牛粪生物质炭基肥对青稞生长、产量及氮素利用的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0624

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (30): 19-24.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0624

牛粪生物质炭基肥对青稞生长、产量及氮素利用的影响

孙全平¹^,²(), 彭君¹^,²(), 索朗措姆¹, 秦基伟¹^,², 谭海运¹^,², 杨素涛², 普布贵吉²

¹省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室,拉萨 850000
²西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所,拉萨 850000

收稿日期:2020-11-05 修回日期:2021-04-13 出版日期:2021-10-25 发布日期:2021-12-08
通讯作者: 彭君
作者简介:孙全平,男,1989年出生,青海互助人,助理研究员,硕士,研究方向：农业资源开发利用与保护。通信地址：850000 西藏拉萨市农科路9号西藏农业科技创新园,Tel：18097123668,E-mail： sunquanping5799@163.com。
基金资助:
省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室自主课题“牛粪生物质炭基肥对青稞生长、产量及氮素利用的影响”(XZNKY-2019-C-007Z06)

Effects of Cow Faeces Biochar Fertilizer on Growth, Yield and Nitrogen Utilization of Highland Barley

Sun Quanping¹^,²(), Peng Jun¹^,²(), Suolang Cuomu¹, Qin Jiwei¹^,², Tan Haiyun¹^,², Yang Sutao², Pubu Guiji²

¹State Key Laboratory of Hulless Barley and Yak Germplasm Resources and Genetic Improvement, Lhasa 850000
²Institute of Agricultural Resources and Environment, Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lhasa 850000

Received:2020-11-05 Revised:2021-04-13 Online:2021-10-25 Published:2021-12-08
Contact: Peng Jun

摘要/Abstract

摘要：

为探讨不同配比的生物质炭基肥料对青稞生长、产量和氮素利用的影响。以牛粪为研究对象,在限氧条件下经高温热解炭化制成生物炭,将生物质炭与一定比例的化学肥料混合,制成生物质炭基肥料。研究表明,随着碳化的进行,牛粪中的全氮和有机质（有机碳）含量降低,材料的碳氮比也随之降低,而全磷、全钾的含量升高;增施牛粪生物炭,青稞叶片中叶绿素含量升高,促进作物对肥料中养分的利用,进而利于青稞生长,草木灰与化肥配施的叶片叶绿素含量最高;不同处理籽粒产量之间的差异达到极显著;化肥施入量减少至70%,牛粪生物炭施入量30%时,籽粒产量最高,达到4830.75 kg/hm²,高于有机肥、草木灰与化肥配施和羊粪的处理（较对照增产13.88%）;22500 kg/hm²羊粪处理的秸秆产量最高;同等氮输入条件下,减少化肥施用量,增加生物炭,可以提高氮素利用效率。

关键词: 牛粪, 生物炭, 青稞, 产量, 氮素利用

Abstract:

To investigate the effects of biochar-based fertilizers with different proportions on growth, yield and nitrogen utilization of highland barley, we used cow dung as the research object, prepared biochar by pyrolysis and carbonization at high temperature (350-450℃) under oxygen limitation, and mixed biochar with a certain proportion of chemical fertilizer. The study shows that as the carbonization proceeds, the content of total nitrogen and organic matter (organic carbon) in cow dung are decreased, as well as the C/N ratio, but the content of total phosphorus and total potassium are increased. The application increase of cow dung biochar could raise the content of chlorophyll in the leaf of highland barley, promote the crop to utilize the nutrients in fertilizers, which is benefit to the growth of highland barley, the highest chlorophyll content in leaves is observed under the treatment of ash manure combined with chemical fertilizer. The grain yield of different treatments is significantly different. As the application amount of chemical fertilizer is reduced to 70% and the cow dung biochar is 30%, the grain yield is the highest of 4830.75 kg/hm²(13.88% higher than the control). The straw yield is the highest under the treatment of sheep manure of 22500 kg/hm². Under the same nitrogen input condition, the nitrogen utilization efficiency can be improved by reducing chemical fertilizers and increasing cow dung biochar.

