代銀分，李永梅，李麗，李鑫，楊廣容 *

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201； 2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 龍潤普洱茶學(xué)院，云南 昆明 650201)

?

秸稈生物炭對(duì)施豬糞有機(jī)肥土壤磷流失及白菜產(chǎn)量的影響

代銀分1，李永梅1，李麗2，李鑫2，楊廣容2 *

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201； 2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 龍潤普洱茶學(xué)院，云南 昆明 650201)

[目的]減少磷素流失，提高農(nóng)業(yè)廢棄物的利用率。[方法]通過單施生物炭、豬糞及生物炭混施豬糞三個(gè)處理，研究秸稈生物炭對(duì)施豬糞有機(jī)肥土壤磷流失及白菜產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]單施生物炭處理的徑流液采集次數(shù)比其他處理的高2次，徑流液和滲漏液體積也高于其他處理的。單施豬糞的徑流液和滲漏液中全磷、水溶性全磷、水溶性無機(jī)磷的流失量比豬糞和生物炭混施的高，單施生物炭處理的徑流和滲漏液中各形態(tài)磷的流失高于生物炭和豬糞混施的。徑流液中PP/TP為74%以上，滲漏液中WSTP/TP為71.37%～75.48%。從小白菜產(chǎn)量看，單施生物炭與豬糞生物炭混施的有顯著差異，與單施豬糞沒有顯著差異。[結(jié)論]各處理的徑流液中主要以顆粒態(tài)磷流失為主，滲漏液中以水溶性全磷流失為主；在施豬糞的基礎(chǔ)上增施生物炭能減少徑流和滲漏液中各形態(tài)磷的流失量，卻不能增加白菜產(chǎn)量。

生物炭； 磷流失； 白菜產(chǎn)量

我國是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家，據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)，每年產(chǎn)出量大約有40多億t，其中農(nóng)業(yè)物秸稈為7.0億t，畜禽糞便為26.1億t[1]，畜禽糞便中豬糞的氮、磷、鉀養(yǎng)分總和為41.1g·kg-1，高于牛糞和雞糞，其中總磷產(chǎn)生量最大，占畜禽糞便總磷產(chǎn)生量的68.5%，因此豬糞是很好的肥料[2]。但是當(dāng)這些肥料施入土壤中，其中的氮磷養(yǎng)分隨降雨、灌溉等進(jìn)入到河流、湖泊，不僅降低了土壤肥力和肥料利用率，并已成為氮、磷養(yǎng)分遷出農(nóng)田系統(tǒng)[3]，主要通過地表徑流和滲漏方式向地表或地下水體遷移進(jìn)入水體，從而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化[4]，紀(jì)雄輝[5]等研究表明雙季稻中使用豬糞的磷素徑流液中總磷濃度高于不施肥處理。因此，減少肥料中磷流失對(duì)保護(hù)環(huán)境有重要意義。

目前大量的秸稈廢棄物最重要的利用方式是秸稈還田，秸稈還田方式有田間焚燒還田、直接還田、堆肥還田和秸稈制生物炭[6]。生物炭(Biochar)是農(nóng)林廢棄物等材料在缺氧或無氧條件下熱解產(chǎn)生的一類含碳量豐富、紋理細(xì)膩的多孔狀材料[7]。有機(jī)肥中添加生物炭不僅能解決農(nóng)業(yè)廢棄物不合理處置和環(huán)境污染問題，而且為大面積秸稈還田、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤結(jié)構(gòu)、減輕水土流失對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染具有重要意義[8]。Xu[7]等研究表明土壤中添加生物炭能改變土壤對(duì)磷的吸附解吸能力。Wang等[9]研究也表明：家禽垃圾生物炭應(yīng)用在土壤中能減少磷的徑流損失和減少對(duì)水環(huán)境的負(fù)面影響。Laird[10]等研究結(jié)果表明添加2%的生物質(zhì)炭使豬糞中水溶性全磷淋失量降低69%。然而以往的研究中主要集中在生物炭添加對(duì)土壤磷流失的影響，與土壤的相互作用等，對(duì)生物炭添加在有機(jī)肥中磷流失鮮有報(bào)道。為此，本文就生物炭添加在豬糞與單施有機(jī)肥，生物炭添加在豬糞與單施秸稈生物炭對(duì)磷流失的影響進(jìn)行對(duì)比研究，以期為生物炭添加在有機(jī)肥中加強(qiáng)對(duì)磷素的吸附，減少農(nóng)田磷素流失對(duì)水體富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)為每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)為100 cm，寬50 cm，高30 cm，坡度為5.74°的徑流槽，在小區(qū)的側(cè)面建立收集徑流液的管子，在小區(qū)的底部是與小區(qū)面積相同大小鐵皮制成的鐵盒，用來收集滲漏液。試驗(yàn)區(qū)后山有個(gè)DSJZ型宏吸式雨量計(jì)。

