陸扣萍，郭 茜，胡國濤，楊 興，許曉麗，王海龍

（1.浙江農林大學 浙 江省土壤污染生物修復重點實驗室，浙江 臨 安 3 11300；2.浙江農林大學 環(huán) 境與資源學院，浙江 臨 安311300）

豬炭和竹炭的理化特性差異及其對菜地土壤氨揮發(fā)的影響

陸扣萍1,2，郭 茜1,2，胡國濤1,2，楊 興1，許曉麗1,2，王海龍1,2

（1.浙江農林大學 浙 江省土壤污染生物修復重點實驗室，浙江 臨 安 3 11300；2.浙江農林大學 環(huán) 境與資源學院，浙江 臨 安311300）

以動物源的豬炭和植物源的竹炭為試驗材料，探討不同原材料制備所得生物質炭的特性差異。同時以南方設施菜地為研究對象，試驗以不施用生物質炭處理為對照（ck），通過田間小區(qū)試驗研究生物質炭的種類（豬炭和竹炭）和施用方式（一次施用和分批施用）對空心菜Ipomoea aquatica-小青菜Brassica chinensis輪作土壤氨揮發(fā)的影響。結果表明：豬炭的含磷量較高，含碳量較低，灰分含量高，與竹炭的高含碳量和低灰分量差別較大。土壤氨揮發(fā)速率與土壤溫度呈極顯著相關（P＜0.01），空心菜季土壤氨揮發(fā)損失高于小青菜季。豬炭和竹炭處理顯著（P＜0.05）降低了兩茬空心菜季土壤氨揮發(fā)，而對小青菜季土壤氨揮發(fā)沒有顯著性影響。與分批施用處理相比，一次施用處理下第1茬空心菜土壤氨揮發(fā)分別減少了28.7%和13.3%，且豬炭的效果優(yōu)于竹炭。對于第2茬空心菜土壤氨揮發(fā)，各生物質炭處理間沒有顯著性差異。與對照相比，一次性施用20 t·hm－2豬炭處理下空心菜-小青菜輪作周期土壤氨揮發(fā)總損失降低了41%。與竹炭相比，豬炭對土壤氨揮發(fā)的抑制效果更佳。圖3表4參29