Key words: cow dung, biochar, highland barley, yield, nitrogen utilization

中图分类号:

X713

孙全平, 彭君, 索朗措姆, 秦基伟, 谭海运, 杨素涛, 普布贵吉. 牛粪生物质炭基肥对青稞生长、产量及氮素利用的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(30): 19-24.

Sun Quanping, Peng Jun, Suolang Cuomu, Qin Jiwei, Tan Haiyun, Yang Sutao, Pubu Guiji. Effects of Cow Faeces Biochar Fertilizer on Growth, Yield and Nitrogen Utilization of Highland Barley[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(30): 19-24.

图/表 7

参考文献 36

[1]	王芬, 刘会, 冯敬涛, 等. 牛粪和生物炭对苹果根系生长、土壤特性和氮素利用的影响[J]. 中国生态农业学报, 2018, 26(12):1795-1801.
[2]	何绪生, 张树清, 佘雕, 等. 生物炭对土壤肥料的作用及未来研究[J]. 中国农学通报, 2011, 27(15):16-25.
[3]	张鹏. 浅析生物质炭基肥的应用效果[J]. 农业工程技术, 2019, 39(5):93.
[4]	武玉, 徐刚, 吕迎春, 等. 生物炭对土壤理化性质影响的研究进展[J]. 地球科学进展, 2014, 29(1):68-79.
[5]	刘鸿骄, 侯亚红, 王磊. 秸秆生物炭还田对围垦盐碱土壤的低碳化改良[J]. 环境科学与技术, 2014, 37(1):75-80.
[6]	高海英, 陈心想, 张雯, 等. 生物炭和生物炭基氮肥的理化特征及其作物肥效评价[J]. 西北农林科技大学学报:自然科学版, 2013, 41(04):69-78,85.
[7]	乔志刚, 陈琳, 李恋卿, 等. 生物质炭基肥对水稻生长及氮素利用率的影响[J]. 中国农学通报, 2014, 30(5):175-180.
[8]	校康, 孙亚乔, 马卫国. 添加生物炭对降低冬小麦幼苗盐害并促进其生长的效果研究[J]. 灌溉排水学报, 2019, 38(11):22-27.
[9]	Dokht H F, Naeini S, Dordipour E, et al. Effects of sewage sludge and its biochar on soybean yield in fine-textured loess soil[J]. Environmental Health Engineering and Management, 2017.
[10]	李江遐, 吴林春, 张军, 等. 生物炭修复土壤重金属污染的研究进展[J]. 生态环境学报, 2015, 24(12):2075-2081.
[11]	Lahori A H, Wang P, Shuncheng J, et al. Use of Biochar as an Amendment for Remediation of Heavy Metal-Contaminated Soils:Prospects and Challenges[J]. Pedosphere, 2017, 27(6):991-1014.
[12]	严学兵, 汪玺, 郭玉霞. 放牧牦牛采食量和几种消化生理指标的测定[J]. 中国草食动物, 2003(5):5-7.
[13]	王煌平, 张青, 章赞德, 等. 不同热解温度限氧制备的畜禽粪便生物炭养分特征[J]. 农业工程学报, 2018, 34(20):233-239.
[14]	金涛. 基于粮食安全的西藏青稞供求分析[J]. 西藏科技, 2013(08):5-7,19.
[15]	黄国勤, 王兴祥, 钱海燕, 等. 施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策[J]. 生态环境, 2004(4):656-660.
[16]	陈盈, 张满利, 刘宪平, 等. 生物炭对水稻齐穗期叶绿素荧光参数及产量构成的影响[J]. 作物杂志, 2016(3):94-98.