試驗(yàn)分三個(gè)處理，處理一為單施秸稈生物炭(T1)，處理二為單施豬糞(T2)，處理三為生物炭與豬糞配施(T3)，各處理設(shè)3個(gè)平行試驗(yàn)。施肥方式為秸稈生物炭、豬糞、秸稈生物炭+豬糞在播種前作為基肥一次性施入，將其與土層10 cm混合均勻，其中生物炭施用量為600 kg·hm-2,豬糞施用量為45 t·hm-2。每個(gè)徑流槽8×4塘，每塘種植2顆白菜。共種植三茬小白菜，每茬小白菜以40 d為一個(gè)生長(zhǎng)周期，2015年5月20日至2015年6月29日為第一茬，2015年7月1日至2015年8月10日為第二茬，2015年8月11日至2015年9月20日為第三茬。

1.2 試驗(yàn)地概述

試驗(yàn)于2015年5月20日—2015年9月20日在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)大棚后的徑流槽內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)小區(qū)的中心地理坐標(biāo)為：N 25°08′，E 102°45′，海拔：1 963 m，土壤為山原紅壤，試驗(yàn)小區(qū)土壤基本理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)含量16.5 g·kg-1，pH 6.35，全氮含量0.75 g·kg-1，全磷4.7 g·kg-1，速效磷為6.85 mg·kg-1。年平均氣溫4.7～23.7 ℃,最大降雨量集中在6,7,8月份[11]。

1.3 供試樣品

生物炭是選取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的廢棄物秸稈，在70 ℃下烘干后粉碎過0.5 mm的篩，然后分別放入鐵盒蓋上蓋子放馬弗爐里恒溫(400 ℃)熱解1 h[12]，其基本性質(zhì)為：pH：9.8，全氮8.3 g·kg-1，全磷19.9 g·kg-1，全鉀19.2 g·kg-1。有機(jī)肥為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山豬場(chǎng)采的半腐熟的豬糞，基本性質(zhì)為：pH: 8.25,全磷19.87 g·kg-1，水溶性全磷6.04 g·kg-1，水溶性無機(jī)磷3.81 g·kg-1。供試作物云南市場(chǎng)上常見的臺(tái)灣小黃白，生長(zhǎng)周期為40 d。

1.4 樣品采集

當(dāng)每次降雨結(jié)束后產(chǎn)生徑流液和滲漏液后，攪拌均勻，用量筒分別量出它們的體積，用礦泉水瓶取100 mL立刻帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水樣中總磷、水溶性總磷、顆粒態(tài)磷、水溶性無機(jī)磷。將收集徑流液和滲漏液的桶用清水沖洗干凈放在管口，以便下次降雨時(shí)收集到水樣，在收集水樣上面用塑料布蓋上，防止雨水流入桶中。

1.5 試驗(yàn)方法

總磷(TP)：取部分水樣用過硫酸鉀消解，用鉬酸銨分光光度法(GB 11893—89)；水溶性總磷(TDP)：取部分水樣過0.45 μm的無磷濾膜過濾，用過硫酸鉀消解再用鉬酸銨分光光度法(GB 11893—89);顆粒態(tài)磷(PP)=總磷(TP)—水溶性總磷(WSTP);水溶性無機(jī)磷(WSIP):取部分水樣用0.45 μm的無磷濾膜過濾，用鉬酸銨分光光度法(GB 11893—89)；水溶性有機(jī)磷(WSOP)=水溶性總磷(WSTP) —水溶性無機(jī)磷(WSIP)；磷流失量/g·hm-2=水樣中磷濃度/mg·L-1×徑流液/滲漏液體積/L÷1000÷徑流槽面積/m2×10 000[18]；降雨量采用的是云南農(nóng)大后山的自動(dòng)氣象站DSJZ型宏吸式雨量計(jì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007、SASS 17.0等計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行整理分析。采用Duncan和LSD檢驗(yàn)差異顯著性(P<0.05)，采用單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理降雨情況與各處理徑流滲漏發(fā)生情況

