賈俊香，熊正琴

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,山西 太谷　030801；2.江蘇省低碳農(nóng)業(yè)與溫室氣體減排重點實驗室/ 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京　210095)

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秸稈生物炭對菜地N2O、CO2與CH4排放及土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

賈俊香1,2，熊正琴2①

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,山西 太谷030801；2.江蘇省低碳農(nóng)業(yè)與溫室氣體減排重點實驗室/ 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京210095)

摘要：通過盆栽模擬試驗，探究玉米秸稈生物炭施用對菜地溫室氣體N2O、CO2與CH4排放及土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，生物炭施用抑制了菜地N2O排放，NB1(施N 400 kg·hm(-2)，生物炭20 t·hm(-2))和NB2(施N 400 kg·hm(-2)，生物炭40 t·hm(-2))的N2O累積排放量分別比N處理(施N 400 kg·hm(-2))低76.4%和70.7%，但抑制效應(yīng)并未隨生物炭用量的增加而加強(qiáng)。生物炭施用增強(qiáng)了CO2排放，但對CH4排放影響不顯著。NB1和NB2累積CO2排放量分別為N處理的1.8和2.1倍，不容忽視的是,這2種處理同時增加了土壤中有機(jī)碳含量，分別比N處理高15.2%與21.3%。NB1和NB2在不降低甚至提高蔬菜產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提高了土壤中NH4+-N含量與pH值，降低了NO3--N含量。pH值和NH4+-N含量分別平均比N處理高0.265和34.9%，NO3--N含量平均比N處理低12.7%，因此生物炭具有減排N2O與改良菜地土壤質(zhì)量的巨大潛力。但生物炭引起的CO2排放以及對土壤有機(jī)碳增加的凈影響效應(yīng)尚需進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：生物炭;菜地;N2O；CO2；CH4;土壤化學(xué)性質(zhì)

氧化亞氮(N2O)、二氧化碳(CO2)與甲烷(CH4)是3種重要的溫室氣體,農(nóng)業(yè)土壤在這3種溫室氣體的產(chǎn)生與排放中扮演了重要角色[1-3]。菜地是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。近年來,伴隨我國蔬菜地面積的快速增加,出現(xiàn)的突出問題是比糧食生產(chǎn)更高的氮肥投入[4]。據(jù)統(tǒng)計,我國典型太湖地區(qū)稻-麥與華北平原冬小麥-夏玉米輪作體系平均年施N量為550～600 kg·hm-2[5-7],而北京市郊區(qū)與山東壽光菜地氮肥用量分別高達(dá)1 000與1 782 kg·hm-2[4,8]?？焖僭鲩L的集約化菜地與大量氮肥的投入導(dǎo)致N2O大量排放[5,9],同時對CH4與CO2排放也造成不同程度的影響。

生物炭是生物殘體在缺氧條件下,經(jīng)高溫不完全燃燒產(chǎn)生的一種含碳量豐富、孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大以及具有極強(qiáng)吸附能力的非純凈碳混合物[10]。諸多研究表明,生物炭能提高土壤碳庫、改良土壤質(zhì)量以及減排溫室氣體[11-14]。在我國,隨著農(nóng)業(yè)廢棄物炭化技術(shù)的逐漸成熟[15],生物炭作為改善土壤質(zhì)量的有機(jī)物料,在稻田、果園以及南方旱地紅壤等土壤中均進(jìn)行了有益嘗試[16-19]。但到目前為止,生物炭應(yīng)用于菜地的報道甚少。該研究以種植多年的南方典型菜地為研究對象,通過施用不同用量的玉米秸稈生物炭,試圖探究生物炭對N2O、CO2與CH4排放的影響效應(yīng),以期為我國集約化菜地溫室氣體科學(xué)減排提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試土壤與生物炭