[17]	王瑞峰, 赵立欣, 沈玉君, 等. 生物炭制备及其对土壤理化性质影响的研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2015, 17(2):126-133.
[18]	卜晓莉, 薛建辉. 生物炭对土壤生境及植物生长影响的研究进展[J]. 生态环境学报, 2014, 23(3):535-540.
[19]	Petter F A, Ferreira T S, Sinhorin A P, et al. Biochar Increases the Sorption and Reduces the Potential Contamination of Subsurface Water with Diuron in Sandy Soil[J]. Pedosphere, 2019: 801-809.
[20]	姜玉萍, 杨晓峰, 张兆辉, 等. 生物炭对土壤环境及作物生长影响的研究进展[J]. 浙江农业学报, 2013, 25(2):410-415.
[21]	勾芒芒, 屈忠义. 生物炭对改善土壤理化性质及作物产量影响的研究进展[J]. 中国土壤与肥料, 2013(5):1-5.
[22]	王欣, 尹带霞, 张凤, 等. 生物炭对土壤肥力与环境质量的影响机制与风险解析[J]. 农业工程学报, 2015, 31(4):248-257.
[23]	Palakit K, Duangsathaporn K, Lumyai P, et al. Efficiency of biochar and bio-fertilizers derived from maize debris as soil amendments[J]. Environment and Natural Resources Journal, 2018, 16(2).
[24]	姚玲丹, 程广焕, 王丽晓, 等. 施用生物炭对土壤微生物的影响[J]. 环境化学, 2015, 34(4):697-704.
[25]	陈心想, 耿增超, 王森, 等. 施用生物炭后塿土土壤微生物及酶活性变化特征[J]. 农业环境科学学报, 2014, 33(4):751-758.
[26]	冯慧琳, 徐辰生, 何欢辉, 等. 生物炭对土壤酶活和细菌群落的影响及其作用机制[J]. 环境科学, 2021, 42(1):422-432.
[27]	魏俊杰, 洪坚平. 无机有机肥配施生物炭对复垦土壤酶活性以及磷形态的影响[J]. 华北农学报, 2019, 34(6):170-176.
[28]	周震峰, 王建超, 饶潇潇. 添加生物炭对土壤酶活性的影响[J]. 江西农业学报, 2015, 27(6):110-112.
[29]	陈心想, 耿增超, 王森, 等. 施用生物炭后塿土土壤微生物及酶活性变化特征[J]. 农业环境科学学报, 2014, 33(4):751-758.
[30]	阚正荣, 刘鹏, 李超, 等. 施用生物炭对华北平原土壤水分和夏玉米生长发育的影响[J]. 玉米科学, 2019, 27(1):146-154.
[31]	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.
[32]	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.
[33]	Yue L, Lian F, Han Y, et al. The effect of biochar nanoparticles on rice plant growth and the uptake of heavy metals: Implications for agronomic benefits and potential risk[J]. Science of The Total Environment, 2019, 656(MAR.15):9-18. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.11.364 URL
[34]	柳瑞, 高阳, 李恩琳, 等. 减氮配施生物炭对水稻生长发育、干物质积累及产量的影响[J]. 生态环境学报, 2020, 29(5):926-932.
[35]	刘园, M.Jamal Khan, 靳海洋, 等. 秸秆生物炭对潮土作物产量和土壤性状的影响[J]. 土壤学报, 2015, 52(4):849-858.
[36]	刘悦, 史文琦, 曾凡松, 等. 生物炭对小麦赤霉病的防治效果及产量的影响[J]. 植物保护, 2020, 46(4):270-274,281.

