生物炭與氮肥配施在玉米生產中的應用

王闖 王春蓮 宋林

摘 要：玉米作為我國種植面積廣泛的糧食作物之一，提高氮肥利用率是實現玉米高產優質的必然趨勢。生物炭孔隙發達、吸附性好、官能團種類多樣、陽離子交換能力強等特性，賦予了其改良土壤環境、提高氮肥利用率的潛力。該文在總結生物炭和氮肥利用現狀的基礎上，分析了生物炭對土壤氮素及質量的影響，以及生物炭配施氮肥對玉米產量及氮效率的影響，并展望了生物炭配施氮肥在玉米生產上的應用前景，旨在為生物炭與氮肥配施在農業生產上的應用提供參考。

關鍵詞：生物炭;氮肥;玉米;應用

中圖分類號 S513? 文獻標識碼 A文章編號 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

玉米是我國種植面積廣闊的糧食作物之一，不僅是人類和家禽家畜重要的食物來源，也是食品、醫療、工業等領域必不可少的原材料。玉米產業聯系著畜牧業和水產養殖業，關乎人們的生活[1]。玉米生產關乎著糧食安全和國民經濟的發展，提高玉米產量及品質已經成為行業關注的焦點。但是玉米連作、盲目施加氮肥導致土壤酸化板結、氮效率低等問題，嚴重影響了玉米的生長發育、產量及品質。為了更好地提高氮肥的利用率，科研工作者正致力于尋找解決方法。近幾年來，生物炭引起了很多的關注，其獨特的物理、化學等特性，不僅可以改良土壤環境，還能提高氮利用率。

1 生物炭利用現狀

目前，生物炭在能源、環境、化工、農業等領域都起著不可忽視的作用[2]。生物炭是有機廢棄物材料在缺氧條件下，高溫熱解而產生吸附性強且穩定性好的高碳固體物質[3]。其獨特的特性越來越引起了國內外科研工作者的關注。全球科研工作者對生物炭在環境治理、土壤的改善與修復、重金屬離子的吸附、作物產量品質的提高等都進行了大量的研究，并取得了一些重要的成果[4]。但是許多研究成果都是不全面、不系統，還需要深入的拓展完善。在農業生產中，生物炭與肥料配施具有良好的發展前景，研究表明，生物炭配施肥料比兩者單獨施用對作物的生長和產量都更高效穩定[3]。

2 氮肥利用現狀

氮是作物生長發育過程中的必需元素之一，是決定作物生長、產量及品質的關鍵因素之一。為了實現高產，農民盲目大量施加氮肥，導致自然界氮平衡失調，氮肥利用率下降。于飛等[5]研究表明，作物的氮肥利用率低于40%，大部分散失到環境中，造成土壤酸化板結、水體和地下水污染、溫室效應加重等問題。過量施氮不僅不能提高作物的產量還會增加成本的投入，對環境造成污染。然而，合理有效地施用氮肥，可以實現增產增效與保護綠水青山協同發展。目前，人們主要通過測土配方施肥、分期施肥、深施氮肥、施加緩/控釋肥、添加硝化抑制劑或脲酶抑制劑以及有機肥料配施氮肥等措施來提高氮肥的利用率[6]。

3 生物炭對土壤氮素及理化性質的影響