老化棉秆炭对土壤性质和小麦氮肥利用的影响

林玲　朱玉洁　冯雷　唐光木　张云舒　徐万里

摘要：为研究不同老化棉秆炭（冻融老化、干湿老化、柠檬酸老化）对土壤性质、小麦氮肥利用效率的影响，设置不施氮、低氮（200 mg·kg?1）、高氮（400 mg·kg?1）3个施氮水平和不添加棉秆炭（B0）、添加新鲜棉秆炭（BC）、添加干湿老化棉秆炭（DB）、添加冻融老化棉秆炭（EB）、添加柠檬酸老化棉秆炭（CB）5个棉秆炭处理，分析小麦干物质量及氮素吸收量、土壤理化性质的变化。结果表明，与未添加棉秆炭处理相比，不同施氮水平下老化棉秆炭处理的土壤有机质含量显著增加、电导率无显著差异，冻融循环和干湿交替老化棉秆炭处理的土壤pH显著增加，柠檬酸老化和冻融循环老化棉秆炭处理的土壤全氮含量显著增加；与新鲜棉秆炭处理相比，不同施氮水平下柠檬酸老化棉秆炭处理的土壤全氮和有机质含量显著增加，土壤pH显著降低。低量施氮时不同处理小麦干物质量、氮素累积吸收量、氮肥吸收效率和氮肥表观利用率最高，柠檬酸老化棉秆炭与低量氮肥配施小麦氮肥吸收量较高，氮肥吸收效率和氮肥表观利用率分别为68.27%和46.69%。综上可知，柠檬酸老化棉秆炭的添加有利于土壤氮素的固持，可以增加土壤氮素和有机质含量，减弱对土壤pH和电导率的提升效果，在低量施氮时作物氮素吸收利用效果较好。以上结果为棉秆炭的长期应用提供理论依据。

关键词：棉秆炭；老化；氮肥利用

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0803

中图分类号：S158 文献标志码：A 文章编号：10080864（2024）05018408

氮素是作物生长发育必需的营养元素，氮肥的施用与农作物的产量和品质密切相关[1]。但氮肥施用方法不当或比例过高导致氮素利用率低和环境污染[23]。生物炭是生物质在缺氧或限氧条件下通过热化学转化得到的固态产物，可以改善土壤理化性质，增加土壤养分，提高氮素转化相关的土壤微生物多样性和酶活性，提高肥料利用率，对作物氮素利用有显著影响[45]。生物炭在农田环境中的老化[6] 改变作物对氮肥的利用，进而影响其在农业生产上长期应用的生产效益。

研究表明，生物对土壤NH+4、NO-3 具有较强的吸附作用，可以减少氨的挥发、降低NH+4-N、NO-3-N的淋洗率，从而满足植株生长对氮素的需求[7]。生物炭和氮肥配施能有效减少土壤养分的淋溶损失，进而节约肥料并提高作物氮肥利用率[89]。张爱平等[10]研究表明，水稻氮肥利用率随生物炭用量的增加从15.7%提高到37.8%。但生物炭施入土壤后随时间推移其理化性质会缓慢发生变化，进而有可能对土壤性质、作物产量等产生影响。王朝旭等[11]研究发现，与新鲜生物炭相比，老化生物炭较强的土壤氨氧化促进作用和NH+4-N吸附能力可以减少农田土壤氨挥发。张军等[12]研究表明，通过恒湿和干湿循环老化后的生物炭提高了基质的饱和导水率、滞留能力，降低了氮素的累积淋失量，且对氮的累积淋失减控能力随生物炭老化作用的增强而增强。Mia等[13]通过15N氮示踪技术研究表明，21个月的田间老化生物炭可以通过减少沙质土壤中氮的淋失或气体损失来提高氮肥利用率。

