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水盐胁迫下老化生物炭对温室气体与玉米生长的影响

Effect of Aged Biochar on Greenhouse Gases and Maize Growth under Water and Salt Stress

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摘要为揭示不同灌水量和灌水盐分下老化生物炭对温室气体排放与玉米生长的影响,设置2个生物炭水平:0t/hm2(B0)、60 t/hm2(B1),2个灌溉水含盐量:0.71 g/L(S0)和4.0 g/L(S1),2个灌溉水平:充分灌溉(W1)和亏缺灌溉(W2,1/2 W1),于2022年4-9月在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行了春玉米田间试验.结果表明,亏缺灌溉相较于充分灌溉CO2累积排放量减少24.13％～52.68％,但二者的N2O排放没有显著差异.微咸水灌溉导致CO2和N2O累积排放量分别增加9.06％～24.79％、9.95％～18.03％.在4种灌溉处理下,老化生物炭使CO2和N2O累积排放量分别减小7.33％～18.78％和21.14％～29.76％.不同处理间的CH4排放无显著影响.亏缺和微咸水灌溉抑制了作物的生长;老化生物炭显著提高了春玉米生物量,总体增加7.86％～25.82％,但其对W1S0、W1S1、W2S0处理下玉米产量增产效果并不显著,且W2S1处理下玉米产量显著降低.同一灌溉水平下,微咸水灌溉增加了全球增温潜势,而利用老化生物炭和亏缺灌溉会降低全球增温潜势.微咸水和亏缺灌溉显著降低了农田土壤炭收益,分别减小17.70％～65.36％和37.30％～71.96％.不同灌溉处理下,老化生物炭均显著增加了农田土壤炭收益,增加15.86％～33.52％.总体上在W1S0、W1S1和W2S0处理下施用老化生物炭小幅提高了玉米产量,大幅降低了全球增温潜势和促进了农田净碳收益,因此在这3种灌溉方式下,老化生物炭施用可增加当地的经济和环境效益.