于2011年3月3日—5月1日在江蘇省南京市郊區(qū)高橋門戶外(32°01′ N,118°52′ E)進(jìn)行盆栽模擬試驗。試驗土壤取自高橋門溫室大棚種植10 a菜地0～20 cm土層,采集土壤風(fēng)干后過4 mm孔徑篩。供試土壤pH值(H2O)為5.8,有機(jī)碳含量為17.4 g·kg-1,全氮含量為2.0 g·kg-1,砂粒含量w為3.5%,粉粒含量w為69.4%。供試生物炭由中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室提供,由玉米秸稈在400 ℃下炭化而成,灰分含量為210.0 g·kg-1,有機(jī)碳含量為511.3 g·kg-1,pH值為9.5 (生物炭與水質(zhì)量比為1∶2.5),總氮含量為13.4 g·kg-1,總磷含量為2.5 g·kg-1,總鉀含量為13.4 g·kg-1,有效氮含量為14.4 mg·kg-1。

1.2試驗設(shè)計

試驗設(shè)置4個處理:CK，不施氮肥與生物炭；N，施N 400 kg·hm-2；NB1，施N 400 kg·hm-2,生物炭20 t·hm-2；NB2，施N 400 kg·hm-2,生物炭40 t·hm-2。每個處理重復(fù)3次。NB1與 NB2處理土壤中生物炭施用量分別為8.9與17.8 g·kg-1,相當(dāng)于田間施用量20與40 t·hm-2[16]。施入氮肥為尿素(N含量w為46%),土壤中施用量為0.18 g·kg-1,相當(dāng)于施N量400 kg·hm-2,裝盆時一次施入,根據(jù)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)蔬菜生產(chǎn)管理方式,磷肥與鉀肥均沒有施用。種植蔬菜為菜心(Brassicarapavar.Chinensis),2011年3月1日撒播,每盆20粒種子,出苗后統(tǒng)一間苗,每盆保留8株,5月1日收獲。試驗盆缽與采樣箱由PVC材料制成,試驗盆缽為圓柱形(高與直徑均為30 cm),采樣箱為立方體(長×寬×高為30 cm×30 cm×40 cm)。為便于采樣,在盆缽頂部裝有正方形儲水凹槽,采樣時將采樣箱放到注滿水的水槽內(nèi)。每個盆缽裝土15 kg,裝盆時把生物炭與肥料充分混合均勻。為保證蔬菜生長過程中外界環(huán)境條件一致,每個盆缽澆水量均相同。

1.3氣體樣品的采集、測定與排放通量計算

采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法采集并測定N2O、CO2與CH4排放通量。用20 mL注射性針筒采集氣樣,采樣頻率為1周1次,采樣時間為當(dāng)?shù)貢r間09:00—11:00。采集好的樣品帶回實驗室于48 h內(nèi)用裝有ECD與FID檢測器的安捷倫氣相色譜儀Agilent 7890A測定。采用ECD檢測器測定N2O,載氣為φ=5%的氬甲烷,流速為35 cm3·min-1;采用FID檢測器測定CH4與CO2,載氣為氮?dú)?流速為35 cm3·min-1。3種氣體檢測器溫度為300 ℃。

根據(jù)每組4個樣品的氣體體積比與對應(yīng)采樣時間的直線回歸斜率求得各氣體排放通量。CO2、CH4和N2O排放通量計算公式如下:

(1)

式(1)中,F為N2O(以N計)、CO2(以C計)和CH4(以C計)排放通量，單位為μg·m-2·h-1、mg·m-2·h-1和mg·m-2·h-1;ρ為標(biāo)準(zhǔn)狀況下N2O-N、CO2-C和CH4-C密度，其值分別為1.25、0.5和0.54 g·L-1;V為采樣箱體積,m3;A為采樣底座內(nèi)土壤表面積,m2;ΔC/Δt為N2O(以N計)、CO2(以C計)和CH4(以C計)排放速率，單位為μg·h-1、mg·h-1和mg·h-1;T為采樣箱內(nèi)溫度,℃。各處理排放通量用各重復(fù)的平均值表示。

1.4指標(biāo)測定方法

菜心收獲后采集盆缽內(nèi)土樣并測定土壤pH值,有機(jī)碳、NO3--N與NH4+-N含量。pH值測定采用pH計電位法(土水質(zhì)量比為1∶5),有機(jī)碳含量測定采用重鉻酸鉀外加熱法。土壤NO3--N與NH4+-N含量采用比色法測定,蔬菜收獲后,采集新鮮土樣,過2 mm孔徑篩,用2 mol·L-1KCl溶液按照質(zhì)量比為1∶5的土水比浸提,然后用紫外分光光度計(HITACHI,U-2900,Japan)測定。NO3--N含量采用220和275 nm雙波長直接測定,NH4+-N含量采用靛酚蘭比色法(625 nm)測定[20]。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和制圖,采用JMP(SAS Institute,USA,2007)軟件進(jìn)行方差分析(P<0.05)與多重比較(Tukey法),數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2結(jié)果與分析

