089	0.033	55.620	< 0.001	94.551	< 0.001	7.597	0.011
Y	2	225.79	< 0.001	230.966	< 0.001	11.453	0.002	177.175	< 0.001	309.923	< 0.001	195.360	< 0.001	2 333.000	< 0.001	442.437	< 0.001	67.610	< 0.001
B×N	2	0.808	0.453	0.832	0.443	3.459	0.048	0.089	0.915	0.528	0.594	1.927	0.167	2.502	0.096	2.782	0.075	0.950	0.401
B×Y	4	1.907	0.131	2.717	0.045	0.126	0.882	4.988	0.003	2.677	0.047	0.525	0.598	2.020	0.112	2.809	0.040	2.396	0.113
N×Y	2	31.553	< 0.001	39.060	< 0.001	1.168	0.291	29.068	< 0.001	4.316	0.021	2.417	0.133	1.319	0.280	38.206	< 0.001	4.903	0.037
B×N×Y	4	1.435	0.242	1.129	0.358	0.918	0.413	3.998	0.009	3.537	0.016	1.526	0.238	0.152	0.961	1.221	0.319	1.052	0.365

表选项

氮肥的施用显著提高了作物籽粒、茎叶和根系对磷的吸收, 而生物质炭施用对作物籽粒、茎叶和根系磷吸收无显著影响, 但二者之间没有显著的交互作用(表 4和5)。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C20N0和C40N0处理均没有显著影响作物各器官磷吸收量。在施氮肥条件下, 与C0N1比, C20N1和C40N1处理显著降低了2014年水稻籽粒(21.3%和16.3%)和2015年小麦茎叶磷吸收量(32.0%和20.6%), 同时显著增加了2014年水稻茎叶磷吸收量(16.5%和18.4%)和2015年小麦籽粒磷吸收量(38.3%和49.9%)。

氮肥的施用显著提高了作物籽粒、茎叶和根系对钾的吸收, 生物质炭施用也提高了作物籽粒、茎叶和根系对钾的吸收, 但二者之间没有显著的交互作用(表 4和5)。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C20N0和C40N0处理均没有显著影响作物各器官钾吸收量。在施氮肥条件下, 与C0N1比, C20N0处理显著增加了2010年水稻茎叶和根系、2014年水稻籽粒和茎叶、2015年小麦籽粒钾吸收量, 增幅分别为32.6%和63.2%、16.2%和24.1%、24.5%, C40N0处理显著增加了2010年水稻茎叶、2014年水稻根系、2015年小麦籽粒和茎叶钾吸收量(32.0%、37.0%、38.3%和36.3%)。

2.4 氮、磷和钾在各器官分配

无论是水稻还是小麦, 氮素在籽粒中的分配比例最大(45.6%~92.9%), 在根系中的分配比例最小(2.5%~8.6%)。氮肥施用显著降低了氮素在籽粒中的分配比例, 同时显著增加了其在茎叶中的分配比例, 而对水稻根系中氮素的分配无显著影响。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C20N0处理显著增加了2010年水稻根系中氮素的分配比例。同氮肥条件下, 各处理间无显著差异。

磷在作物各器官中的分配与氮相似, 即在籽粒中的分配比例最大(47.1%~80.7%), 根系中的分配比例最小(1.2%~25.1%)。氮肥施用显著增加了磷在作物茎叶中的比例, 降低了籽粒中的分配比例, 而对根系中磷的分配无显著影响。生物质炭对作物各器官中磷素的分配影响差异较大。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C20N0处理显著降低了2010年水稻茎叶中磷素分配, 同时增加了磷素在根系中的分配。在施氮肥条件下, 与C0N1比, C20N1和C40N1处理显著增加了2014年水稻秸秆和2015年小麦籽粒中磷素的分配, 却显著降低了2014年水稻籽粒和2015年小麦秸秆中磷素的分配。