2015年5月20至2015年9月20日的降雨和產(chǎn)生的體積情況如表1所示。小白菜第一茬時(shí)，T1，T2，T3處理的徑流和滲漏液產(chǎn)流次數(shù)相同，占了降雨次數(shù)的43.75%和50.00%；第二茬時(shí)，T1,T2，T3處理的徑流產(chǎn)流次數(shù)不同，T1處理的要比T2和T3處理的多2次，而滲漏液相同，占35.71%；第三茬時(shí)，T1，T2，T3處理的徑流和滲漏液產(chǎn)流次數(shù)相同，占了28.13%和37.50%。從產(chǎn)生的體積來看，每季小白菜產(chǎn)生的徑流液和滲漏液體積都為：T1>T2>T3，三季小白菜生產(chǎn)期間產(chǎn)生的總徑流和滲漏體積是T1處理高于T3的，高出了44.38%和6.53%，T2處理產(chǎn)生的徑流和滲漏體積都高于T3的，高出了0.95 L和2.29 L，說明單施生物炭的流失體積都高于其他處理的，而在有機(jī)肥中添加生物炭能減少流失體積。

表1 不同處理徑流和滲漏的產(chǎn)流次數(shù)和體積

Table 1 The yield of different processing runoff and leakage flow number and volume

茬數(shù)Numberofcrop時(shí)期Period降雨次數(shù)Rainfallfrequency徑流液產(chǎn)流次數(shù)和體積Runoffliquidflownumberandvolumeproduction滲漏液產(chǎn)流次數(shù)和體積Leakageliquidflownumberandvolumeproduction生物炭(T1)Biochar豬糞(T2)Pigmanure生物炭+豬糞(T3)BiocharandPigmanure生物炭(T1)Pigmanure豬糞(T2)Pigmanure生物炭+豬糞(T3)BiocharandPigmanure次數(shù)Times體積/LVolume次數(shù)times體積/LVolume次數(shù)times體積/LVolume次數(shù)times體積/LVolume次數(shù)times體積/LVolume次數(shù)times體積/LVolume降雨量/mmRain-fall第一茬5.20～6.291676.2775.3674.85842.90842.50840.67196.2第二茬7.1～8.102882.7861.7961.491037.771034.431034.12231.9第三茬8.11～9.203292.6391.8991.751216.671216.731216.58188.6合計(jì)5.20～9.20762411.68229.04228.093097.343093.663091.37616.7