土壤學；生物質炭；設施菜地；氨揮發(fā)；施用方式

在中國集約化蔬菜種植地區(qū)，氮肥施用量逐年增加，南方設施菜地一年三季氮肥施用量高達0.9~ 1.3 t·hm－2［1］。大量施用氮肥導致養(yǎng)分資源利用率低，菜地氮肥表觀利用率平均水平僅為10%~20%［2］。氨（NH3）揮發(fā)是農田氮素損失的一個重要途徑，菜地土壤的氨揮發(fā)損失隨施氮量的增加而增加。土壤溫度的升高有利于氨態(tài)氮（NH3-N）形成，氣溫升高可加速氨的運動和擴散，從而增加土壤氨揮發(fā)損失。已有研究表明：降低土壤中銨態(tài)氮（NH4+-N）含量，增強土壤對銨態(tài)氮和氨的吸附能力是降低土壤氨揮發(fā)的主要途徑之一［3－4］。目前，對農田土壤氨揮發(fā)的研究大多集中在稻田或露地蔬菜中，而有關大棚菜地的氨揮發(fā)研究較少，尤其是利用生物質炭阻控菜地氨揮發(fā)的研究更為缺乏。生物質炭（biochar），一般指生物質如農林廢棄物、植物組織或動物骨骼等在缺氧條件下高溫熱解而形成的產(chǎn)物［5－6］。大多數(shù)的生物質炭呈堿性，具有豐富的孔隙結構和巨大的比表面積等特殊性質，具有較強的吸附能力，可有效固持養(yǎng)分，同時能夠減少溫室氣體排放［7－8］。生物質炭的種類和用量可直接影響土壤氨揮發(fā)。添加棉花Gossypium hirsutum秸稈生物質炭處理可降低滴灌棉田41%的土壤氨揮發(fā)累積量［9］。目前，生物質炭的原材料以秸稈、木材等植物源農林廢棄物、淤泥以及畜禽糞便等為主［10－11］，以動物骨骼為原料制備骨炭的研究也較普遍［12］，但是直接將病害動物炭化而制備生物質炭的相關研究較少。中國病死豬數(shù)量達2 000萬t·a-1，其不合理處置帶來的環(huán)境問題引起廣泛關注。因此，將病死豬熱解制備成豬炭在解決環(huán)境問題的同時可為生物質炭來源的選擇提供一個新途徑。另一方面，動物源生物質炭與植物源生物質炭的性質差異如何，對土壤氨揮發(fā)的影響如何。這些都有待進一步研究。生物質炭施入土壤后隨著時間會出現(xiàn)老化行為［13］，那么在農業(yè)生產(chǎn)中生物質炭一次施入與分批多次施入之間的差異如何也尚不清晰。本研究分別選取動物源的豬炭和植物源的竹炭為試驗材料，探討不同原材料制備所得生物質炭的特性差異，同時以浙江苕溪流域設施菜地為研究對象，通過田間小區(qū)試驗研究生物質炭的種類、用量及施用方式對菜地土壤氨揮發(fā)的影響，并探討土壤氨揮發(fā)與溫度之間的關系，以期為中國南方設施菜地生物質炭的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2015年6－10月在浙江省臨安市板橋鎮(zhèn)花戲村的設施蔬菜大棚中進行。試驗地土壤為砂質黏壤土（砂粒62.0%，黏粒15.5%，粉粒22.5%），0~20 cm土壤基本理化性質如下：pH（H2O）值為pH 4.23，電導率0.10 dS·m－1，有機質40 g·kg－1，硝態(tài)氮66 mg·kg－1，銨態(tài)氮17 mg·kg－1，有效磷88 mg·kg－1，速效鉀109 mg·kg－1。

供試豬炭（PB）和竹炭（BB）分別由整頭病死豬和竹產(chǎn)品加工剩余物在650℃下缺氧熱解制成。2種生物質炭烘干粉碎，過3 mm篩后備用。

1.2 試驗設計

本試驗選擇空心菜Ipomoea aquatica-小青菜Brassica chinensis輪作。第1季從2015年6月18日播種空心菜開始，2015年7月29日收獲第1茬空心菜，2015年8月19日收獲第2茬空心菜，生長周期為65 d。第2季從2015年9月9日播種小青菜開始，2015年10月15日收獲，生長周期為40 d。

兩季蔬菜的有機肥（含氮量為15.0 g·kg－1的雞糞）、五氧化二磷、氧化鉀施肥量分別為150，50，90 kg·hm－2，作為基肥一次性施入土壤?？招牟思净剩ǖ┦┯昧繛?50 kg·hm－2，采用1次基肥1次追肥的方式，按50%和50%的比例施加，第1茬空心菜收獲后開始追肥。小青菜季化肥（氮）施用量為75 kg·hm－2，作為基肥一次性施入土壤。氮肥施用普通尿素。

以不施加生物質炭處理為對照（ck）。在空心菜-小青菜輪作過程中，采用一次性施加20 t·hm－2和分2次（每季蔬菜各施1次）各施加10 t·hm－2生物質炭2種施用方式，共4個處理（表1）。小區(qū)面積為12m2（3m× 4m），重復4次·處理－1，按照隨機區(qū)組排列?；适┤胪寥篮?，再施用生物質炭，翻耕20~30 cm，翻耕均勻后進行播種，分批施用生物質炭處理于2015年6月18日在播種空心菜時與肥料基肥一起完成第一批施加，于2015年9月9日播種小青菜當天與肥料基肥部分一同施加，完成剩余10 t·hm－2生物質炭的追施。田間水分管理采用噴灌方法，在播種及施肥后進行充分噴灌，之后視土壤干濕情況適當澆水。