与氮、磷不同, 钾在作物茎叶中的分配比例最大(71.3%~91.0%), 在根系中的分配比例最小(1.7%~7.4%)。氮肥施用显著提高了钾在作物茎叶中的分配比例, 而降低了钾在作物籽粒和根系中的分配。生物质炭对钾在水稻茎叶、籽粒和根系中的分配无显著影响。在不施氮肥条件下, 与C0N0相比, C40N0处理显著增加了钾在2015年小麦籽粒中的分配, 却显著降低了钾在2015年小麦茎叶中的分配(图 2)。

	图 2 作物籽粒、茎叶和根系中氮、磷、钾吸收量的分配比例 Figure 2 Percentage of accumulated N, P and K in crop grain, straw and root
图选项

3 结论与讨论 3.1 生物质炭对作物产量的影响

本研究结果表明, 在成都平原东部地区水稻-小麦轮作系统, 一次性施用生物质炭多年对水稻产量没有显著影响, 但显著增加了2015年小麦产量。许多短期的田间试验也表明, 生物质炭对水稻产量没有显著影响, 但均不会减产^[12-14]。然而也有一部分研究发现, 生物质炭施用能够显著提高水稻产量^[15-19]。生物质炭可能通过促进水稻根系生长和根系活力增加水稻产量。Asai等^[20]发现生物质炭对水稻产量的影响受到土壤磷素供应能力的制约, 在磷素缺乏的土壤中, 生物质炭有很好的增产效果。Liu等^[2]通过整合全球已经发表的试验数据, 发现作物生产力对生物质炭施用的响应受到作物类型、土壤性质、生物质炭类型等因素的控制, 但与小麦和玉米相比, 生物质炭施用对水稻增产幅度十分有限。因此, 生物质炭对水稻产量的影响还存在很大的不确定性, 需要进一步研究。

在本研究中, 生物质炭对小麦产量的影响与氮肥的施用紧密相关。在与氮肥配合施用下, 高用量生物质炭处理显著增加了小麦产量, 而在不施氮肥处理, 生物质炭施用对小麦产量没有影响。许多研究也表明, 生物质炭配施化学肥料显著提高小麦产量^[21-23]。虽然生物质炭中含有一定量的养分, 但单独施用无法满足小麦的生长需要, 特别是对氮素需求。即使施用在有固氮能力的豆科作物系统中, 单独施用生物质炭对大豆产量也无显著影响^[10]。此外, 生物质炭提高了土壤C/N比, 可能降低土壤氮素生物有效性, 进而影响作物生长^[20]。因此, 在实际生产过程中, 生物质炭不能够替代化学肥料, 特别是氮施用。在与化学氮肥配合施用下, 生物质炭增产效果更显著。其增产机制可能与养分(能过炭输入带进的养分)输入无关。生物质炭施用后土壤物理条件的改善(如降低土壤容重、增加土壤水分含量等)可能是作物增产的重要原因, 有待进一步研究。

3.2 生物质炭对作物养分吸收的影响

在本研究中, 生物质炭降低了两年水稻茎叶中氮的浓度, 表明生物质炭抑制了水稻生长季土壤氮的供应能力。这可能和生物质炭较强的吸附性能相关, 特别是生物质炭能够吸附土壤溶液中的铵离子, 降低其有效性。然而, 也有一些研究表明生物质炭施用显著促进了作物对氮素吸收^{[15, 24]}, 表现为收获期氮素总的吸收量增加, 但是单位生物量氮素的浓度并没有相应增加。然而, 本研究中小麦植株体内氮素水平并没有受到生物质炭的影响; 但在与氮肥配合施用时, 生物质炭提高了氮素总吸收量。生物质炭在水稻和小麦间的差异可能和土壤的水分条件相关。在水稻生长季, 土壤长时间处于厌氧状态, 氮素多以铵根离子形式存在, 容易被生物质炭吸附。而在小麦季, 土壤中氧气相对充足, 氮素多以硝酸根离子形式存在, 不易受生物质炭影响。此外, 生物质炭施用于土壤中后提高了土壤的碳氮比, 土壤碳氮比的改变也会引起土壤中微生物与作物争氮^[25], 从而降低植物对氮素的吸收。作物种类也会影响生物质炭施用下作物对氮素的吸收^{[8, 26]}, 这可能与作物对氮素需求量有关。