2.2 不同處理徑流液中不同形態(tài)磷流失

從表2中可以看出，種植第一茬小白菜時(shí)，徑流液中TP、PP、WSTP、WSIP的流失量為：T2>T1>T3，T2處理徑流液中TP、PP、WSTP、WSIP、WSOP的流失量比T3的高出43.77%、43.97%、43.50%、74.41%、0.83%，T1處理的TP、PP、WSTP、WSIP的流失量比T3的高出26.20%、32.39%、8.74%、31.65%，三個(gè)處理中TP、PP、WSIP的流失量有顯著差異，WSTP的流失量T1和T3處理沒有顯著差異，WSOP的流失量三個(gè)處理都沒顯著差異。種植第二茬小白菜時(shí)，徑流液中TP、PP、WSTP、WSIP、WSOP的流失量為：T1>T2>T3，T1處理TP、PP、WSTP、WSIP、WSOP的流失量比T3高出154.86%、167.89%、114.29%、101.69%、172.93%，T2處理TP、PP、WSTP、WSIP、WSOP的流失量比T3高出87.5%、86.70%、90.00%、100.00%、27.27%，三個(gè)處理的TP、PP、WSTP流失量有顯著差異，WSIP的流失量T1和T2處理沒有顯著差異，WSOP的流失量T2和T3沒有顯著差異。種植第三茬時(shí)，徑流液中TP、PP、WSTP、WSOP的流失量為：T1>T2>T3，T1處理TP、PP、WSTP、WSIP、WSOP的流失量比T3高出189.50%、201.21%、125.00%、186.36%、28.57%，T2處理TP、PP、WSTP、WSIP、WSOP的流失量比T3高出111.50%、108.48%、122.22%、186.36%、21.43%，三個(gè)處理中TP、PP有顯著差異，WSTP、WSIP的流失量T1和T2沒有顯著差異，WSOP的流失量三個(gè)處理之間都沒有顯著差異。說明在有機(jī)肥中添加生物炭能減少有機(jī)肥中各形態(tài)磷的流失，但單施生物炭與有機(jī)肥中添加生物炭相比，單施生物炭的各形態(tài)磷流失量反而大于有機(jī)肥中添加生物炭，單施生物炭不能減少磷的流失。

2.3 不同處理滲漏液中不同形態(tài)磷流失量

從不同形態(tài)磷占總磷的比例(表2)來看，三個(gè)處理三茬小白菜的流失量PP/TP為74.13%～85.84%，說明徑流液中磷的流失主要以顆粒態(tài)為主，隨種植次數(shù)的增加，顆粒態(tài)磷占得比例也隨之增加，三個(gè)處理中WSTP/TP為13.99%～25.85%，WSIP/TP為10.88%～22.43%，說明水溶性磷流失以水溶性無機(jī)磷為主，WSOP的流失量只占了TP的很小的一部分為2.59%～7.00%，隨種植次數(shù)的增加，PP占TP的比例也隨之增大，WSTP、WSIP占TP的比例反而隨之減小。

表2 各形態(tài)磷徑流流失量和占總磷的比例

Table 2 Various forms of phosphorus runoff loss and the proportion of total phosphorus

茬數(shù)Numberofcrop處理Todealwith各形態(tài)磷的流失量/g·hm-2Variousformsofphosphorusloss不同形態(tài)磷占總磷的比例/%Theproportionofdifferentformsofphosphorustototalphosphorus全磷Totalphosphorus顆粒態(tài)磷Particlestatephosphorus水溶性全磷Watersolubletotalphosphorus水溶性無機(jī)磷Watersolubleinorganicphosphorus水溶性有機(jī)磷Watersolubleorganicphosphorus顆粒態(tài)磷/全磷Particlestatephosphorustototalphosphorus水溶性全磷/全磷Watersolubletotalphosphorustototalphosphorus水溶性無機(jī)磷/全磷Watersolubleinorganicphosphorustototalphosphorus水溶性有機(jī)磷/全磷Watersolubleorganicphosphorustototalphosphorus第一茬第二茬第三茬T121.77±0.93b16.92±0.94b4.85±0.06b3.91±0.07b0.94±0.08a77.7222.2817.964.32T224.80±0.64a18.40±0.42a6.40±0.38a5.18±0.22a1.21±0.16a74.1925.8120.894.88T317.25±0.12c12.78±0.38c4.46±0.26b2.97±0.25c1.20±0.28a74.1325.8517.226.96T17.34±0.36a5.84±0.31a1.50±0.03a1.19±0.07a0.30±0.08a79.5620.4416.214.09T25.40±0.45b4.07±0.44b1.33±0.07b1.18±0.02a0.14±0.02b75.3725.2922.432.59T32.88±0.32c2.18±0.31c0.70±0.02c0.59±0.02b0.11±0.05b75.6924.3120.483.82T15.79±0.41a4.97±0.35a0.81±0.07a0.63±0.07a0.18±0.09a85.8413.9910.883.82T24.23±0.28b3.44±0.24b0.80±0.04a0.63±0.03a0.17±0.05a81.3218.9114.894.02T32.00±0.14c1.65±0.20c0.36±0.06b0.22±0.03b0.14±0.08a82.518.0011.007.00