表1 不同處理生物質炭的施用Table 1 Biochar treatments

1.3 樣品的采集與測定方法

1.3.1 生物質炭基本理化性質的測定 生物質炭的pH值以m（炭）∶m（水）=1.0∶20.0，間接性攪拌1 h后，用pH計（FiveEasy Plus FE20，瑞士）測定。按1∶10混勻，充分攪拌后在25℃條件下用電導率儀（DDS-307型，上海虹益儀器儀表有限公司）測定電導率（EC）。生物質炭灰分質量分數(shù)根據(jù)美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）D1762-1984《木炭的化學分析標準》測定。生物質炭的碳（C）和氮（N）質量分數(shù)用元素分析儀（Flash EA1112，美國菲尼根質譜公司）測定。有機碳、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀質量分數(shù)根據(jù)國際生物質炭協(xié)會（IBI）生物質炭標準法［14］。生物質炭比表面積的測定采用77 K條件下氮氣吸附法。步驟簡述如下：樣品在573 K，10－2Pa條件下脫氣8 h后，在0.05~0.30相對壓強下用表面分析儀（TristarII 3020,美國麥克儀器公司）測定比表面積。分別使用發(fā)射掃描電鏡（SU-8010，日立公司，日本）和能譜儀（Aztec X-MaxN，美國牛津儀器公司）測定生物質炭的表面結構、形態(tài)和表面元素組成。

1.3.2 氨揮發(fā)采集與測定 氨揮發(fā)采用連續(xù)動力抽氣密閉室法。每次施肥后進行噴灌澆水，于每日8: 00－10:00和14:00－16:00分2次各連續(xù)抽氣2 h，連續(xù)采集7 d，直到各施炭處理與對照之間無顯著差異。詳細方法介紹及氨揮發(fā)量計算參照文獻［15］。同時記錄每天土壤溫度和氣溫。

1.4 土壤基本理化性質測定

土壤理化性質的分析測定參照魯如坤《土壤農業(yè)化學分析方法》［16］，其中，土壤pH值采用m（土）∶m（水）=1.0∶2.5，F(xiàn)E20型酸度計［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］測定；土壤電導率按照m（土）∶m（水）=1.0∶5.0，采用DDS-307電導率儀測定；有機質采用外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定；土壤無機氮采用2mol·L－1氯化鉀溶液浸提，浸提液采用紫外分光光度計-雙波長法測定硝態(tài)氮（NO3－-N），靛酚藍比色法測定銨態(tài)氮（NH4+-N）；有效磷（Olsen-P）采用Olsen法，0.5 mol·L－1碳酸氫鈉浸提，比色法（UVA 132122分光光度計，美國熱電公司）測定；速效鉀測定采用1.0mol·L－1的醋酸銨浸提-火焰分光光度法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

應用SPSS 17.0進行數(shù)據(jù)分析，采用單因素方差分析和Duncan’s多重比較評價不同處理對土壤氨揮發(fā)速率、氨揮發(fā)累積量影響的顯著性，表中不同小寫字母表示處理P＜0.05水平下具有統(tǒng)計學差異。采用一元線性回歸分析法分析土壤氨揮發(fā)與土壤溫度、大氣溫度之間的相關性。應用Origin 8.0和Excel 2007軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 豬炭和竹炭的理化性質差異

表2表明：豬炭的pH值、電導率、灰分、比表面積和總氮、有效磷和速效鉀質量分數(shù)都高于竹炭，竹炭的總碳、有機碳質量分數(shù)高于豬炭，竹炭的碳氮（C/N）比達到豬炭的10倍。雖然豬炭的總氮質量分數(shù)是竹炭的4.4倍，但豬炭和竹炭的NO3－-N和NH4+-N質量分數(shù)差異不大。值得注意的是，豬炭的有效磷質量分數(shù)達到2 421mg·kg－1，是竹炭的33.7倍。圖1顯示了竹炭和豬炭的掃描電鏡圖，可以看出竹炭孔隙結構較規(guī)則，大小孔分布較均勻，而豬炭孔隙結構的發(fā)達程度明顯弱于竹炭，豬炭的孔隙結構不規(guī)則，孔徑大小不一，差別較大。此外，將竹炭和豬炭進行能量色散X射線檢測，分析生物質炭表面某點的元素組成及含量（圖1）。結果表明：竹炭和豬炭表面的某一點主要由碳（C）和氧（O）元素組成，此外，還有少量的硅（Si），鎂（Mg），鋁（Al），鉀（K），鈣（Ca）和氯（Cl）等元素，而豬炭的鈣和磷（P）含量高于竹炭。