2.1生物炭對菜地土壤N2O排放的影響

從圖1可見,CK處理N2O排放通量均小于同期其他3個處理,N、NB1與NB2處理N2O排放通量呈交錯變化。與CK處理N2O排放通量的變幅(0.02～5.05 μg·m-2·h-1)相比,N、NB1與NB2處理N2O排放通量表現(xiàn)出更大的變異性,變幅分別達(dá)22.5～1 173.6、4.2～289.1與14.1～460.9 μg·m-2·h-1。氮肥施用促進(jìn)了菜地土壤N2O產(chǎn)生與排放(表1),N、NB1與NB2處理N2O平均排放通量與累積排放量分別為CK的21.1、5.2與6.4 倍。除NB1外,N與NB2處理N2O平均排放通量與累積排放量均顯著高于CK(P<0.05)。生物炭施用顯著抑制了菜地土壤N2O排放,NB1與NB2的N2O累積排放量僅為N處理的23.6%與29.3%。生物炭對N2O的抑制效應(yīng)并未隨用量的增加而加強(qiáng),NB2的N2O累積排放量比NB1高24.4%,但兩者間無顯著差異。

CK—對照;N—施N 400 kg·hm-2;NB1—施N 400 kg·hm-2,

表1不同處理N2O、CO2與CH4平均排放通量與累積排放量

Table 1Average flux and cumulative emission of N2O, CO2and CH4in different treatments

處理N2O平均排放通量/(μg·m-2·h-1)N2O累積排放量/(10-1g·m-2)CO2平均排放通量/(mg·m-2·h-1)CO2累積排放量/(g·m-2)CH4平均排放通量/(mg·m-2·h-1)CH4累積排放量/(10-2g·m-2)CK26.4±6.4c0.37±0.09c12.2±0.8c17.3±1.1c0.02±0.01a2.4±0.7aN557.6±34.5a8.18±0.49a33.8±0.7b48.0±0.9b0.03±0.02a4.1±3.1aNB1136.0±11.9bc1.93±0.17bc59.3±2.7a83.9±3.8a0.03±0.01a4.0±1.2aNB2169.3±38.3b2.40±0.54b70.9±5.0a100.4±7.1a0.04±0.02a5.9±3.2a

CK為對照;N為施N 400 kg·hm-2;NB1為施N 400 kg·hm-2,生物炭20 t·hm-2;NB2為施N 400 kg·hm-2,生物炭40 t·hm-2。同一列數(shù)據(jù)后英文小寫字母不同表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

2.2生物炭對菜地土壤CO2排放的影響

由圖2可見,N、NB1與NB2處理CO2排放通量表現(xiàn)出較為相似的變化規(guī)律,總體上呈近“U”型變化。氮肥與生物炭施用后短期內(nèi)(3月初)N、NB1與NB2處理均呈現(xiàn)出較高的CO2排放通量,NB1與NB2表現(xiàn)尤為明顯,最高值分別達(dá)185.9與184.2 mg·m-2·h-1,然后逐漸降低,于3月16日后變化幅度基本趨于平穩(wěn)。4月16日至5月1日CO2排放通量又逐漸增加。整個觀測周期內(nèi)CK處理CO2排放通量始終最小。從表1可知,N、NB1與NB2處理CO2平均排放通量與累積排放量顯著高于CK(P<0.05),其累積排放量分別是CK的2.8、4.9與5.8倍。施用生物炭的NB1與NB2處理間CO2累積排放量無顯著差異,但兩者均顯著高于N處理(P<0.05),分別為N處理的1.7與2.1倍。