生物炭的应用研究主要集中在新鲜生物炭改善土壤理化性质、增加作物产量和提高氮肥利用率方面，关于生物炭的长期应用效应及老化生物炭对小麦氮肥利用的研究较少。生物炭在农田环境中随时间发生老化，需研究老化棉秆炭对土壤基本理化性质和作物氮肥利用的影响。因此，本研究以不同老化棉秆炭为研究对象，通过小麦盆栽试验探究老化棉秆炭对土壤理化性质和小麦氮肥利用的影响，以期为棉秆炭应用的长期效应提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验土壤取自新疆建设兵团第八师121团炮台土壤改良试验站，取耕层0—20 cm 土样进行自然风干，剔除较大石子和杂物，过2 mm筛，混合均匀。土壤类型为风沙土，土壤质地为砂质壤土（粘粒2%、粉砂38%、砂粒59%）。土壤的基本性质见表1。

新鲜棉秆炭由课题组2021年4月在新疆第八师炮台试验站制备获得。将棉花秸秆整株粉碎为8～10 cm长，在450 ℃限氧条件下维持90 min烧制而成。将制备的棉秆炭自然风干24 h后，在烘箱中105 ℃烘干8 h，冷却，粉碎后过0.15 mm孔径筛。

老化棉秆炭的制备：采用干湿老化、冻融老化和柠檬酸老化3种方式制备老化棉秆炭。①冻融老化：称取100 g新鲜棉秆炭于1 L玻璃烧杯中，加入100 mL蒸馏水混合均匀后用保鲜膜封口，每天采用8 h（?20 ℃，BC/BD-200 HES 型冰箱，海尔）+16 h（25 ℃，GHP-250恒温培养箱，鸿科）模式培养60 d[1415]。②干湿老化：称取100 g新鲜棉秆炭于1 L玻璃烧杯中，加入100 mL蒸馏水搅拌均匀，记录烧杯、蒸馏水与棉秆炭混合物的重量，每天采用8 h（?20 ℃，DHG-9140A型鼓风干燥箱，恒科）+16 h（25 ℃，GHP-250 恒温培养箱，鸿科）模式培养60 d[14]。③柠檬酸老化：称取10 g新鲜棉秆炭加入到60 mL 0.3 mol·L?1 的柠檬酸溶液中，在磁力搅拌器（78-1，普天）上维持（25±2） ℃均匀搅拌30 min，将混合均匀的棉秆炭静置24 h，置于烘箱中以60 ℃恒温干燥24 h，然后在120 ℃维持90 min。将柠檬酸老化处理的棉秆炭用蒸馏水清洗多次至滤液透明以去除多余柠檬酸[1617]。老化处理结束后，将棉秆炭置于60 ℃干燥箱中烘干至恒重。新鲜和不同老化棉秆炭基本性质见表１。

1.2 试验设计

供试小麦品种为‘新冬18号，供试氮肥为尿素（N≥46%）。小麦盆栽试验设氮肥施用量和棉秆炭2 因素，氮肥施用量设不施氮肥（N0）、低氮（200 mg·kg?1，N200）和高氮（400 mg·kg?1，N400）3 个水平；棉秆炭设不添加棉秆炭（B0）、添加新鲜棉秆炭（BC）、添加干湿老化棉秆炭（DB）、添加冻融老化棉秆炭（EB）和添加柠檬酸老化棉秆炭（CB）5个处理；共计15个处理，每个处理重复4次。每个处理施加等量的磷肥（P2O5-0.2 g·kg?1，磷酸二铵）和钾肥（K2O-0.09 g·kg?1，硫酸钾），棉秆炭添加量设为土壤重量的1.5%（占土壤干重的比例）。

试验于2021年8月26日在新疆农业科学院安宁渠综合试验场灰漠土试验基地进行。盆栽花盆高18 cm，直径22 cm，每盆装干土3 kg。盆底铺2层滤纸，将每个处理对应的土壤、棉秆炭、磷肥和钾肥混合均匀装于花盆中，每盆播种30颗小麦种子，氮肥（尿素）播种后10% 随水基施，90% 追施。小麦出苗后定苗至每盆20株，在定苗、分蘖期、起身期、拔节期、抽穗期追施氮肥，氮肥随水追施比例分别为10%、20%、20%、20%、20%。小麦生长期根据每盆土壤干湿状况给每个处理施加等量水分，以确保小麦生长水分需求。

1.3 样品采集与测定方法

1.3.1 土壤指标测定

于12月4日小麦收获后，采用4分法取适量土壤风干后过筛。土壤pH、电导率采用电位计法（土水比为1 g∶5 mL）测定，有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定，全氮含量采用凯氏定氮法[18]测定。