注：同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示P<0.05水平下差異顯著，“±”后面的數(shù)字是標(biāo)準(zhǔn)差

Note:The same column data after the different small letters meanP<0.05 significant level, “+” at the back of the figure is standard deviation

從圖1中可以看出2015年5月20至2015年9月20日三茬小白菜滲漏液中TP的流失量。第一茬時(shí)和第二茬時(shí)，三個(gè)處理之間都有顯著差異，第三茬時(shí)，T2處理和T1，T3有顯著差異，T1和T3沒有顯著差異。隨著種植次數(shù)的增加，TP的流失量隨之減少，在第一茬時(shí)，T2(65.06 g·hm-2)>T1(49.62 g·hm-2)>T3(44.26 g·hm-2)，到第三茬時(shí)，T2(12.32 g·hm-2)>T1(9.20 g·hm-2)>T3(9.09 g·hm-2)。T2與T3相比三茬小白菜滲漏液中TP的流失量增加了46.99%、26.91%、35.55%，T1與T3相比三茬小白菜滲漏液中TP的流失量增加了10.61%、13.48%、7.04%。表明豬糞中添加生物炭能減少滲漏液中全磷的流失，單施生物炭的比豬糞中添加生物炭的流失量高，但隨著種植次數(shù)的增加，三個(gè)處理的流失量會(huì)越來越接近，沒有顯著差異。

圖1 三茬白菜滲漏液中全磷流失量Fig.1 The total phosphorus loss of leachate in three stubble Chinese cabbage

從圖2中可以看出2015年5月20至2015年9月20日三茬小白菜滲漏液中WSTP的流失量：T2>T1>T3。隨著種植次數(shù)的增加，WSTP的流失量隨之減少；第一茬時(shí)，三個(gè)處理之間都有顯著差異，第二茬時(shí)，T2和T3處理之間有顯著差異，T1和T2，T1和T3之間沒有顯著差異，第三茬時(shí)，T2處理和T1、T3有顯著差異，而T1和T3之間沒有顯著差異。T3與T2相比三茬小白菜滲漏液中WSTP的流失量減少了18.86 g·hm-2、4.78 g·hm-2、3.08 g·hm-2，T3與T1相比三茬小白菜滲漏液中WSTP的流失量減少3.30 g·hm-2、2.56 g·hm-2、0.42 g·hm-2。表明豬糞中添加生物炭能減少滲漏液中水溶性全磷的流失，單施生物炭的比豬糞中添加生物炭的流失量高。

圖2 三茬白菜滲漏液中水溶性全磷流失量Fig.2 Water-soluble total phosphorus loss of leachate in three stubble Chinese cabbage

圖3是2015年5月20至2015年9月20日三茬小白菜滲漏液中WSIP的流失量。從圖中可知WSIP的流失量：T2>T1>T3，第一茬和第二茬時(shí)，三個(gè)處理都有顯著差異；第三茬時(shí)，T2和T1、T3處理有顯著差異，而T1和T3處理沒有顯著差異。隨著小白菜種植茬數(shù)的增加，WSIP的流失量也隨之減少，T1、T2、T3處理的流失量在第二茬時(shí)比第一茬降低43.47%、56.36%、38.92%，第三茬比第二茬降低了79.70%、70.05%、78.29%，到第三茬時(shí)流失量2.54 g·hm-2、3.42 g·hm-2、2.21 g·hm-2。T3與T2相比三茬小白菜滲漏液中WSIP的流失量減少了15.67 g·hm-2、5.16 g·hm-2、1 g·hm-2，T3與T1相比三茬小白菜滲漏液中WSIP的流失量減少5.37 g·hm-2、2.04 g·hm-2、0.34 g·hm-2。表明豬糞中添加生物炭能減少滲漏液中水溶性無機(jī)磷的流失，單施生物炭的比豬糞中添加生物炭的流失量高。

圖3 三茬白菜滲漏液中水溶性無機(jī)磷流失量Fig.3 Dissolved inorganic phosphorus loss of leachate in three stubble Chinese cabbage

