生物炭与氮肥配施在玉米生产中的应用

王闯 王春莲 宋林

摘 要：玉米作为我国种植面积广泛的粮食作物之一，提高氮肥利用率是实现玉米高产优质的必然趋势。生物炭孔隙发达、吸附性好、官能团种类多样、阳离子交换能力强等特性，赋予了其改良土壤环境、提高氮肥利用率的潜力。该文在总结生物炭和氮肥利用现状的基础上，分析了生物炭对土壤氮素及质量的影响，以及生物炭配施氮肥对玉米产量及氮效率的影响，并展望了生物炭配施氮肥在玉米生产上的应用前景，旨在为生物炭与氮肥配施在农业生产上的应用提供参考。

关键词：生物炭;氮肥;玉米;应用

中图分类号 S513  文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）20-0089-03

Application and Prospect of Combined Application of Biochar and Nitrogen Fertilizer in Maize Production

WANG Chuang et al.

（College of Agriculture， Eastern Liaoning University， Dandong 118003， China）

Abstract： As one of the grain crops with a wide area of cultivation in China， improving the utilization rate of nitrogen fertilizer is an inevitable trend of high-yield and high-quality development of corn. The characteristics of developed biochar pores， good adsorption，a variety of functional groups and strong cation exchange ability give it the potential to improve the soil environment and improve the utilization rate of nitrogen fertilizer. Based on the summary of the current situation of biochar and nitrogen fertilizer utilization， this paper summarizes the effect of biochar on soil nitrogen and quality， briefly describes the impact of combined application of biochar and nitrogen fertilizer  on maize yield and nitrogen efficiency， and analyzes the application and prospect of combined application of biochar and nitrogen fertilizer in maize production. It is designed to provide reference for the application of combined application of biochar and nitrogen fertilizer in agricultural production.

Key words： Biochar; Nitrogen fertilizer; Maize; Application

玉米是我國种植面积广阔的粮食作物之一，不仅是人类和家禽家畜重要的食物来源，也是食品、医疗、工业等领域必不可少的原材料。玉米产业联系着畜牧业和水产养殖业，关乎人们的生活[1]。玉米生产关乎着粮食安全和国民经济的发展，提高玉米产量及品质已经成为行业关注的焦点。但是玉米连作、盲目施加氮肥导致土壤酸化板结、氮效率低等问题，严重影响了玉米的生长发育、产量及品质。为了更好地提高氮肥的利用率，科研工作者正致力于寻找解决方法。近几年来，生物炭引起了很多的关注，其独特的物理、化学等特性，不仅可以改良土壤环境，还能提高氮利用率。

1 生物炭利用现状

目前，生物炭在能源、环境、化工、农业等领域都起着不可忽视的作用[2]。生物炭是有机废弃物材料在缺氧条件下，高温热解而产生吸附性强且稳定性好的高碳固体物质[3]。其独特的特性越来越引起了国内外科研工作者的关注。全球科研工作者对生物炭在环境治理、土壤的改善与修复、重金属离子的吸附、作物产量品质的提高等都进行了大量的研究，并取得了一些重要的成果[4]。但是许多研究成果都是不全面、不系统，还需要深入的拓展完善。在农业生产中，生物炭与肥料配施具有良好的发展前景，研究表明，生物炭配施肥料比两者单独施用对作物的生长和产量都更高效稳定[3]。

2 氮肥利用现状

氮是作物生长发育过程中的必需元素之一，是决定作物生长、产量及品质的关键因素之一。为了实现高产，农民盲目大量施加氮肥，导致自然界氮平衡失调，氮肥利用率下降。于飞等[5]研究表明，作物的氮肥利用率低于40%，大部分散失到环境中，造成土壤酸化板结、水体和地下水污染、温室效应加重等问题。过量施氮不仅不能提高作物的产量还会增加成本的投入，对环境造成污染。然而，合理有效地施用氮肥，可以实现增产增效与保护绿水青山协同发展。目前，人们主要通过测土配方施肥、分期施肥、深施氮肥、施加缓/控释肥、添加硝化抑制剂或脲酶抑制剂以及有机肥料配施氮肥等措施来提高氮肥的利用率[6]。

3 生物炭对土壤氮素及理化性质的影响