2.3生物炭對菜地土壤CH4排放的影響

從圖3可以看出,CK、N、NB1與NB2這4個處理CH4排放通量無明顯變化規(guī)律,且均有負(fù)值出現(xiàn),其變化幅度分別為-0.04～0.15、-0.03～0.13、-0.06～0.13與-0.03～0.13 mg·m-2·h-1。施用氮肥的N、NB1與NB2 處理CH4平均排放通量與累積排放量均高于CK(表 1),但4個處理間CH4平均排放通量與累積排放量均無顯著差異,表明施用生物炭對菜地CH4排放無顯著影響。

2.4生物炭對菜地pH值,有機(jī)碳、NO3--N、NH4+-N含量與蔬菜產(chǎn)量的影響

蔬菜收獲后,pH值的方差分析結(jié)果(表2)顯示,NB1與NB2處理土壤pH值顯著高于N處理(P<0.05),表明生物炭施用短期內(nèi)顯著提高了菜地土壤pH值,降低了菜地土壤酸性。

CK—對照;N—施N 400 kg·hm-2;NB1—施N 400 kg·hm-2,

生物炭施用增加了菜地土壤有機(jī)碳含量,其中NB1與NB2處理土壤有機(jī)碳含量分別比CK處理高17.1%～23.4%，比N處理高15.2%～21.3%。4個處理中,NB2、NB1、N與CK的NH4+-N含量依次降低,除NB2與NB1處理間無顯著差異外,其他處理間差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。N、NB1與NB2 處理NO3--N含量顯著高于CK(P<0.05),表明氮肥施用增加了菜地土壤中NO3--N含量,但NB1與NB2處理NO3--N含量分別比N處理低12.0%與13.3%,表明生物炭施用降低了土壤NO3--N含量。NB1處理蔬菜產(chǎn)量最高,分別比N與NB2處理高18.2%與22.8%,施用生物炭較多的NB2處理蔬菜產(chǎn)量并未隨生物炭用量的增加而增加。

CK—對照;N—施N 400 kg·hm-2;NB1—施N 400 kg·hm-2,

表2不同處理土壤pH值，有機(jī)碳、NO3--N、NH4+-N含量與蔬菜產(chǎn)量變化

Table 2Soil pH, contents of organic carbon, nitrate nitrogen and ammonium nitrogen and vegetable yield in different treatments

處理pH值w(有機(jī)碳)/(g·kg-1)w(NH4+-N)/(mg·kg-1)w(NO3--N)/(mg·kg-1)蔬菜產(chǎn)量/(g·盆-1)CK5.80±0.02b17.5±0.10c10.5±0.09c59.5±0.86c189±16.6bN5.75±0.01b17.8±0.10c16.2±0.17b84.8±0.26a314±28.1abNB16.01±0.03a20.5±0.47b21.5±0.51a74.6±0.85b371±11.9aNB26.02±0.04a21.6±0.30a22.2±0.33a73.5±0.40b302±45.1ab

CK為對照;N為施N 400 kg·hm-2;NB1為施N 400 kg·hm-2,生物炭20 t·hm-2;NB2為施N 400 kg·hm-2,生物炭40 t·hm-2。同一列數(shù)據(jù)后英文小寫字母不同表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