1.3.2 作物指标测定

小麦收获时，采集每盆地上部植株于牛皮纸袋中。将分装有植株样品的牛皮纸袋在105 ℃杀青30 min后，60 ℃烘干至恒重，分别称取质量并计算干物质累积量；将烘干称重后的植株样品粉碎，取0.20～0.25 g，经H2SO4-H2O2消煮后，采用凯氏定氮法[19]测定植物氮含量。

1.3.3 相关参数计算

氮肥吸收效率和氮肥表观利用率[20]采用以下公式计算。

氮素吸收效率=小麦植株氮素积累量/施氮量×100% （1）

氮肥表观利用率=（施氮区小麦氮素吸收量?空白区小麦氮素吸收量）/施氮量×100% （2）

1.4 数据处理

采用SPSS 25进行方差分析，采用LSD（leastsignificant difference）法进行多重比较，采用Origin2021软件作图，数据均以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 棉秆炭对土壤pH 和电导率的影响

如图1所示，添加棉秆炭提高了土壤pH。在N0水平下，施入新鲜和不同老化棉秆炭后土壤pH表现为BC>EB、DB>CB、B0，新鲜棉秆炭处理的土壤pH较高，为8.86；与添加新鲜棉秆炭处理相比，不同老化棉秆炭处理土壤pH 显著降低0.20～0.31个单位（P<0.05），柠檬酸老化棉秆炭处理土壤pH降幅最大。在N200水平下，除添加冻融老化棉秆炭处理外，不同老化棉秆炭处理土壤pH较新鲜棉秆炭处理均显著降低。在N400水平下，冻融老化和柠檬酸老化处理棉秆炭土壤pH较新鲜棉秆炭处理分别显著降低0.15和0.25个单位。

棉秆炭对土壤电导率的影响如图2所示，在不同施氮水平下添加新鲜棉秆炭处理土壤电导率均较高，分别为1.31、1.32和1.39 mS·cm?1；与新鲜棉秆炭处理相比，不同老化棉秆炭施入后土壤电导率无显著变化。综合来看，与新鲜棉秆炭相比，棉秆炭老化后降低了土壤pH，柠檬酸老化棉秆炭处理土壤pH最低。

2.2 棉秆炭对土壤全氮和有机质含量的影响

如图3所示，各处理土壤全氮含量随施氮量的增加而增高。在不同施氮水平下，柠檬酸老化棉秆炭处理土壤全氮含量均最高，显著高于其他处理，其次是冻融老化棉秆炭处理；与添加新鲜棉秆炭处理相比，柠檬酸老化处理土壤全氮含量在N0、N200 和N400 水平下分别显著增加0.16、0.15和0.12 g·kg?1，冻融老化棉秆炭处理土壤全氮含量在N0 和N400 水平下分别显著增加0.09 和0.05 g·kg?1，干湿老化棉秆炭处理土壤全氮含量无显著变化。

如图4所示，在不同施氮水平下添加棉秆炭各处理土壤有机质含量均显著提高。与添加新鲜棉秆炭处理相比，柠檬酸老化棉秆炭处理土壤有机质含量在N0、N200 和N400 水平下分别显著增加21.77%、11.45%和16.17%；冻融老化棉秆炭处理土壤有机质含量在N200和N400水平下则分别显著降低12.48%和7.56%，干湿老化棉秆炭处理土壤有机质含量无显著显著。总体上看，柠檬酸老化棉秆炭处理土壤全氮和有机质含量均最高。

2.3 棉秆炭对小麦地上部干物质量和氮素养分吸收的影响

通过对不同施氮量和不同棉秆炭添加处理下小麦干物质量的分析可知（表2），小麦干物质量并不是随着施氮水平的增高而增加，氮肥施用量过多会抑制小麦生长。在N0水平下，添加新鲜棉秆炭处理小麦地上部干物质量较高，为10.11 g，显著高于未添加棉秆炭和柠檬酸老化棉秆炭处理，冻融老化和干湿老化棉秆炭处理小麦干物质量显著高于未添加棉秆炭处理，说明棉秆炭经冻融老化和干湿老化后依然可以促进小麦生长。在N200 水平下，新鲜和干湿老化棉秆炭与氮肥互作可以促进小麦生长；在N400水平下，冻融老化和柠檬酸老化棉秆炭与氮肥互作小麦干物质量均显著降低，说明冻融老化和柠檬酸老化棉秆炭没有缓解过量氮肥施入所造成的抑制小麦植株生长的现象，反而进一步抑制了小麦生长。