生物质炭施用对磷素吸收有显著影响, 但其影响在同一作物不同品种或不同作物间存在明显差异。生物质炭促进了2014年水稻茎叶对磷素吸收的同时抑制了水稻籽粒对磷素的吸收, 而对小麦茎叶和籽粒磷素吸收量的影响与水稻完全相反, 这可能是作物不同引起的。施用生物质炭能显著提高酸性土壤的pH值^{[5, 12]}, 增加土壤磷素的有效性, 从而促进作物对磷的吸收^[27]。然而, 也有研究表明生物质炭抑制了小麦植株对磷素的吸收^[28]。陈心想^[29]研究表明施用20 t·hm^-2生物质炭促进了玉米对磷素的吸收, 对小麦磷吸收量无显著影响; 施用60和80 t·hm^-2生物质炭对玉米磷吸收量没有影响, 较对照却降低了小麦磷素的吸收, 这说明生物质炭施用对作物养分吸收的影响与作物种类和生物质炭用量有关。

与氮、磷不同, 本研究结果表明生物质炭显著促进作物对钾素的吸收, 特别是提高了茎叶中钾的含量。研究表明生物质炭输入能显著提高作物对钾素的吸收^{[24, 27]}。一方面因为生物质炭本身含有大量钾, 施入土壤后能显著提高土壤速效钾的含量, 进而促进作物对钾的吸收; 另一方面, 生物质炭多孔性结构能够固持施用到土壤中的钾, 减少其向水环境中的淋洗, 起到缓释的作用。

3.3 生物质炭施用下作物产量变化与养分吸收的关系

生物质炭施用下作物产量的变化受到多种因素的影响, 但多数情况下均会通过协调土壤养分供应进而影响作物生长。在本研究中, 我们也发现作物籽粒中磷素浓度变化与作物产量变化趋势相一致, 生物质炭施用促进了2015季小麦植株磷素向籽粒中的分配。Major等^[30]将作物产量变化与养分吸收变化进行比对分析发现, 生物质炭可能通过改善土壤钙、镁供应进而提高玉米产量。因此, 生物质炭施用后土壤磷素供应能力增加可能是促进作物增产的原因之一, 其作用机制需要进一步研究。

综上所述, 在成都平原东部地区水稻-小麦轮作系统中, 一次性、大量施用生物质炭对作物生长的影响因作物种类和氮肥施用而异。生物质炭施用对水稻产量没有显著影响, 但高用量生物质炭与氮肥配合施用显著增加小麦产量。生物质炭施用改变了作物对氮、磷和钾等养分吸收及在各器官的分配, 但其影响在不同作物或年际间并不一致。

参考文献(References)

[1]	Lehmann J. A handful of carbon[J]. Nature, 2007,447(7141): 143–144. DOI: 10.1038/447143a

[2]	Liu X, Zhang A, Ji C, et al. Biochar's effect on crop productivity and the dependence on experimental conditions-a meta-analysis of literature data[J]. Plant Soil, 2013,373(1): 583–594.

[3]	Biederman L A, Harpole W S. Biochar and its effects on plant productivity and nutrient cycling:a meta-analysis[J]. GCB Bioenergy, 2012,5(2): 202–214.

[4]	Jeffery S, Verheijen F G A, van der Velde M, et al. A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using meta-analysis[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2011,144(1): 175–187. DOI: 10.1016/j.agee.2011.08.015

[5]	Glaser B, Balashov E, Haumaier L, et al. Black carbon in density fractions of anthropogenic soils of the Brazilian Amazon region[J]. Organic Geochemistry, 2000,31(7): 669–678.

