生物炭及其配施有机肥对新疆灌耕风沙土团聚体形成和结构组成的影响

Aeolian soil is the largest soil group ,and tillage aeolian soil is one of the main low yield soils in XinJiang.The lack of aggregate formation and poor ability of keeping water and fertilizer are mainly reasons for weakly agricultural utlization .Biochar is benefit to improve Aeolian soil due to good pore structure , enormous specific surface area and strong absorbability.But the people care about the problem whether biochar application can promote the aggregate formation in tillage aeolian soil.Preliminary positioning experiment indicates that the effect of the biochar on forming microaggregate number was not significant in tillage aeolian soil . It is assumed that combined application of biochar and manure could promote the formation of aggregate and benign structure in aeolian soil.The application is based on positioning experiment of biochar improving aeolian soil from 2010 to 2013. There are biochar,manure, biochar and manure treatments for studying the effect on aggregate formation and structure in tillage aeolian soil of XinJiang by combined application of biochar and manure. The quantity and structure in aeolian soil will measure by SEM,NMR and physical grouping detection means. As a result we will figure out formation mechanism of aggregate and structure in tillage aeolian soil which will provide the theory basis for improving the aeolian soil by biochar in XinJiang.

风沙土是新疆分布面积最大的土类，灌耕风沙土是新疆主要的低产土壤之一，土壤团聚体少，保水保肥差是其农业利用的最大问题。生物炭有良好的孔隙结构和巨大的比表面，吸附性强，是改良风沙土的最佳材料。但生物炭施入是否能促进灌耕风沙土团聚体的形成是人们关心的问题。前期定位试验表明，单独施用生物炭对灌耕风沙土团聚体数量影响不明显。申请人推测生物炭与有机肥配施可能会促进灌耕风沙土团聚体的形成，促进生成良性土壤结构。本申请依托2010年和2013年布置的生物炭改良灌耕风沙土定位试验，采用电镜扫描、核磁共振、物理分组等手段，研究生物炭、有机肥、生物炭与有机肥配施处理对灌耕风沙土团聚体数量、结构组成的影响，明确生物炭、有机肥及二者配施影响灌耕风沙土团聚体形成和结构组成的机理。研究成果将为生物炭改良新疆灌耕风沙土提供理论依据。

灌耕风沙土是新疆分布面积最大的土类，是人为耕种形成的一类土壤，养分贫瘠，有机质含量低，保水保肥性能差，是新疆主要的低产土壤之一。增施有机肥是目前改良灌耕风沙土最有效的措施之一，但干旱区有机肥源少，腐殖化系数低，土壤有机碳矿化率高，改良效果慢。因此，秸秆等农业废弃物生物质炭化技术的出现为改良灌耕风沙土提供了新思路。本项目以生物炭为试材，以新疆灌耕风沙土为研究对象，重点开展（1）探讨炭化温度和时间对生物炭性质的影响变化过程，寻求生物炭最佳炭化温度和时间；（2）研究了生物炭不同用量对新疆灌耕风沙土土壤性质及团聚体形成和结构组成的影响，探讨其作用过程及机理；（3）研究了生物炭与有机肥配施对新疆灌耕风沙土土壤性质及团聚体形成和结构组成的影响，探讨其作用过程及机理；（4）探索生物炭输入对新疆灌耕风沙土土壤质量的影响，明确了生物炭输入对新疆灌耕风沙土的作用机理，为干旱荒漠区低产土壤改良提供理论依据和技术支撑。项目开展主要取得包括：（1）明确了炭化温度和时间对不同秸秆炭特性的影响作用；（2）通过两个田间定位试验，探讨了生物炭、生物炭配施有机肥对灌耕风沙土土壤物理、化学、微生物指标的作用过程以及作物产量的响应过程。项目组共发表学术论文3篇，申请发明专利1项，获得软件著作权1项，培养博士研究生1名；同时，项目依托单位以生物炭为研究方向，开展了多方面的研究工作，目前获批国家重点研发子课题1项，开展了炭基肥棉花化肥减施替代技术、生物炭对土壤氮磷、土壤结构、土壤盐分的影响等方面的研究工作，在西北地区已经形成了相对稳定的生物炭研究团队，为后续研究、试验示范及技术推广奠定了基础。