由表2可知，施用氮肥后小麦地上部氮素累积吸收量明显增加，总体表现为N200>N400>N0。同一施氮水平下，各处理小麦氮素累积吸收量差异不显著；N0水平下冻融老化棉秆炭处理小麦氮素累积吸收量较高，N200 水平下柠檬酸老化棉秆炭处理小麦植株氮素累积吸收量较高，N400 水平下未添加棉秆炭处理小麦氮素累积吸收量较高。

各处理小麦氮肥表观利用率与氮肥吸收效率表现相似趋势，总体呈现N200>N400。同一施氮水平下，各处理小麦氮肥吸收效率和氮肥表观利用率差异不显著。N200水平下各处理小麦氮肥吸收效率和氮肥表观利用率平均为65.27%和43.69%，柠檬酸老化棉秆炭处理最高，分别为68.27% 和46.69%；N400水平下各处理小麦氮肥吸收效率和氮肥表观利用率平均为29.59%和18.79%，未添加棉秆炭处理最高，分别为30.62%和19.83%。

3 讨论

3.1 添加棉秆炭后的土壤性质变化

生物炭多为碱性，具有孔隙结构丰富、比表面积大、碳含量高等特点，施入土壤后能够改变土壤理化特性。研究表明，生物炭对土壤的改善效果主要体现在土壤pH及土壤养分含量上[21]，且土壤pH、电导率随生物炭施加量的增加而显著提高[22]。本研究发现，不同施氮水平下添加新鲜棉秆炭后土壤pH、电导率均提高，这与已有研究结果相似[23]。土壤pH和电导率的提高主要是由于棉秆炭自身含有的Na、K、Ca、Mg和碱性物质等施入到土壤中导致[2425]。老化作用改变了生物炭的特性及其对土壤理化性质的影响。Zhao等[26]研究表明，短期老化后的生物炭pH下降，使其对土壤酸性改善的有效性下降。刘艳等[27]研究发现，在同一添加比例下，老化生物炭提高土壤pH的效果相对原始炭较弱。本研究中，棉秆炭老化后各处理土壤pH、电导率较新鲜棉秆炭均降低，主要是因为老化棉秆炭自身pH、电导率降低，减弱了棉秆炭对土壤pH、电导率的提升效果[28]。

生物炭富含碳、氮等养分，施入土壤后能够提高土壤养分，同时生物炭的多孔特性有利于吸附养分，增加土壤养分的持留量。徐广平等[29]研究表明，施加生物炭后土壤有机质含量提高50.8%～140.8%；武梦娟等[30]研究表明，施加生物炭能够提高土壤有机质和全氮含量。本研究中，不同施氮水平下添加棉秆炭处理显著增加土壤有机质含量，低量氮肥与棉秆炭配施时土壤全氮含量显著增加，与已有研究结果相似[2930]。但生物炭的理化性质会随着时间推移而发生缓慢变化，进而对土壤养分固持和增加产生影响。林庆毅[31] 研究发现，老化生物炭依然可以提高土壤速效钾和有机质的含量，但比新鲜生物炭对土壤速效养分增加的趋势减弱。但也有研究表明，生物炭在田间应用10 年后土壤全氮含量较对照提高11.3%～21.9%[32]。本研究中，柠檬酸老化棉秆炭处理土壤全氮含量较新鲜棉秆炭处理显著增加，可能是生物炭老化后自身吸附性有所提高[33]，减少了氮素的损失，进而提升了对土壤氮素的固持。

3.2 添加棉秆炭下的小麦氮肥利用情况

干物质量是衡量植物有机物积累的重要指标，施入适量的生物炭能提高作物干物质量。研究表明，施用生物炭基肥料可显著提高作物干物质重[3435]。本研究中，与不添加棉秆炭相比，单施新鲜棉秆炭及其与低氮互作下小麦干物质量提高，主要原因是生物炭改善土壤理化性质，提高土壤肥力[3637]，进而促进作物生长提高了生物量。此外，棉秆炭与氮肥配施时，冻融老化和柠檬酸老化棉秆炭处理小麦干物质量较新鲜棉秆炭处理降低，可能是棉秆炭老化后自身养分减少，对土壤提供的养分减少，减弱了对小麦生长的促进作用。