表2 豬炭和竹炭的基本理化性質Table 2 Physicochemical properties of the pig and bamboo biochars

圖1 生物質炭掃描電鏡圖和表面某位點能量色散X射線圖譜Figure 1 Scanning electronmicroscope images and energy dispersive X-ray spectrometry（EDS）of the biochars

2.2 生物質炭對空心菜-小青菜輪作土壤氨揮發(fā)速率的影響

第1茬空心菜施基肥后，各處理下土壤氨揮發(fā)速率迅速增加，在第3天（6月20日）出現(xiàn)氨揮發(fā)峰值，隨后一段時間逐漸降低，至施基肥后第6天（6月24日）接近對照處理水平（圖2）。與對照相比，在施肥后第2~5天，豬炭和竹炭處理顯著（P＜0.05）降低了土壤氨揮發(fā)速率，其中以一次性施用20 t·hm－2豬炭（20-0-PB）處理下土壤氨揮發(fā)速率最低。在施肥第3天，與對照相比，20-0-PB處理下土壤氨揮發(fā)速率降低了51.7%。

追肥后第2天（8月1日），各處理下第2茬空心菜土壤氨揮發(fā)出現(xiàn)峰值，至追肥后第4天（8月3日）接近對照處理水平。與第1茬空心菜相比，第2茬空心菜氨揮發(fā)速率較低。與對照相比，豬炭和竹炭處理均顯著（P＜0.05）降低了追肥后1~3 d土壤氨揮發(fā)速率，且以一次性施用20 t·hm－2竹炭（20-0-BB）處理下降幅最大。

小青菜季土壤氨揮發(fā)在施基肥第1天（9月9日）出現(xiàn)峰值，各處理下土壤氨揮發(fā)速率均顯著（P＜0.05）低于空心菜季。與對照相比，20-0-PB處理在施肥后第5天和第6天顯著（P＜0.05）降低了土壤氨揮發(fā)速率，而其他生物質炭處理對小青菜土壤氨揮發(fā)沒有顯著性影響。

圖2 空心菜-小青菜輪作土壤的氨揮發(fā)速率Figure 2 Soil ammonia volatilization rate in Ipomoea aquatica-Brassica chinensis rotation system

2.3 生物質炭對空心菜-小青菜輪作土壤氨揮發(fā)損失量的影響

與對照相比，豬炭和竹炭處理顯著（P＜0.05）降低了第1茬空心菜土壤氨揮發(fā)損失量，且一次施用20 t·hm－2處理效果優(yōu)于10 t·hm－2處理（表3）。與10 t·hm－2處理相比，施用20 t·hm－2豬炭和竹炭處理下第1茬空心菜氨揮發(fā)損失量分別減少了28.7%和13.3%。對于一次性施用20 t·hm－2處理，豬炭處理下土壤氨揮發(fā)損失量顯著（P＜0.05）低于竹炭處理。而施用10 t·hm－2處理下，豬炭和竹炭處理間并無顯著性差異（P＞0.05）。豬炭和竹炭處理均顯著（P＜0.05）降低了第2茬空心菜氨揮發(fā)損失量，但各生物質炭處理間無顯著性差異。對于小青菜季，與對照相比，豬炭和竹炭處理對土壤氨揮發(fā)損失量沒有顯著性影響（P＞0.05）。從種植時間上來看，土壤氨揮發(fā)損失量表現(xiàn)為：第1茬空心菜＞第2茬空心菜＞小青菜。