指标	全氮/%	碱解氮/(mg/kg)	全磷/%	有效磷/(mg/kg)	全钾/%	速效钾/(mg/kg)	pH	有机质/%	有机碳/%
牛粪	2.04	562.212	0.3506	199.56	0.83	660.64	8.33	63.8658	37.0451
牛粪生物质炭	1.8	52.164	0.6528	196.81	1.37	660.38	9.54	51.861	30.0818
牛粪草木灰	0.196	24.633	1.0838	394.18	1.92	667.34	11.72	2.2729	1.3184

指标	全氮/%	碱解氮/(mg/kg)	全磷/%	有效磷/(mg/kg)	全钾/%	速效钾/(mg/kg)	pH	有机质/%	有机碳/%
牛粪	2.04	562.212	0.3506	199.56	0.83	660.64	8.33	63.8658	37.0451
牛粪生物质炭	1.8	52.164	0.6528	196.81	1.37	660.38	9.54	51.861	30.0818
牛粪草木灰	0.196	24.633	1.0838	394.18	1.92	667.34	11.72	2.2729	1.3184

处理	基本苗/个	株高/cm	千粒重/g	苗期pH
NF	166786	102.8	52.33	7.17
B2C8	121117	93.2	56.60	7.23
B3C7	157230	103.4	54.82	7.43
B4C6	163008	98.4	54.30	7.3
O3C7	172564	101.6	54.88	7.27
PAC7	17164	92.85	53.91	7.33
GM1500	147341	102.8	56.63	7.6
CK	155788	90.8	50.69	7.3

处理	基本苗/个	株高/cm	千粒重/g	苗期pH
NF	166786	102.8	52.33	7.17
B2C8	121117	93.2	56.60	7.23
B3C7	157230	103.4	54.82	7.43
B4C6	163008	98.4	54.30	7.3
O3C7	172564	101.6	54.88	7.27
PAC7	17164	92.85	53.91	7.33
GM1500	147341	102.8	56.63	7.6
CK	155788	90.8	50.69	7.3

处理	籽粒产量/(kg/hm²)	干秸秆产量/(kg/hm²)
NF	4658.85 aA	6716.70
B2C8	4287.30 bAB	5571.45
B3C7	4830.75 aA	7203.30
B4C6	4700.85 aA	7368.00
O3C7	3784.20 cBC	5191.20
PAC7	3300.15 dCD	5200.35
GM1500	4678.80 aA	8221.95
CK	304.45 dD	6663.30

牛粪生物质炭基肥对青稞生长、产量及氮素利用的影响

Effects of Cow Faeces Biochar Fertilizer on Growth, Yield and Nitrogen Utilization of Highland Barley

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 36

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	周冬冬, 张军, 葛梦婕, 刘忠红, 朱晓欢, 李春燕. 不同氮肥处理对稻茬晚播小麦‘淮麦36’产量、氮素利用率和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 1-7.
[2]	金梅娟, 佘旭东, 沈明星, 陆长婴, 陶玥玥, 王海候. 稻田构建垄型土槽耦合基质栽培草莓的生产效应研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 71-76.
[3]	王福玉, 陈贵菊, 孙雷明, 黄玲, 邵敏敏, 赵凯, 杨本洲, 张玉丹, 闫璐, 王霖. 耕作方式与施氮量互作对小麦生长、产量与品质的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 20-26.
[4]	陈英花, 白如霄, 王娟, 张新疆, 刘玲慧, 刘小龙, 冯国瑞, 危常州. 叶面喷施烯效唑和硼对塔额盆地甜菜产量和含糖率的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 41-48.
[5]	李兴华, 王欢, 张盛, 蔡星星, 周强, 周楠. 氮肥用量与运筹方式对晚籼稻产量及花后干物质积累与转运的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 6-13.
[6]	王强强, 杨自辉, 郭树江, 张剑挥, 王多泽. 灌水量对民勤干旱沙区骏枣生长和产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 71-74.
[7]	周小红. 基于多元回归分析的农作物产量估测模型研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 152-156.
[8]	秦乃群, 马巧云, 高敬伟, 杨璞, 蔡金兰, 郝迎春, 李艳梅, 冀洪策, 廖祥政. 沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 58-63.
[9]	武志斌, 黄超, 雷媛, 敬峰, 刘战东. 不同产量水平下冬小麦水肥利用特性研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 64-71.
[10]	王丽娜, 杨瑛, 杜苏. 生物炭施入对盐碱土壤影响的研究现状[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 81-87.
[11]	郑本川, 张锦芳, 蒋俊, 崔成, 柴靓, 黄友涛, 周正鉴, 李浩杰, 蒋梁材. 不同熟期“川油”系列甘蓝型油菜品种主要性状与产量的相关分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 7-17.
[12]	付焱焱, 李云峰, 韩冬, 马树庆. 吉林省粮食主产区玉米生长季水分盈亏及其对产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 99-105.
[13]	钮力亚, 王伟伟, 张玉洁, 邹景伟, 王志, 陆莉, 王奉芝, 王伟, 于亮. 小麦品质性状及产量性状对馒头面条评分的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 129-133.
[14]	姚金保, 杨学明, 周淼平, 张鹏. 江苏省小麦参试品种（系）产量与产量构成因素分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 15-19.
[15]	田艺心, 高凤菊, 曹鹏鹏, 高祺. 黄淮海夏大豆干物质积累、转运及产量对播期的响应特征[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 20-25.