生物炭对土壤养分有较强的吸附作用，有利于提高作物养分利用效率，施入适量的生物炭能提高作物氮肥利用效率[3839]。但本研究发现，同一施氮水平下各棉秆炭处理小麦氮素累积吸收量和氮肥表观利用率无显著差异，主要是因为生物炭材料和施用量差异使其对作物氮肥利用效率的影响效果不同；低量氮肥下老化棉秆炭各处理小麦氮肥表观利用率略高于未添加棉秆炭处理，柠檬酸老化棉秆炭处理小麦氮肥利用率较高，可能是柠檬酸老化棉秆炭较大的比表面积能够吸附土壤中的氮素并促进小麦对氮素吸收[40]。此外，本研究还发现，低量施氮下各处理小麦氮肥吸收效率和氮肥表观利用率高于高量氮肥，因此，合理施用氮肥有利于提高作物的氮素吸收量。综上，在实际生产中棉秆炭与低量氮肥配施可以显著增加土壤全氮和有机质含量，作物氮肥吸收效率和氮肥表观利用率较高，且柠檬酸老化棉秆炭对土壤氮素的固持和作物氮素吸收利用效果较好。

参 考 文 献

［1］ 马瑞琦， 王德梅， 陶志强， 等. 施氮量对北部冬麦区种植弱筋小麦产量与品质的影响[J].作物杂志， 2023（1）：163-169.

MA R Q， WANG D M， TAO Z Q， et al .. Effects of nitrogenapplication rate on yield and quality of weak gluten wheat innorthern winter wheat regin [J]. Crops， 2023（1）：163-169.

［2］ 周丽平， 杨俐苹， 白由路， 等. 不同氮肥缓释化处理对夏玉米田间氨挥发和氮素利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2016， 22（6）：1449-1457.

ZHOU L P， YANG L P， BAI Y L， et al .. Comparison of sevsralslow-released nitrogen fertilizers in ammonia volatilization andnitrogen utilization in summer maize field [J]. J. Plant Nutr.Fert.， 2016， 22（6）：1449-1457.

［3］ 王响玲， 宋柏权. 氮肥利用率的研究进展[J]. 中国农学通报，2020， 36（5）：93-97.

WANG X L， SONG B Q. Nitrogen fertilizer use efficiency：research progress [J]. Chin. Agric. Sci. Bull.， 2020， 36（5）：93-97.

［4］ 纪立东， 柳骁桐， 司海丽， 等. 生物炭对土壤理化性质和玉米生长的影响[J]. 干旱地区农业研究， 2021， 39 （5）： 114-120.

JI L D， LIU X T ， SI H L， et al .. Effects of biomass charcoal onsoil physicochemical properties and corn growth [J]. Agric.Res. Arid Areas， 2021， 39 （5）： 114-120.

［5］ 顾美英， 徐万里， 唐光木， 等. 生物炭对灰漠土和风沙土土壤微生物多样性及与氮素相关微生物功能的影响[J]. 新疆农业科学， 2014， 51 （5）： 926-934.

GU M Y， XU W L， TANG G M， et al .. Effects of biochar on soilmicrobial diversity and function related with N transformationin grey desert soil and aeolian sandy soil in Xinjiang [J].Xinjiang Agric. Sci.， 2014， 51 （5）： 926-934.

［6］ WANG L W， O'CONNOR D， RINKLEBE J， et al .. Biocharaging： mechanisms， physicochemical changes， assessment， andimplications for field applications [J]. Environ. Sci. Technol.，2020， 54（23）：14797-14814.

［7］ 葛顺峰， 周乐， 门永阁， 等. 添加不同碳源对苹果园土壤氮磷淋溶损失的影响[J]. 水土保持学报， 2013， 27 （2）： 31-35.

