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湿筛法和干筛法下不同水肥生物质炭添加对盐碱土团聚体稳定性及有机碳分布的影响OA

Effects of Biochar Amendment Under Different Water and Nitrogen Regimes on Soil Aggregate Stability and Organic Carbon Distribution in Saline-Alkali Soils:A Comparative Study Using Wet and Dry Sieving Methods

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为阐明不同水、肥、生物质炭添加管理措施对塔里木河流域盐碱土团聚体稳定性及有机碳分布的影响,本研究于2019-2023年以玉米为供试作物,连续开展了5年的田间定位试验.试验设置7个水、氮(N)及生物质炭添加处理:对照(N 0 kg/hm2+水0 mm)、LNLW(N 100 kg/hm2+水140 mm)、MNMW(N 200 kg/hm2+水220 mm)、HNHW(N 300 kg/hm2+水320 mm),以及相应添加 10 t/hm2 生物质炭的 LNLWB、MNMWB、HNHWB 处理,分别通过湿筛法与干筛法测定了土壤团聚体组成及其有机碳含量.结果表明:①与对照相比,添加生物质炭显著提升土壤团聚体稳定性,水稳性大团聚体含量增加 117%,机械稳定性粗大团聚体含量提高 11%,土壤破碎率降低 8%.在未添加生物质炭处理中,随水、氮投入水平升高,土壤团聚体稳定性降低,土壤破碎率提高;②添加生物质炭显著促进团聚体结合态有机碳积累,与未添加生物质炭处理相比,水稳性大团聚体有机碳、机械稳定性粗大团聚体有机碳、全土有机碳含量分别增加 1.0~5.0、2.4~4.0、1.2~1.5 g/kg,且随水、氮投入水平升高而增加;③湿筛法较干筛法更能敏感表征盐碱土团聚体稳定性与有机碳的关联性,建议作为同类研究的优选方法.本研究为干旱区盐碱土结构改良与碳固存增效的水-氮-生物质炭协同管理提供了理论依据.

To elucidate the effects of biochar addition management practices under different water and fertilization on the stability of saline soil aggregates and organic carbon(SOC)in the Tarim River Basin,a five-year field experiment was conducted from 2019 to 2023 to investigate the effects of biochar combined with different irrigation and nitrogen fertilization treatments on soil aggregate structure and its SOC distribution,which included seven irrigation and nitrogen fertilizer treatments:(CK:N 0 kg/hm2+0 mm water,LNLW:N 100 kg/hm2+140 mm water,MNMW:N 200 kg/hm2+220 mm water,HNHW:N 300 kg/hm2+320 mm water),with corresponding biochar-amended treatments(LNLWB,MNMWB,HNHWB,10 t/hm2 biochar addition).Aggregate compositions and associated SOC contents were analyzed using wet and dry sieving methods.The results showed that:1)Compared with CK,the addition of biochar significantly improved soil aggregate stability,increased water-stable macroaggregate content by 117%,increased mechanically stable large macroaggregate content by 11%,and decreased percentage of aggregate destruction(PAD)by 8%.In the treatments without biochar addition,soil aggregate stability decreased and PAD increased with increases of water and nitrogen inputs;2)Biochar application significantly promoted SOC accumulation in aggregates,compared with non-biochar treatments,SOC in water-stable macroaggregates,mechanically stable large macroaggregates,and whole soil increased by 1.0-5.0,2.4-4.0 and 1.2-1.5 g/kg,respectively,with amplification effects intensifying under higher water-nitrogen inputs;3)Wet sieving demonstrated superior sensitivity in characterizing aggregate stability-SOC correlations in saline-alkali soils compared to dry sieving,recommending its prioritization in similar studies.This research offers insights into synergistic irrigation-nitrogen-biochar management strategies for enhancing saline soil structure and improving carbon sequestration efficiency in arid regions.

薛娓;夏龙龙;魏孝荣;赵小宁;张盛;郝兴明;许荣越;张正贵;刘玉祯;刘子涵;崔红娜;马煜卿

南京信息工程大学地理科学学院,南京 210044||陕西理工大学生物科学与工程学院,秦巴生物资源与生态环境省部共建国家重点实验室(培育),陕西 汉中 723000土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135西北农林科技大学水土保持科学与工程学院,水土保持与荒漠化整治全国重点实验室,陕西 杨凌 712100南京信息工程大学地理科学学院,南京 210044||陕西理工大学生物科学与工程学院,秦巴生物资源与生态环境省部共建国家重点实验室(培育),陕西 汉中 723000土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南 安阳 455000青海大学畜牧兽医科学院,西宁 810016南京师范大学地理科学学院,南京 210023土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135

农业科技

土壤团聚体有机碳干筛法湿筛法

Soil aggregatesOrganic carbonDry sievingWet sieving

《土壤》 2026 (4)

829-838,10

国家基金委项目(U24A20631)、陕西理工大学科研启动费(X20240141)和新疆维吾尔自治区农业科学院科技创新稳定支持农业农村部盐碱土改良与利用(干旱半干旱区盐碱地)重点实验室开放基金课题(YJDKFJJ202502)资助.

10.13758/j.cnki.tr.202504010123

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