從表3可以看出三茬白菜滲漏液中的WSTP占TP的比例為T2>T3≈T1，而WSIP占TP得比例是T2>T3，T1>T3,說明滲漏液中磷的流失主要以水溶性全磷為主，而水溶性全磷中又以水溶性無機(jī)磷為主，在施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上施用生物炭能減少水溶性全磷，水溶性無機(jī)磷的流失，單施生物炭的水溶性無機(jī)磷的流失反而高于生物炭有機(jī)肥混施的處理。

表3 滲漏液中各形態(tài)磷占總磷的比例

Table 3 The proportion of various forms of phosphorus to total phosphorus in leachate

處理Todealwith顆粒態(tài)磷/全磷Particlestatephosphorustototalphosphorus水溶性全磷/全磷Watersolubletotalphosphorustototalphosphorus水溶性無機(jī)磷/全磷Watersolubleinorganicphosphorustototalphosphorus水溶性有機(jī)磷/全磷WatersolubleorganicphosphorustototalphosphorusT128.63%71.37%41.54%29.83%T224.52%75.48%45.94%29.54%T328.48%71.52%36.28%35.24%

2.4 三茬小白菜的鮮重

圖4是2015年5月20至2015年9月20日不同處理種植的三茬小白菜鮮重為：T3>T2>T1，三茬小白菜T2和T3處理沒有顯著差異，T2和T1，T3和T1都顯著差異。T3與T2相比三茬小白菜的鮮重增加了4.78%、5.79%、6.40%，T3與T1相比三茬小白菜的鮮重增加了162.51%、174.96%、173.28%。表明豬糞中添加生物炭能增加小白菜鮮重，單施生物炭小白菜的鮮重遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于豬糞中添加生物炭的鮮重。

圖4 三種處理的小白菜鮮重Fig.4 The Chinese cabbage fresh weight of three processing condithions

3 討論

有機(jī)肥的長(zhǎng)期施用，增加了土壤表層水溶性磷和易溶性磷的含量，意味著遇降雨時(shí)面臨農(nóng)田磷素的流失[13]。張玉平[14]等研究表明，豬糞直接還田并不能提高旱地作物對(duì)磷的利用率，而豬糞堆肥與化肥配施提高旱地作物對(duì)磷的利用率，降低磷的徑流損失。我國又是秸稈廢棄物產(chǎn)量大國，利用秸稈還田能增加土壤有機(jī)質(zhì)，刺激微生物活性，提高肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)板結(jié)等[15]，郭智[16]等研究表明麥秸全量還田處理較常規(guī)施肥處理均能夠有效減少稻季磷素徑流流失總量和流失率。本研究發(fā)現(xiàn)在施用豬糞的基礎(chǔ)上配施生物炭的徑流和滲漏液體積少于單施豬糞的0.95 L和2.29 L，這與陳重軍[17]的研究添加竹炭和秸稈生物炭對(duì)下滲水量有所降低，生物炭的添加在一定程度上提高了土壤的含水能力，這是由于生物炭表面的多空隙可以將水分保留在其中。研究發(fā)現(xiàn)在施用豬糞的基礎(chǔ)上配施秸稈生物炭能減少全磷、水溶性全磷、水溶性無機(jī)磷的流失，在徑流液流失中PP又占了TP的70%以上，說明徑流液磷流失主要以顆粒態(tài)磷為主，這與張曉龍[18]的研究相同，有機(jī)無機(jī)肥配施添加生物黑炭減少旱地土壤磷徑流流失。但鄭小龍[19]研究發(fā)現(xiàn)單施生物炭，常規(guī)施肥加生物炭的總磷，可溶性磷流失濃度沒有顯著差異，而在減氮20%有機(jī)無機(jī)肥配施生物炭與減氮20%有機(jī)無機(jī)肥相比全磷濃度有顯著差異，可溶性磷濃度沒有顯著差異。覆蓋度對(duì)磷的流失量也有很大的關(guān)系，在王曉燕[20]研究中表明沒有任何植被覆蓋，農(nóng)田的徑流量高于果林和荒草坡，種植玉米的地隨種植時(shí)間的增加覆蓋度也在增加，徑流中的磷濃度呈下降趨勢(shì)，植被覆蓋與徑流流失量是負(fù)相關(guān)性，這與本研究相同，單施生物炭處理的小白菜的產(chǎn)量低于有機(jī)肥和生物炭混施的，說明生物炭處理的覆蓋度低，徑流產(chǎn)生的體積次數(shù)和體積都高于其他處理的。李九玉[21]等研究發(fā)現(xiàn)施入7 500 kg·hm-2的油菜秸稈生物炭和花生秸稈生物炭能使油菜產(chǎn)量增加90.9%和67.4%，而本研究中在施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上配施600 kg·hm-2生物炭沒有顯著提高小白菜的產(chǎn)量。在施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上配施生物炭能減少土壤磷素流失，在實(shí)際中可廣泛推廣。