GE S F， ZHOU L， MEN Y G， et al .. Effect of carbonapplication on nitrogen and phospours leaching in apple orchard soil [J]. J. Soil Water Conserv.， 2013， 27 （2）： 31-35.

［8］ OMARA P， AULA L， OYEBIYI F B， et al .. Biochar applicationin combination with inorganic nitrogen improves maize grainyield， nitrogen uptake， and use efficiency in temperate soils [J/OL].Agronomy， 2020， 10 （9）： 1241 [2022-08-20]. https：//doi.org/10.3390/agronomy10091241.

［9］ 李江舟， 娄翼来， 张立猛， 等. 不同生物炭添加量下植烟土壤养分的淋失[J]. 植物营养与肥料学报， 2015， 21 （4）：1075-1080.

LI J Z， LOU Y L， ZHANG L M， et al .. Leaching loss ofnutrients in tobacco-planting soil under different biocharadding levels [J]. J. Plant Nutr. Fert.， 2015， 21 （4）：1075-1080.

［10］ 张爱平， 刘汝亮， 高霁， 等. 生物炭对宁夏引黄灌区水稻产量及氮素利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报， 2015， 21 （3）：1352-1360.

ZHANG A P， LIU R L， GAO J， et al .. Effects of biochar on riceyield and nitrogen use efficiency in the Ningxia Yellow Riverirrigation region [J]. J. Plant Nutr. Fert.， 2015， 21 （3）： 1352-1360.

［11］ 王朝旭， 陈绍荣， 张峰， 等. 玉米秸秆生物炭及其老化对石灰性农田土壤氨挥发的影响[J]. 农业环境科学学报， 2018，37 （10）： 2350-2358.

WANG C X， CHEN S R， ZHANG F， et al .. Effects of fresh andaged maize straw-derived biochars on ammonia volatilization ina calcareous arable soil [J]. J. Agro-Environ. Sci.， 2018， 37 （10）：2350-2358.

［12］ 张军， 宋萌萌， 高兴， 等. 生物炭填充方式与老化对生物滞留氮磷淋失的影响[J]. 中国给水排水， 2020， 36 （15）：100-106.

ZHANG J， SONG M M， GAO X， et al .. Effect of biochar fillingmode and aging on leaching of nitrogen and phosphorus inbioretention facilities [J]. China Water Wastewater， 2020， 36 （15）：100-106.

［13］ MIA S， SINGH B， DIJKSTRA F A. Aged biochar affects grossnitrogen mineralization and recovery： a 15N study in twocontrasting soils [J]. GCB Bioenergy， 2017， 9 （7）： 1196-1206.

［14］ 张雪， 刘笑生， 沈露露， 等. 老化作用对巨菌草茎生物炭内源铜镉活性的影响[J]. 农业环境科学学报， 2020， 39 （3）：563-571.

ZHANG X， LIU X S， SHEN L L， et al .. Effects of ageing on theavailability of endogenous copper and cadmium in biocharderived from Pennisetum sp. stems [J]. J. Agro-Environ. Sci.，2020， 39 （3）： 563-571.

［15］ 汪艳如， 侯杰发， 郭建华， 等. 冻融循环对牦牛粪生物炭吸附氨氮的影响[J]. 农业环境科学学报， 2017， 36 （3）： 566-573.

WANG Y R， HOU J F， GUO J H， et al .. Effects of freeze-thawcycles on ammonium-nitrogen adsorption of yak dung biochar [J]. J.Agro-Environ. Sci.， 2017， 36 （3）： 566-573.

［16］ SUN L， CHEN D M， WAN S G， et al .. Performance， kinetics，and equilibrium of methylene blue adsorption on biocharderived from eucalyptus saw dust modified with citric， tartaric，and acetic acids [J]. Bioresour. Technol.， 2015， 198： 300-308.

［17］ XU Y， LIU Y G， LIU S B， et al .. Enhanced adsorption ofmethylene blue by citric acid modification of biochar derivedfrom water hyacinth （Eichornia crassipes） [J]. Environ. Sci.Pollut. Res.， 2016， 23 ： 23606-23618.

［18］ 鲍士旦. 土壤农业化学分析[M]. 北京： 中国农业出版社，2005： 20-133.