[6]	Zhang A, Cui L, Pan G, et al. Effect of biochar amendment on yield and methane and nitrous oxide emissions from a rice paddy from Tai Lake plain, China[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010,139(4): 469–475. DOI: 10.1016/j.agee.2010.09.003

[7]	Cayuela M L, van Zwieten L, Singh B P, et al. Biochar's role in mitigating soil nitrous oxide emissions:a review and meta-analysis[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2014,191: 5–16. DOI: 10.1016/j.agee.2013.10.009

[8]	王典, 张祥, 朱盼, 等. 添加生物质炭对黄棕壤和红壤上油菜生长的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2014(3): 63–67. Wang D, Zhang X, Zhu P, et al. The effect of biochar on rape growth in yellow brown soil and red soil[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2014(3): 63–67. (in Chinese)

[9]	徐琪, 段欣玲, 刘颖, 等. 基施生物质炭对强筋春小麦植株营养及土壤养分供应的影响[J]. 江苏农业科学, 2013, 41(7): 69–71. Xu Q, Duan X L, Liu Y, et al. Effect of biochar application as basal fertilizer on nutrition absorption and soil nutrition supply of wheat[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2013,41(7): 69–71. (in Chinese)

[10]	王冬冬, 徐琪, 杨洋, 等. 基施生物质炭对菜用大豆植株营养吸收及土壤养分供应初报[J]. 大豆科学, 2013, 32(1): 72–75. Wang D D, Xu Q, Yang Y, et al. Effect of biochar application as basal fertilizer on nutrition absorption and soil nutrition supply of vegetable soybean[J]. Soybean Science, 2013,32(1): 72–75. (in Chinese)

[11]	鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000 . Lu R K. Methods for Chemical Analysis of Soil Agriculture[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2000 . (in Chinese)

[12]	张斌, 刘晓雨, 潘根兴, 等. 施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的变化[J]. 中国农业科学, 2012, 45(23): 4844–4853. Zhang B, Liu X Y, Pan G X, et al. Changes in soil properties, yield and trace gas emission from a paddy after biochar amendment in two consecutive rice growing cycles[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012,45(23): 4844–4853. (in Chinese)

[13]	曲晶晶, 郑金伟, 郑聚锋, 等. 小麦秸秆生物质炭对水稻产量及晚稻氮素利用率的影响[J]. 生态与农村环境学报, 2012, 28(3): 288–293. Qu J J, Zheng J W, Zheng J F, et al. Effects of wheat-straw-based biochar on yield of rice and nitrogen use efficiency of late rice[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2012,28(3): 288–293. (in Chinese)

[14]	秦晓波, 李玉娥, WangHong, 等. 生物质炭添加对华南双季稻田碳排放强度的影响[J]. 农业工程学报, 2015, 31(5): 226–234. Qin X B, Li Y E, Wang H, et al. Impact of biochar amendment on carbon emissions intensity in double rice field in South China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015,31(5): 226–234. (in Chinese)

[15]	张爱平, 刘汝亮, 高霁, 等. 生物炭对宁夏引黄灌区水稻产量及氮素利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(5): 1352–1360. Zhang A P, Liu R L, Gao J, et al. Effects of biochar on rice yield and nitrogen use efficiency in the Ningxia Yellow River irrigation region[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015,21(5): 1352–1360. (in Chinese)

[16]	张伟明, 孟军, 王嘉宇, 等. 生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响[J]. 作物学报, 2013, 39(8): 1445–1451. Zhang W M, Meng J, Wang J Y, et al. Effects of biochar on root morphological and physiological characteristics and yield in rice[J]. Acta Agronomica Sinica, 2013,39(8): 1445–1451. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01445 (in Chinese)

[17]	Dong D, Yang M, Wang C, et al. Responses of methane emissions and rice yield to applications of biochar and straw in a paddy field[J]. Journal of Soils and Sediments, 2013,13(8): 1450–1460. DOI: 10.1007/s11368-013-0732-0

[18]	郑小龙, 吴家森, 陈裴裴, 等. 不同施肥与生物质炭配施对水稻田面水氮磷流失及产量的影响[J]. 水土保持学报, 2013, 27(4): 39–43. Zheng X L, Wu J S, Chen P P, et al. Effects of reducing nitrogen and biomass carbon fertilization on loss of nitrogen phosphorus in surface water of paddy field and grain production[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2013,27(4): 39–43. (in Chinese)

[19]	蒋晨, 麻培侠, 胡保国, 等. 生物质炭还田对稻田甲烷的减排效果[J]. 农业工程学报, 2013, 29(15): 184–191. Jiang C, Ma P X, Hu B G, et al. Effect of biochar returning to paddy field on CH₄ emission reduction[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013,29(15): 184–191. (in Chinese)

[20]	Asai H, Samson B K, Stephan H M, et al. Biochar amendment techniques for upland rice production in Northern Laos:Ⅰ. Soil physical properties, leaf SPAD and grain yield[J]. Field Crops Research, 2009,111(1): 81–84.