豬炭和竹炭處理可顯著（P＜0.05）降低空心菜季肥料的氨揮發(fā)損失率，各處理下氨揮發(fā)損失率表現(xiàn)為：20-0-PB＜20-0-BB＜10-10-PB＜10-10-BB＜對照。豬炭和竹炭處理對于小青菜季氨揮發(fā)損失率并沒有顯著性影響?？偟膩碚f，20-0-PB處理下空心菜-小青菜輪作周期的氨揮發(fā)損失率最低。

2.4 土壤氨揮發(fā)與溫度的相關性

兩季蔬菜氨揮發(fā)監(jiān)測階段大氣和土壤溫度見圖3。由圖3可以看出：小青菜季的大氣和土壤溫度普遍低于兩茬空心菜季。土壤氨揮發(fā)速率與溫度的相關性表明（表4），各處理下土壤氨揮發(fā)速率與土壤溫度均達到極顯著相關（P＜0.01）；20-0-BB處理下土壤氨揮發(fā)速率與大氣溫度之間無顯著性相關，而其他處理與大氣溫度呈顯著相關（P＜0.05）。

表3 空心菜-小青菜氨揮發(fā)累積量及損失率Table 3 Accumulation of soil NH3volatilization and NH4+-N loss rate in the Ipomoea aquatica-Brassica chinensis rotation system

圖3 空心菜-小青菜輪作期間大氣和土壤溫度Figure 3 Temperatures of air and soil during the I.aquatica-B.chinensis rotation experimental period

表4 土壤溫度、大氣溫度與土壤氨揮發(fā)速率的相關性Table 4 Correlation between soil ammonia volatilization rate and temperatures of air and soil

3 討論

3.1 制備原料對生物質炭理化特性的影響

生物質炭來源廣泛，不同來源的生物質炭理化性質千差萬別。本試驗分別選擇動物源的豬炭和植物源的竹炭為原材料，在650℃下制備成2種類型的生物質炭，因而兩者理化性質差異較大。竹炭和豬炭的pH值均呈堿性，但豬炭的pH值高于竹炭。制備原料的元素相對含量對其制備而成的生物質炭的化學組成具有直接的影響。在本試驗中，由于病死豬中的營養(yǎng)元素質量分數(shù)較高，因而制得的豬炭中氮、磷、鉀、鈣質量分數(shù)均顯著高于竹炭。同樣，動物源的豬炭灰分含量會顯著高于植物源的竹炭，主要是由于竹子含有大量的木質素。值得注意的是，豬炭的含磷量較高，含碳量較低，灰分含量高，這與植物源生物質炭的高含碳量和低灰分量差別較大。這種差別對土壤改良、污染土壤修復等方面的影響都有待進一步研究。

生物質炭施入土壤后，可以增加土壤的透氣性，從而起到改善土壤物理結構的作用［7－8］。生物質炭的比表面積和表面結構特征是影響其吸附性能的一個重要參數(shù)。在本試驗中，豬炭的比表面積為竹炭的5.4倍，而其孔隙結構卻不如竹炭發(fā)達。NGUYEN等［17］利用掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，畜禽廢棄物如雞糞生物質炭與植物生物質炭相比少了很多大的空隙結構，且表面較為光滑。這與本試驗研究結果一致。

3.2 生物質炭種類和用量對土壤氨揮發(fā)的影響差異

本試驗中，豬炭和竹炭的施用顯著降低了空心菜施肥后1~3 d土壤氨揮發(fā)速率，主要原因在于生物質炭能夠吸附固定銨態(tài)氮（NH4+-N）和氨（NH3），從而通過影響土壤NH4+-N和氨之間的轉化來影響土壤的氨揮發(fā)［18］。生物質炭的原材料直接影響生物質炭的理化性質，從而影響其對土壤氮的吸附能力［19］。在本試驗中，豬炭對降低空心菜-小青菜輪作周期下土壤氨揮發(fā)損失的效果優(yōu)于竹炭，這可能與豬炭較大的比表面積有關。生物質炭較大的比表面積和發(fā)達的孔隙結構導致其對氨有直接的吸附效果［20］。