［19］ 陈琛， 石柯， 朱长伟， 等. 种植密度和施氮量对豫北潮土区小麦光合特性和产量及土壤氮素的影响[J]. 中国农业科技导报， 2023， 25（5）：24-33.

CHEN C， SHI K， ZHU C W， et al .. Effects of planting densityand nitrogen application rate on whert photosyntheticcharacteristics， yield， and soil nitrogen content in fluvo-aquic soil in northern Henan province [J]. J. Agric. Sci. Technol.，2023， 25（5）：24-33.

［20］ 姚红宇. 棉秆炭特性对灰漠土氮肥转化及利用率的影响[D]. 乌鲁木齐： 新疆农业大学， 2015.

YAO H Y. Effects of cotton stalk biochar characteristics on thenitrogen transition and utilization in grey desert soil [D].Urumqi： Xinjiang Agricultural University， 2015.

［21］ 刘淼， 王志春， 杨福， 等. 生物炭在盐碱地改良中的应用进展[J]. 水土保持学报， 2021， 35（3）： 1-8.

LIU M， WANG Z C， YANG F， et al .. Application progress ofbiochar in amelioration of saline-alkaline soil [J]. J. Soil WaterConserv.， 2021， 35（3）： 1-8.

［22］ 王昆艳， 官会林， 卢俊， 等. 生物炭施用量对旱地酸性红壤理化性质的影响[J]. 土壤， 2020， 52 （3）： 503-509.

WANG K Y， GUAN H L， LU J， et al .. Effects of biochar onphysicochemical properties of dry land acid red soil [J]. Soils，2020， 52 （3）： 503-509.

［23］ 冯雷， 唐光木， 徐万里， 等. 棉秆炭施用方式对新疆灰漠土棉花生长及土壤性质的影响[J]. 华北农学报， 2019， 34 （1）：188-195.

FENG L， TANG G M， XU W L， et al.. Cotton biochar applicationimpact on the cotton growth and gray desert soil property inXinjiang [J]. Acta Agric. Boreali-Sin.， 2019， 34 （1）： 188-195.

［24］ 谢沂希， 杨婉俪， 刘慧， 等. 玉米秸秆炭对土壤中氮、磷淋溶的影响[J]. 四川农业科技， 2019 （10）： 50-54.

［25］ 涂坤， 胡斐南， 许晨阳， 等. 小麦秸秆及其生物炭添加对黄绵土表面电化学性质的影响[J]. 水土保持学报， 2022， 36 （1）：360-367.

TU K， HU F N， XU C Y， et al .. Effect of wheat straw and itsbiochar addion on surface electrochemical characteristis ofloessal soil [J]. J. Soil Water Conserv.， 2022， 36 （1）： 360-367.

［26］ ZHAO R， COLES N， KONG Z， et al .. Effects of aged and freshbiochars on soil acidity under different incubation conditions [J].Soil Tillage Res.， 2015，146： 133-138.

［27］ 刘艳， 王聪颖， 史志明， 等. 老化生物炭对小白菜积累重金属的影响[J]. 山西农业大学报 （自然科学版）， 2019， 39 （3）： 58-64.

LIU Y， WANG C Y， SHI Z M， et al .. Effect of aged biochar onthe accumulation of heavy metals in pakchoi [J]. J. ShanxiAgric. Univ. （Nat. Sci.）， 2019， 39（3）： 58-64.

［28］ 周咏春， 郭思伯， 李丹阳， 等. 新鲜和老化生物炭对土壤氮淋失及油菜氮吸收的影响[J]. 环境科学研究， 2023， 36（3）：581-589.

ZHOU Y C， GUO S B， LI D Y， et al .. Effects of fresh and agedbiochar on soil nitrogen leaching and nitrogen uptake ofrapeseed [J]. Res. Environ. Sci.， 2023， 36（3）：581-589.

［29］ 徐广平， 滕秋梅， 沈育伊， 等. 香蕉茎叶生物炭对香蕉枯萎病防控效果及土壤性状的影响[J]. 生态环境学报， 2020， 29 （12）：2373-2384.

XU G P， TENG Q M， SHEN Y Y， et al .. Effects of banana stemsleavsbiochar on soil properties and control of banana Fusariumwilt [J]. Ecol. Environ. Sci.， 2020， 29 （12）： 2373-2384.

