摘要[目的]为了研究生物质炭对果园土壤氮素淋失、滞留的影响。[方法]基于土柱淋溶模拟试验，研究两种不同生物质炭——稻壳炭和苹果枝条炭的施用（11 mg/kg）及其与化肥（6.6 g/kg）混施对果园土壤氮素淋失速率和滞留量的影响。[结果]单独施用生物质炭对土壤氮素的淋失和滞留影响较小；生物质炭与化肥混施后，NH4+N的淋失总量增加了39.3%～44.0%，在20～40 cm土层的滞留量减少了21.7%～28.8%；稻壳炭促使NO3-N的淋失量和20～40 cm土层的滞留量分别增加了18.0%、43.3%，苹果枝条炭促使NO3-N的淋失总量和20～40 cm土层的滞留量分别减少了13.4%、12.1%；施用生物质炭增加了土壤的持水能力。[结论]生物质炭本身对土壤氮素的动态影响较小；与化肥混施增加了NH4+N的淋失风险，NO3-N的淋失和滞留与生物质炭的种类有关。
关键词 生物质炭；果园土壤；NH4+N； NO3-N；淋失；滞留
中图分类号 S14 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）32-233-05
Abstract[Objective]The research aimed to investigate the effects of biochar addition on orchard soil nitrogen leaching and retention.[Method]Two different types of biochar： ricehullbased and applebranchbased charcoals were selected to a column incubation experiment through their addition （11 mg/kg） mixing with chemical fertilizers （6.6 g/kg）.[Result]The ddition of biochar had a small effect on the leaching and retention of soil nitrogen. While addition with chemical fertilizer， the leaching amount of NH4+N was increased by 39.3%～44.0% and the retention amountin 20-40 cm layer was decreased by 21.7%～28.8%. Ricehullbasedcharcoal prompted NO3-N leaching loss and retention amount in 20-40 cm layer increasing by 18.0% and 43.3%， respectively. For applebranchbased charcoal， they decreased by 13.4% and 12.1%. [Conclusion]The addition of biochar had a small effect on soil nitrogen dynamics. Biochar mixed with fertilizer increased the leaching risk of NH4+N， while the leaching and retention of NO3-N might be related to the type of biochar.
Key words Biochar； Orchard soil； NH4+N； NO3-N； Leaching； Retention
我国自20世纪60年代“绿色革命”以来开始大量施用化学肥料，在保证农业增产、增收的同时也带来诸多负面影响，尤其是施肥不当或过量施肥带来的环境污染问题日益突出。如何采取措施来减少土壤养分淋失、提高肥料利用率、减少环境污染是人们长期关注的问题。近年国内研究主要采用生态拦截、平衡施肥、地膜/秸秆覆盖、种植生草、轮作、微滴灌等方法减少土壤养分尤其氮素的流失[1-6]。近年，生物质炭作为一种功能材料在农业上的应用日益受到关注。它在土壤耕性改良、肥力提升及污染修复等方面的潜力可观[7-11]，尤其利用生物质炭减少土壤养分淋失的研究日益增多[12-16]。生物质炭能够影响氮素在土壤的转化和迁移行为，但其效果因生物质炭性质、施用量、土壤类型和气候条件等不同而有所差异[12]，抑制或增加土壤氮素淋失均有报道[7，13-17]。
苹果是烟台农业的传统优势产业，也是农民增收的支柱产业。2013年烟台市苹果种植面积接近20万hm2，产量达460万t，苹果产业产值达110多亿元。但是，苹果树对养分的需求量较高，而果农又习惯于大水漫灌，造成果园土壤矿质养分大量流失。据报道，烟台果园速效氮的吸收利用率只有18%～21%[18]。与此同时，在苹果产区，苹果树每年修剪和老龄果园重茬改造等会产生大量废弃果树枝条。若将这些废弃有机物制备成生物质炭后还园再利用，则一方面可为果园大量堆积的废弃枝条提供一条环保利用出路，另一方面可能减少果园土壤养分流失。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》在农业领域发展思路中指出：“发展农林剩余物资源化利用技术以及农业环境综合整治技术，促进农业新兴产业发展，提高农林生态环境质量”，鼓励和支持将农林秸秆等有机废弃物转化利用。通过室内模拟土柱试验，笔者探讨不同种类生物质炭（苹果枝条炭和稻壳炭）配施化肥对苹果园土壤氮素淋失的影响，旨在为缓解果园高肥料输入、合理施用生物质炭、提高氮肥利用率、倡导新型果园管理模式提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试土壤和生物质炭性质