4 結(jié)論

(1)從降雨特征上：表1數(shù)據(jù)可以看出，在三茬白菜整個(gè)生長(zhǎng)期間F3處理的徑流液體積均少于T1、T2處理的，三個(gè)處理的徑流，滲漏液產(chǎn)生次數(shù)都低于降雨次數(shù)，說明在施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上配施生物炭能減少徑流和滲漏液體積。

(2)從徑流液上：表2、3、4可以看出，徑流液中主要以顆粒態(tài)磷流失為主，水溶性磷流失主要以水溶性無機(jī)磷為主，單施生物炭、單施豬糞的流失量與豬糞和生物炭混施的有顯著差異。說明豬糞中添加生物炭能減少各種形態(tài)磷的流失量，單施生物炭的流失量高于豬糞中添加生物炭的處理。

(3)從滲漏液上：從圖1、2、3可以看出，滲漏液中的流失主要以水溶態(tài)磷流失為主，單施豬糞、單施生物炭與生物炭豬糞混施的有顯著差異，說明豬糞中添加生物炭能減少滲漏液中磷的流失，單施生物炭不能減少滲漏液中磷的流失。

(4)小白菜產(chǎn)量：三茬小白菜中單施生物炭與有機(jī)肥和生物炭混施相比有顯著差異，有機(jī)肥生物炭混施的比生物炭的增加了162.51%，174.96%，173.28%，與單施有機(jī)肥相比沒有顯著差異，說明在施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上增施生物炭不能顯著提高小白菜產(chǎn)量。

[1]孫振鈞,孫永明.我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與農(nóng)村生物質(zhì)能源利用的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2006,8(1):6-13.

[2]高定,陳同斌,劉斌,等.我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便污染風(fēng)險(xiǎn)與控制策略[J].地理研究,2006,25(2):311-319.

[3]王濤,張維理,張懷志.滇池流域人工模擬降雨條件下農(nóng)田施用有機(jī)肥對(duì)磷素流失的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2008,14(6):1092-1097.

[4]劉方,黃昌勇,何騰兵,等.長(zhǎng)期施磷對(duì)黃壤旱地磷庫變化及地表徑流中磷濃度的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(2):196-200.

[5]紀(jì)雄輝,鄭圣先,劉強(qiáng),等.施用豬糞和化肥對(duì)稻田土壤表面水氮磷動(dòng)態(tài)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(1):29-35.

[6]彭春艷,羅懷良,孔靜.中國作物秸稈資源量估算與利用狀況研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2014,35(3):14-20.

[7]Xu G,Sun J N,Shao H B,et al.Biochar had effects on phosphorus sorption and desorption in three soils with differing acidity[J].Ecological Engineering,2014,62:54-60.

[8]張千豐,王光華.生物炭理化性質(zhì)及對(duì)土壤改良效果的研究進(jìn)展[J].土壤與作物,2012,1(4):219-226.

[9]Wang Y,Lin Y,Chiu P C,et al.Phosphorus release behaviors of poultry litter biochar as a soil amendment[J].Science of The Total Environment,2015,512:454-463.

[10]Laird D, Fleming P, Wang B, et al. Biochar impact on nutrient leaching from a Midwestern agricultural soil[J]. Geoderma, 2010, 158(3): 436-442.

[11]陳小強(qiáng),范茂攀,王自林,等.不同種植模式對(duì)云南省中部坡耕地水土保持的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2015,29(4):48-52.

