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中国沿海地区滩涂资源丰富，沿海11个省（市、区）分布有大约217万hm2滩涂，其中江苏省占25％。滩涂土壤作为重要的后备土地资源，有着巨大的开发潜力和利用价值。然而由于特殊的自然地理环境，滩涂土壤往往具有盐碱障碍突出、氮素养分损失量大、土壤肥力低下等特点，严重制约了滩涂地区耕地质量和农业发展。因此，消减滩涂土壤盐碱等障碍因素，提高滩涂盐碱障碍农田的氮素利用效率和生产力，是合理开发利用滩涂土地资源的关键。本论文以典型苏北滨海盐渍农田为研究对象，采用温室盆栽试验和田间微区试验相结合的方法开展研究工作:温室盆栽试验研究了脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂双氰胺(DCD)施用及其与生物质炭配施对滨海盐渍农田消减土壤盐碱障碍、促进作物氮素吸收的影响;田间微区试验研究了高、中、低量生物质炭(27、20.25、13.5t/hm2)施用对滨海盐渍农田土壤水盐氮运移、作物氮素吸收和土壤肥力关键要素的影响，旨在揭示生物质炭及氮素抑制剂施用对滨海盐渍农田盐碱障碍调控、氮素增效、地力提升的作用与规律，为滨海滩涂土壤资源的开发和可持续利用提供技术支撑。本文主要研究结果及内容如下:
1.生物质炭和氮素抑制剂施用对滨海盐渍农田土壤水盐运动的调控作用
苏北滨海盐渍农田土壤含水量、盐分及pH均呈季节性变化规律;土壤剖面的含水量变化为从上至下逐渐增加，而盐分和pH则呈“高-低-高”分布。生物质炭施用影响了土壤持水特性，但不同季节存在差异:在降雨量充沛的季节，生物质炭施用可以增加土壤含水量，且随着施用量增加而增加;在强烈蒸发的季节，土壤含水量有所降低，且高量生物质炭施用的处理降低幅度更大。施用生物质炭带入灰分可使土壤盐分有一定程度增加，同时生物质炭改善了土壤结构并提升了土壤保水能力，促进降雨对土壤盐分的淋洗作用，可较显著抵消生物质炭带入土壤中的盐分，其中高量生物质炭促进土壤盐分淋洗效果较好，对土壤盐分的影响程度低。生物质炭施用一段时间后，滨海盐碱障碍农田土壤pH有一定程度降低，时间越久土壤pH值越低，其中低量生物质炭降低土壤pH的效果较好。
施用尿素时添加氮素抑制剂对土壤盐分无明显影响，而添加生物质炭以及生物质炭配施氮素抑制剂的处理均略微增加了土壤盐分。土壤pH大体上和土壤盐分存在着负相关关系，施用生物质炭有助于降低土壤pH，且和氮素抑制剂配施对底层土壤pH的降低效果更好。
2.生物质炭和氮素抑制剂对滨海盐渍农田氮素有效性及作物氮素利用的影响
DCD和NBPT通过影响硝化作用和尿素水解来调控土壤不同形态无机氮含量和比例，土壤中硝态氮含量高低对作物氮素吸收具有重要影响。NBPT增加了土壤中硝态氮含量，相比常规处理增加了17.92％，增加了作物秸秆和籽粒的全氮含量;DCD降低了土壤硝态氮含量，相比常规处理降低了10.03％，作物秸秆和籽粒全氮含量也有降低。两种氮素抑制剂处理均增加了作物籽粒产量，DCD对籽粒产量的增加优于NBPT;氮素抑制剂配施生物质炭增产效果更好，增产最多的为BFDN（生物质炭配施NBPT和DCD）处理，增产幅度高达35.01％。NBPT增加了作物秸秆和籽粒全氮含量，DCD则有所降低，而两种氮素抑制剂均增加了作物产量，总体上促进了作物对氮素的吸收，提升了氮肥利用效率，且NBPT与DCD配施提升效果更好，对氮肥利用效率各指标综合提升效果最好的处理为BFDN。尿素中添加氮素抑制剂有助于降低氮表观损失量，其中降低最多的为FDN(NBPT配施DCD)处理，其相比常规处理降低幅度达到了6.02％。