3討論

諸多研究表明生物炭能降低土壤N2O排放[11-13,21]。該研究中,生物炭施用(NB1與NB2處理)可使菜地土壤N2O累積排放量降低 70.7%～76.4%(表1),表明秸稈生物炭能夠顯著抑制菜地土壤N2O排放。但由于生物炭制備材料與熱解溫度、土壤性質(zhì)以及種植作物管理方式不同,不同生物炭對N2O排放的影響機(jī)制也有所差異[14，22]。VAN ZWIETEN等[11]與YANAI等[21]認(rèn)為生物炭具有的多孔結(jié)構(gòu)改善了土壤通氣性,通過抑制反硝化菌的活性進(jìn)而降低N2O排放。也有研究認(rèn)為生物炭的多孔結(jié)構(gòu)為微生物提供了活動場所,有利于固氮微生物群落的發(fā)展,通過增強(qiáng)土壤生物固氮能力而抑制N2O排放[23-24]。該研究中菜地土壤為酸性土壤,加入生物炭(pH值為9.5)改善了土壤酸性(表2),使土壤更適宜硝化細(xì)菌的生長,即pH值提高能夠增強(qiáng)土壤的硝化能力。有關(guān)生物炭對耕地土壤硝化作用的影響結(jié)果報道不一。LEHMANN等[25]在研究生物炭對熱帶耕地土壤影響的盆栽試驗中發(fā)現(xiàn)生物黑炭對土壤硝化無影響;WANG等[26]通過室內(nèi)培養(yǎng)研究生物炭對水稻土N2O與CO2排放的影響,發(fā)現(xiàn)生物炭抑制了土壤硝化作用;VAN ZWIETEN等[27]在生物炭施用于溫室大棚菜地的研究中發(fā)現(xiàn),w為11%的生物炭施用量增加了土壤中NO3--N累積。筆者研究中,與N處理相比,生物炭施用使菜地土壤NH4+-N含量提高32.7%～37.0%,同時使NO3--N含量下降12.0%～13.3%(表 2),表明秸稈生物炭施用增強(qiáng)了土壤對銨根離子的吸持能力,降低了NO3--N淋失,從而提高蔬菜對氮的吸收利用(表2),因此推斷生物炭可能通過提高菜地土壤對有效氮的固持與利用率,從而減少向大氣中排放N2O的損失。

筆者試驗中CO2排放通量為包括土壤呼吸與地上部植株呼吸的生態(tài)系統(tǒng)呼吸。觀測初期NB1與NB2處理表現(xiàn)出較高的CO2排放通量,這與其他學(xué)者報道的生物炭施用會造成CO2短期內(nèi)快速釋放的研究結(jié)果[28-29]一致。生物炭為菜地土壤微生物提供了充足碳源,從而提高了土壤微生物活性,這可能是CO2排放通量在短期內(nèi)較高的重要原因。從整個觀測周期看,氮肥和生物炭配施均顯著促進(jìn)CO2排放(表1),但如果只考慮生物炭引起的碳排放[30],并與其在土壤中固定的碳相比,短期內(nèi)生物炭引起的碳排放量是微小的[29]。從表2可知,NB1與NB2處理土壤有機(jī)碳含量比N處理高15.2%～21.3%,因此尚需進(jìn)一步準(zhǔn)確定量生物炭引起的碳排放與其固定于土壤中的有機(jī)碳量。

目前,關(guān)于生物炭對CH4排放的影響報道不一。RENNER[31]在哥倫比亞大田試驗中發(fā)現(xiàn)施用生物炭能消除CH4排放;ZHANG等[16]在我國稻田試驗中發(fā)現(xiàn)以40 t·hm-2施用生物炭可使CH4排放量增加34%～41%;RONDON等[32]報道貧瘠土壤上施用生物炭能夠降低CH4排放量。筆者研究表明玉米秸稈生物炭施用于菜地土壤對CH4排放影響不顯著(表 1)。CH4主要產(chǎn)生于稻田土壤,水分是影響其產(chǎn)生與排放的重要原因,盡管菜地土壤實施頻繁的灌溉管理,生物炭施用也會引起菜地土壤理化性質(zhì)變化,但均未對CH4排放產(chǎn)生顯著影響,其原因需進(jìn)一步探究。

秸稈生物炭能顯著提高酸性菜地土壤pH值和有機(jī)碳含量,增加對銨根離子吸附并降低NO3--N含量(表 2),表明生物炭具有改良菜地土壤質(zhì)量的巨大潛力。在我國酸性較強(qiáng)的紅壤性水稻土[33]與南方旱地紅壤[19]施用小麥秸稈生物炭,均發(fā)現(xiàn)土壤pH值升高(分別提高0.3與0.09～0.28)。筆者研究中NB1與NB2處理使菜地土壤pH值平均提高0.26,與上述研究結(jié)果相似。生物炭含碳量豐富,具有高度芳香化結(jié)構(gòu)與較高的生物化學(xué)和熱穩(wěn)定性,能顯著提高菜地土壤穩(wěn)定性碳庫貯量[10]。筆者試驗中施用生物炭的NB1與NB2處理有機(jī)碳含量比N處理提高15.2%～21.3%證實了這個觀點。生物炭施用提高了NB1處理蔬菜產(chǎn)量,比N處理高18.2%,但NB2處理產(chǎn)量并未隨生物炭用量的增加而增加;其原因可能是生物炭能夠增強(qiáng)土壤對銨根離子的吸附,但過量的生物炭會產(chǎn)生與土壤競爭吸附銨根離子的現(xiàn)象,從而降低蔬菜對土壤中氮素的吸收能力。曲晶晶等[33]也發(fā)現(xiàn)施氮條件下長沙水稻產(chǎn)量未呈現(xiàn)隨生物炭用量增加而增加的現(xiàn)象。由此可見,生物炭本身的特性與施用量對土壤理化性質(zhì)與肥力特征均產(chǎn)生一定程度的影響。

