黑土區(qū)玉米調(diào)虧灌溉條件下施加生物炭的節(jié)水增產(chǎn)效應(yīng).pdf

1、黑龍江省是我國重要的商品糧基地，也是中國最大的玉米產(chǎn)區(qū)之一。該地區(qū)玉米的持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)在保障國家糧食安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，黑龍江省水資源匱乏，農(nóng)業(yè)用水利用率低，且易發(fā)生“春旱”現(xiàn)象等因素已嚴(yán)重影響了黑龍江省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。本試驗(yàn)主要針對黑龍江省的水資源特點(diǎn)，于2014年在黑龍江省北安市紅星農(nóng)場，進(jìn)行了玉米盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)選取降雨量較少的玉米生長初期進(jìn)行不同水平的水分虧缺處理，并將生物炭施加于土壤當(dāng)中共同作用來研究對玉米生物性

2、狀指標(biāo)、水分利用效率及水炭耦合效應(yīng)的影響，為黑龍江省豐富的秸稈資源的綠色循環(huán)利用及節(jié)水農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)途徑與技術(shù)支持。試驗(yàn)初步結(jié)論總結(jié)如下:
　　(1)不同生物炭用量水平，苗期調(diào)虧灌溉處理中適量施加生物炭可有效提高玉米株高、莖粗和葉面積，而高生物炭用量對其影響較小;拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理中玉米株高和葉面積隨生物炭用量增加具有增大的趨勢，但對玉米莖粗影響較小。與適宜灌溉處理相比，苗期調(diào)虧灌溉處理拔節(jié)期復(fù)水后對玉米株高、莖粗和葉面

3、積表現(xiàn)出明顯的補(bǔ)償和促進(jìn)作用，且較高生物炭用量水平作用更明顯;拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理灌漿期復(fù)水后玉米莖粗表現(xiàn)出一定的補(bǔ)償和促進(jìn)作用，而株高和葉面積則在較高生物炭用量水平下復(fù)水效果較明顯，在低生物炭用量水平下不明顯。
　　(2)不同生物炭用量水平，苗期和拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理中施加生物炭均可以不同程度提高玉米根干重、地上部分干重和根冠比。與適宜灌溉處理相比，苗期和拔節(jié)期重度調(diào)虧灌溉處理均抑制了玉米根系和地上部分的生長，且苗期重度調(diào)虧灌溉處理

4、中根冠比在低生物炭用量水平下有所增加，在高生物炭用量水平下有所降低，拔節(jié)期重度調(diào)虧灌溉處理中根冠比均有所增加;而苗期和拔節(jié)期輕度調(diào)虧灌溉處理則增加了根干重，對地上部分干重影響較小，根冠比均有較大的提高。
　　(3)不同生物炭用量水平，苗期和拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理中施加生物炭均可提高玉米總耗水量、單株產(chǎn)量和水分利用效率。與適宜灌溉處理相比，苗期重度調(diào)虧灌溉處理節(jié)水效果較顯著，而單株產(chǎn)量在低生物炭用量水平下有所減少，在高生物炭用量水平下影

5、響較小，其水分利用效率均有所增加，且較高生物炭用量水平增加最多;輕度調(diào)虧灌溉處理節(jié)水效果不顯著，而單株產(chǎn)量均有所增大，其水分利用效率均有所增加。拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理節(jié)水效果顯著，而在低生物炭用量水平下減產(chǎn)較大，在高生物炭用量水平下影響較小，其水分利用效率在低生物炭用量水平下有所降低，在高生物炭用量水平下有所增加。
　　(4)通過對苗期和拔節(jié)期調(diào)虧灌溉的玉米產(chǎn)量和水分利用效率的方差分析和回歸分析，可知水、炭及其交互作用對苗期和拔節(jié)期調(diào)

6、虧灌溉處理的產(chǎn)量及水分利用效率的影響均達(dá)到極顯著或顯著水平;水、炭對玉米產(chǎn)量和水分利用效率均具有顯著的正效應(yīng)，且對其影響表現(xiàn)為生物炭作用大于調(diào)虧灌溉水分作用;水炭耦合對產(chǎn)量和水分利用效率具有顯著的負(fù)交互作用;當(dāng)苗期調(diào)虧灌溉處理灌水量上限分別為66％和57％，生物炭用量分別為33g/kg和36g/kg時(shí)，分別使產(chǎn)量和水分利用效率達(dá)到最大值167.58g/盆和4.38g/kg;當(dāng)拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理灌水量上限分別為80％和0％，生物炭用量分別

7、為33g/kg和51g/kg時(shí)，分別使產(chǎn)量和水分利用效率達(dá)到最大值154.39g/盆和4.29g/kg。
　　(5)通過分析計(jì)算得出調(diào)虧灌溉處理的產(chǎn)量和水分利用效率綜合最優(yōu)的最佳水炭投入量，即苗期調(diào)虧灌溉處理，灌水量上限:63％，生物炭用量:34.2g/kg;拔節(jié)期調(diào)虧灌溉處理，灌水量上限:66％，生物炭用量:38.4g/kg。通過比較分析可知本試驗(yàn)最佳水炭耦合耦合模式為苗期調(diào)虧灌溉處理的最佳水炭投入量，此時(shí)得到的產(chǎn)量和水分利用效