［30］ 武梦娟， 王桂君， 许振文， 等. 生物炭对沙化土壤理化性质及绿豆幼苗生长的影响[J]. 生物学杂志， 2017， 34 （2）： 63-67.

WU M J， WANG G J， XU Z W， et al .. The impact of biochar onmung bean growth and soil physicochemical properties ofsandy soil [J]. J. Biol.， 2017， 34 （2）： 63-67.

［31］ 林庆毅. 生物炭模拟老化及其对酸性红壤改良的潜力分析[D]. 武汉： 华中农业大学， 2018.

LIN Q Y. Biochar simuate aging and its potential analysis onimprpvement of the acid red soil [D]. Wuhan： HuazhongAgricultural University， 2018.

［32］ 史思伟， 娄翼来， 杜章留， 等. 生物炭的10年土壤培肥效应[J]. 中国土壤与肥料， 2018 （6）： 16-22.

SHI S W， LOU Y L， DU Z L， et al .. A 10-year field experimenton biochar amendment： effects on soil fertility [J]. Soil Fert.Sci. China， 2018 （6）： 16-22.

［33］ 任美， 程建华， 唐翔宇， 等. 生物质炭施用及老化对石灰性紫色土中磺胺类抗生素迁移特征的影响[J]. 土壤， 2021， 53 （3）：563-570.

REN M， CHENG J H， TANG X Y， et al .. Effects of biocharapplication and ageing on the transport of sulfonamides incalcareous purple soil [J]. Soils， 2021， 53 （3）： 563-570.

［34］ WANG Z， LI Y K， GUO W Z， et al .. Yield， nitrogen useefficiency and economic benefits of biochar additions toChinese flowering cabbage in Northwest China [J]. Nutr. Cycl.Agroecosyst.， 2019， 113 （3）： 337-348.

［35］ 俞若涵， 姚奇， 杨明晓， 等. 生物炭对夏玉米农田土壤有效养分垂直分布及作物利用的影响[J]. 中国土壤与肥料，2021 （1）： 137-142.

YU R H， YAO Q， YANG M X， et al .. Effect of biochar onvertical distribution of available nutrients in soil and cropnutrient utilization in summer maize season [J]. Soil Fert. Sci.China， 2021 （1）： 137-142.

［36］ 刘园， JAMAL K， 靳海洋， 等. 秸秆生物炭对潮土作物产量和土壤性状的影响[J]. 土壤学报， 2015， 52 （4）： 849-858.

LIU Y， KHANM J， JIN H Y， et al.. Effects of successiveapplication of crop-straw biochar on crop yield and soil propertiesin cambosols [J]. Acta Pedol. Sin.， 2015， 52 （4）： 849-858.

［37］ 禄兴丽. 宁夏引黄灌区生物炭配施氮肥对春小麦产量的影响[J]. 西南农业学报， 2021， 34 （4）： 770-776.

LU X L. Effect of straw returning with nitrogen application oncrop yield and nitrogen use efficiency in Ningxia Yellow Riverirrigation district [J]. Southwest China J. Agric. Sci.， 2021， 34 （4）：770-776.

［38］ MANDAL S， THANGARAJAN R， BOLAN N S， et al .. Biocharinduced concomitant decrease in ammonia volatilization andincrease in nitrogen use efficiency by wheat [J]. Chemosphere，2016， 142 （1）： 120-127.

［39］ HUI C， NING L， MI X， et al .. Biochar can increase nitrogen useefficiency of Malus hupehensis by modulating nitrate reduction ofsoil and root [J]. Appl. Soil Ecol.， 2019， 135 （3）： 25-32.

［40］ 董玉兵， 吴震， 李博， 等. 追施生物炭对稻麦轮作中麦季氨挥发和氮肥利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报， 2017，23（5）： 1258-1267.

DONG Y B， WU Z， LI B， et al .. Effects of biochar reapplicationon ammonia volatilization and nitrogen use efficiency duringwheat season in a rice-wheat annual rotation system [J]. J.Plant Nutr. Fert.， 2017， 23（5）： 1258-1267.

（责任编辑：胡立霞）

基金项目：新疆维吾尔自治区重大科技专项（2022A02007-5）。