4結(jié)論

生物炭施用抑制了菜地土壤N2O排放,增強(qiáng)了CO2排放,對CH4排放影響不顯著。與N相比,生物炭施用使菜地土壤N2O排放量顯著降低70.7%～76.4%。但生物炭對N2O的抑制效應(yīng)并未隨生物炭用量增加而增強(qiáng)。生物炭低用量處理NB1對N2O的抑制效應(yīng)強(qiáng)于高用量處理NB2。對于CO2排放,生物炭施用增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)呼吸,NB1與NB2處理CO2累積排放量分別為N處理的1.7與2.1倍,但不容忽視的是,這2個處理同時也提高了土壤有機(jī)碳含量,分別比N處理高15.2%與21.3%,因此需進(jìn)一步精確定量來源于生物炭的CO2排放量。生物炭施用能夠提高蔬菜產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳與NH4+-N含量,降低菜地土壤酸性與NO3--N含量,表明生物炭具有改善酸性菜地土壤質(zhì)量的巨大潛力。

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(責(zé)任編輯： 許素)

Impact of Application of Maize Stalk-Derived Biochar on Soil Properties of and N2O, CO2and CH4Emissions From Vegetable Fields.

JIAJun-xiang1,2,XIONGZheng-qin2

(1.College of Resources and Environment, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China;2.College of Resources and Environment, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Abstract:A pot experiment was carried out to explore impacts of application of maize stalk-derived biochar on emissions of nitrous oxide (N2O), carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) from and soil physicochemical properties of vegetable fields. Results show that application of the biochar suppressed N2O emission. Compared to Treatment N (N 400 kg·hm(-2)), Treatment NB1 (N 400 kg·hm(-2)+ biochar 20 t·hm(-2)) and Treatment NB2 (N 400 kg·hm(-2)+ biochar 40 t·hm(-2)) decreased N2O emission by 76.4% and 70.7%, respectively. But the effect did not increase with increasing application rate of the biochar. Application of the biochar and nitrogen fertilizer promoted CO2 emission, but did not affect much CH4 emission. The cumulative CO2 emission in Treatments NB1 and NB2 was 1.8 times and 2.1 times, respectively, as much as that in Treatment N. Application of the biochar increased soil organic carbon content, which was 15.2% and 21.3% higher, respectively, in Treatments NB1 and NB2 than in Treatment N. Meanwhile, application of the biochar increased the content of ammonium nitrogen and pH, and reduced the content of nitrate nitrogen while maintaining and even increasing yield of the vegetable. Soil pH and content of ammonium nitrogen was 0.265 and 34.9% higher in the field applied with biochar than in the field without application of biochar, while content of nitrate nitrogen was 12.7% lower in the former than in the latter. So biochar has a great potential of decreasing N2O emission and improving vegetable soil quality. However, it still calls for further study to explore net effect of application of biochar on CO2 emission and soil organic carbon pool.

Key words:biochar;vegetable field;nitrous oxide；carbon dioxide；methane;soil chemical property

作者簡介：賈俊香(1974—),女,山西原平人,副教授,博士,主要研究方向為農(nóng)田土壤碳氮循環(huán)。E-mail: junxiangjia@163.com

DOI：10.11934/j.issn.1673-4831.2016.02.017

中圖分類號：X511;S153.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1673-4831(2016)02-0283-06

通信作者①E-mail: zqxiong@njau.edu.cn

基金項目：山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點實驗室開放基金(2013003);國家自然科學(xué)基金(40971139,41171238)

收稿日期：2015-04-22