[12]才吉卓瑪,翟麗梅,習(xí)斌,等.生物炭對(duì)不同類型土壤中Olsen-P和CaCl2-P的影響[J].土壤通報(bào),2014,45(1):163-168.

[13]朱曉暉,杜曉玉,張維理.有機(jī)肥種類對(duì)土壤有效磷累積量的影響及其流失風(fēng)險(xiǎn)[J].中國土壤與肥料,2013(5):14-18.

[14]張玉平,榮湘民,劉強(qiáng),等.有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)旱地作物養(yǎng)分利用率及氮磷流失的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2013,27(3):44-48.

[15]潘劍玲,代萬安,尚占環(huán),等.秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和氮素有效性影響及機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,21(5):526-535.

[16]郭智,周煒,陳留根,等.施用豬糞有機(jī)肥對(duì)稻麥兩熟農(nóng)田稻季養(yǎng)分徑流流失的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2013,27(6):21-25.

[17]陳重軍,劉鳳軍,馮宇,等.不同原料來源生物質(zhì)炭對(duì)蔬菜種植土壤氮磷流失的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2015,34(12):2336-2342.

[18]張曉龍,張玉平,高德才,等.不同施肥模式對(duì)旱地土壤氮磷鉀徑流流失的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2014,28(6):36-40.

[19]鄭小龍,吳家森,陳裴裴,等.不同施肥與生物質(zhì)炭配施對(duì)水稻田面水氮磷流失及產(chǎn)量的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2013,27(4):39-43.

[20]王曉燕,王靜怡,歐洋,等.坡面小區(qū)土壤-徑流-泥沙中磷素流失特征分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2008,22(2):1-5.

[21]李九玉,趙安珍,袁金華,等.農(nóng)業(yè)廢棄物制備的生物質(zhì)炭對(duì)紅壤酸度和油菜產(chǎn)量的影響[J].土壤(Soils),2015,47(2):334-339.

(編輯：武英耀)

The impact of straw biochar on soil phosphorus loss and cheiness cabbage production under applying pig manure organic fertilizer

Dai Yingfen1, Li Yongmei1, Li Li2, Li Xin2,Yang Gurongrong2*

(1.CollegeofResourcesandEnvironment,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China， 2.CollegeofLongrunPu-erhTea,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)

[Objective]The aim of this article was to reduce the phosphorus loss and improve the use of agricultural waste. [Methods]We studied the impact of straw biochar on soil phosphorus loss and chieness cabbage production by applying straw biochar 、pig manure and straw biochar mixed pig manure.[Results]The results showed that the runoff fluid collection times was higher than other treatments of 2 times under fertilization of biochar processing, the volum of runoff liquid and leakage liquid were also higher than other processing. Runoff leakage of liquid and liquid effusion were higher than pig and biochar mix under applying pig mamure. Loss of total phosphorus and water-soluble total phosphorus, water soluble inorganic phosphorus under applying straw biochar were more than other processing. Runoff in PP/TP was more than 74%, leachate in the WSTP/TP was 71.37%～75.48%. Particle state phosphorus to total phosphorus of runoff liquid accounted for more than 74%. And water soluble total phosphorus to total phosphorus of leakage liquid accounted for more than 71.37% to 75.48%. About the yields of small cabbage, straw biochar applycation and straw biochar mixed pig manure application had significant differences. However there was no significant differences between biochar application and pig manure application.[Conclusion] Mainly particles state of phosphorus lossed in runoff liquid and mainly water soluble total phosphorus lossed in the leachate. Applying biochar based on pig manure application, which reduced the loss of phosphorus of the various forms, but didn’t increase the Chinese cabbage production.

Biochar, Phosphorus loss, Chinese cabbage yield

2016-05-03

2016-06-02

代銀分(1989-)，女(漢)，云南曲靖人，碩士研究生，研究方向:農(nóng)田土壤磷素遷移與流失控制

*通訊作者：楊廣容,講師,博士。 Tel: 0871-5226508;E-mail:2452739538@qq.com

國家自然科學(xué)基金(41461059)；云南省教育廳基金(2013Y467)；云南農(nóng)業(yè)大學(xué)博士科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)(A2002338)

P619.25+9

A

1671-8151(2016)11-0793-07