生物質炭對土壤氨揮發(fā)的影響除了與其種類有關，也與施用量有關。王海候等［21］研究表明：與對照相比，生物質炭添加比例為15%和20%的處理降低了伊樂藻Elodea nuttallii堆肥體的氨揮發(fā)損失量，且20%處理效果更佳。本試驗中，與10 t·hm－2處理相比，20 t·hm－2的豬炭和竹炭處理下第1茬空心菜土壤氨揮發(fā)損失量顯著降低，與王海候等研究結果一致。然而也有研究表明：生物質炭輸入可以增加土壤氨揮發(fā)損失，主要是添加生物質炭提高了土壤pH值，從而對氨揮發(fā)起到促進作用［22］。

3.3 生物質炭的老化對土壤氨揮發(fā)的影響

本試驗中，豬炭和竹炭處理顯著降低了第1茬空心菜土壤氨揮發(fā)損失量，且豬炭的效果優(yōu)于竹炭，20 t·hm－2處理效果優(yōu)于10 t·hm－2；在第2茬空心菜中，雖然各生物質炭處理顯著降低了土壤氨揮發(fā)，但是生物質炭處理間并沒有顯著性差異；在小青菜季，生物質炭處理對土壤氨揮發(fā)已沒有顯著性影響。生物質炭處理在不同生長季對土壤氨揮發(fā)的影響不同，這可能與生物質炭的老化過程有關。已有研究表明：生物質炭施入土壤后會與土壤發(fā)生一系列的生物化學反應，這些反應將引起生物質炭理化性質的改變，進而改變生物質炭的吸附能力［23］。本試驗中，隨著生物質炭的老化，豬炭和竹炭對土壤氨揮發(fā)的影響從抑制到無影響，造成這種現(xiàn)象的主要原因可能是老化后的生物質炭理化性質發(fā)生了一系列變化，減少了生物質炭對土壤氮的吸附能力。已有研究表明，生物質炭施入土壤后，土壤中的可溶性有機碳被吸附到生物質炭表面，從而阻塞生物質炭的吸附位點［24］。另一方面，與新鮮生物質炭相比，老化3個月后的生物質炭比表面積、微孔結構以及灰分含量都顯著降低，從而降低生物質炭的吸附能力［25］。

3.4 施氮量和溫度對土壤氨揮發(fā)的影響

土壤氨揮發(fā)受施氮量、土壤溫度、灌溉等多因素影響［26］。本試驗中，氣溫與土壤溫度均與氨揮發(fā)速率呈顯著正相關（P＜0.05），且土壤溫度的影響更為顯著（P＜0.01）。溫度對土壤氨揮發(fā)的促進作用主要是由于溫度升高，氨的溶解性降低，由NH4+轉化成氨的比例增多，促進了氨揮發(fā)［27］。另外，溫度升高可以增強土壤中脲酶的活性，進而促進尿素水解，增加了氨的釋放［28］。因此，氣溫與土壤溫度的升高均有利于土壤氨揮發(fā)速率的增加。本試驗中空心菜季的氨揮發(fā)損失量約為小青菜季的5倍，主要是因為空心菜季的化肥氮施用量是小青菜的2倍，且空心菜季生長季節(jié)的土壤溫度、大氣溫度均高于小青菜季，土壤氨揮發(fā)損失主要發(fā)生在較為炎熱的夏季，這與他人研究結果基本一致［29］。本試驗中，一次性施用20 t·hm－2豬炭處理，空心菜-小青菜輪作下土壤氨揮發(fā)損失量最低，主要表現(xiàn)在一次性施用豬炭處理顯著降低了空心菜季土壤氨揮發(fā)損失量。在小青菜季，10-10-PB和10-10-BB處理下雖然追施了10 t·hm－2的生物質炭，但是對土壤氨揮發(fā)并沒有顯著性影響。