[21]	李中阳, 齐学斌, 樊向阳, 等. 生物质炭对冬小麦产量、水分利用效率及根系形态的影响[J]. 农业工程学报, 2015, 31(12): 119–124. Li Z Y, Qi X B, Fan X Y, et al. Influences of biochars on growth, yield, water use efficiency and root morphology of winter wheat[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015,31(12): 119–124. (in Chinese)

[22]	Vaccari F P, Baronti S, Lugato E, et al. Biochar as a strategy to sequester carbon and increase yield in durum wheat[J]. European Journal of Agronomy, 2011,34(4): 231–238. DOI: 10.1016/j.eja.2011.01.006

[23]	Alburquerque J A, Salazar P, Barrón V, et al. Enhanced wheat yield by biochar addition under different mineral fertilization levels[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2013,33(3): 475–484. DOI: 10.1007/s13593-012-0128-3

[24]	王耀锋, 刘玉学, 吕豪豪, 等. 水洗生物炭配施化肥对水稻产量及养分吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(4): 1049–1055. Wang Y F, Liu Y X, Lü H H, et al. Effect of washing biochar and chemical fertilizers on rice yield and nutrient uptake[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015,21(4): 1049–1055. (in Chinese)

[25]	张星, 张晴雯, 刘杏认, 等. 施用生物炭对农田土壤氮素转化关键过程的影响[J]. 中国农业气象, 2015, 36(6): 709–716. Zhang X, Zhang Q W, Liu X R, et al. Effects of biochar on the key soil nitrogen transformation processes in agricultural soil[J]. Chinese Journal of Agrometeorology, 2015,36(6): 709–716. (in Chinese)

[26]	俞映倞, 薛利红, 杨林章, 等. 生物炭添加对酸化土壤中小白菜氮素利用的影响[J]. 土壤学报, 2015, 52(4): 759–767. Yu Y L, Xue L H, Yang L Z, et al. Effects of biochar application on pakchoi(Brassica chinensis L.)utilizing nitrogen in acid soil[J]. Acta Pedologica Sinica, 2015,52(4): 759–767. (in Chinese)

[27]	翟勇, 苏倩, 许文霞, 等. 不同施磷水平下生物质炭用量对土壤磷素状况及棉花养分吸收的影响[J]. 土壤通报, 2014, 45(6): 1464–1470. Zhai Y, Su Q, Xu W X, et al. Effects of biochar content on soil phosphorus and cotton nutrient uptake[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2014,45(6): 1464–1470. (in Chinese)

[28]	潘复燕, 薛利红, 卢萍, 等. 不同土壤添加剂对太湖流域小麦产量及D磷养分流失的影响[J]. 农业环境科学学报, 2015, 34(5): 928–936. Pan F Y, Xue L H, Lu P, et al. Effects of different soil additives on wheat yield and nitrogen and phosphorus loss in Tai Lake region[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2015,34(5): 928–936. (in Chinese)

[29]	陈心想.生物炭对土壤性质、作物产量及养分吸收的影响[D].杨凌:西北农林科技大学, 2014. Chen X X. Effects of biochar amendment on soil properties, crop yield and nutrient uptake[D]. Yangling:Northwest A & F University, 2014(in Chinese with English abstract). http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10712-1014430037.htm

[30]	Major J, Rondon M, Molina D, et al. Maize yield and nutrition during 4 years after biochar application to a Colombian savanna oxisol[J]. Plant Soil, 2010,333(1): 117–128.