4 結論

與竹炭相比，豬炭的氮、磷、鈣質量分數(shù)和灰分含量高，而含碳量較低。一次性施用20 t·hm－2豬炭處理對降低空心菜-小青菜輪作周期下土壤氨揮發(fā)損失的效果最優(yōu)。

生物質炭處理在不同生長季對土壤氨揮發(fā)的影響不同。豬炭和竹炭處理顯著降低了第1茬空心菜土壤氨揮發(fā)，且一次施用處理效果優(yōu)于分批施用，一次施用豬炭的效果優(yōu)于竹炭處理。隨著時間的推移，雖然豬炭和竹炭處理均顯著降低了第2茬空心菜的土壤氨揮發(fā)，但各生物質炭處理間沒有顯著性差異，而豬炭和竹炭處理對小青菜季土壤氨揮發(fā)沒有顯著性影響。

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Physiological and biochemical characteristics of pig versus bamboo biochars and their effects on ammonia volatilization in greenhouse vegetable production

LU Kouping1,2,GUO Xi1,2,HU Guotao1,2,YANG Xing1,XU Xiaoli1,2,WANG Hailong1,2
（1.Key Laboratory of Soil Contamination Bioremediation of Zhejiang Province,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China;2.School of Environmental and Resource Sciences,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China）

To evaluate the effect of feedstock materials on characteristics of biochar products from a pig-derived biochar （PB） and a bamboo-derived biochar （BB）,biochar properties were evaluated and compared in a laboratory study.A field experimentwas also carried out to evaluate the effect of PB and BB on soil ammonia volatilization in an Ipomoea aquatica-Brassica chinensis rotation system in a greenhouse at Banqiao Town, Lin’an City,Zhejiang Province,China.Treatments included（1）a control（no biochar）;（2）one application of 20 t·hm－2PB（20-0-PB）prior to the first I.aquatica crop;（3）one application of 20 t·hm－2of BB（20-0-BB）prior to the first I.aquatica crop;（4）two applications of PB with 10 t·hm－2being applied prior to the I.aquatica season and the remaining PB being applied prior to the B.chinensis season at an application rate of 10 t· hm－2（10-10-PB）;and（5）two applications of BB with 10 t·hm－2being applied prior to the I.aquatica season and the remaining BB being applied prior to the B.chinensis season at an application rate of 10 t·hm－2（10-10-BB）.Results showed that PB had higher contents of phosphorus and ash as well as a lower content of carbon than those of BB;whereas,BB had a higher carbon content and a lower ash content than those of PB.The ammonia volatilization rate had a highly significant correlation （P＜0.01）with soil temperature,and the ammonia volatilization losses in the Ipomoea aquatica crop season were higher than in the Brassica chinensis crop season.The PB and BB treatments significantly （P＜0.05）reduced ammonia volatilization losses in the I. aquatica crop season,but had no significant effect in the B.chinensis crop season.Compared with the 10-10-PB or 10-10-BB treatments,ammonia volatilization losseswere significantly （P＜0.05）reduced with 20-0-PB（28.7%）and 20-0-BB（13.3%）treatments in the first I.aquatica crop season,and the PB treatmentwasmore effective than the BB treatment.No significant differences between PB and BB treatments in the second I. aquatica crop season were found.Compared with the control,the 20-0-PB treatment reduced ammonia volatilization losses 41%over the whole rotation.In conclusion,pig biochar treatments appeared to bemore effective than bamboo biochar treatments in reducing ammonia volatilization losses from the soil.［Ch,3 fig.4 tab.29 ref.］

soil science;biochar;greenhouse vegetable;ammonia volatilization;application patterns

S143.1；S788.9

A

2095-0756（2017）04-0647-09

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.04.010

2016-09-14;

2016-11-25

國家自然科學基金資助項目（41401338，21577131）

陸扣萍，實驗師，從事農林生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)和生物質炭的環(huán)境功能研究。E-mail：kkping111@163. com。通信作者：王海龍，教授，博士，博士生導師，從事生物質炭的環(huán)境功能和土壤修復研究。

E-mail：hailong@zafu.edu.cn