土壤无机氮主要集中在表层土壤，底部各土层无机氮含量较低且无明显差异;得益于分期施肥，作物生育期内0-20cm土层和20-40cm土层的土壤无机氮含量基本保持在较为稳定的水平。生物质炭施用降低了土壤铵态氮含量，高量生物质炭施用降低幅度更大，而生物质炭增加了土壤硝态氮含量，但不同用量之间未呈现明显规律。生物质炭施用提高了作物产量，三个生物质炭处理下（低、中、高量）大麦增产幅度分别为2.84％、16.16％和19.88％;玉米增产幅度分别为12.27％、15.27％和16.74％。施用生物质炭尽管会使土壤盐分有一定程度增加，但生物质炭对土壤水分和养分状况的提高、土壤结构的改善以及土壤地力的提升，为作物提供了适宜的生长环境，促进了作物产量提高。与作物产量相关的氮肥农学效率、氮肥偏生产力及氮收获指数也随着生物质炭用量增加而增加;秸秆量与秸秆和籽粒全氮含量为中低量生物质炭较高，因此植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素吸收效率也为中低量生物质炭更高。两季作物的氮平衡计算表明，生物质炭可以降低作物收获后土壤残留无机氮含量、增加作物氮素吸收并降低氮表观损失，其中中低量生物质炭降低更多，两个生物质炭处理下大麦季和玉米季的累计氮表观损失量相比对照处理分别降低了21-27.83％、15.43-27.22％。
3.生物质炭施用对滨海盐渍农田土壤地力的影响
施用生物质炭可以较好地调控滩涂农田盐碱障碍、提升盐渍土壤肥力。作物收获后，生物质炭施用可降低土壤容重并提高土壤大团聚体(＞0.25mm)及有机质含量，土壤容重为中低量生物质炭降低更多，土壤有机质及大团聚体含量为中高量生物质炭提升更多。生物质炭对土壤团粒结构的改善、容重的降低，可以增加土壤持水能力，其中中量生物质炭增加更多。采用模糊数学的方法就生物质炭对土壤地力提升进行了综合评价，以土壤电导率、pH、容重、饱和含水量、有机质、团聚体等滨海盐渍农田关键地力因子为评价指标，通过计算土壤质量指数来分析生物质炭对盐渍土壤的综合改良效应，结果表明施用生物质炭可以增加土壤质量指数，其中中量生物质炭得分最高，对土壤质量的综合提升效果最好。
生物质炭通过增加土壤含水量、促进盐分淋洗、降低土壤碱性、提高土壤速效氮含量、改善土壤结构和提高土壤有机质含量，提升滨海盐渍土壤地力，使盐渍土壤不良的理化性质向好的方向转变，可以用于滨海盐渍土的改良。综合各处理对土壤水盐碱、作物产量、氮肥利用效率、氮平衡和氮表观损失、土壤地力等影响来看，本研究中中量生物质炭(20.25t/hm2)的改良效果最好，可以在这一用量基础上进行应用并开展更加深入的研究。但是鉴于生物质炭施用有增加土壤盐碱的风险，因此在盐渍化程度大的地区施用应特别注意优化生物质炭施用量，并尽可能采用低灰分含量的生物质炭。
1.生物质炭和氮素抑制剂施用对滨海盐渍农田土壤水盐运动的调控作用
苏北滨海盐渍农田土壤含水量、盐分及pH均呈季节性变化规律;土壤剖面的含水量变化为从上至下逐渐增加，而盐分和pH则呈“高-低-高”分布。生物质炭施用影响了土壤持水特性，但不同季节存在差异:在降雨量充沛的季节，生物质炭施用可以增加土壤含水量，且随着施用量增加而增加;在强烈蒸发的季节，土壤含水量有所降低，且高量生物质炭施用的处理降低幅度更大。施用生物质炭带入灰分可使土壤盐分有一定程度增加，同时生物质炭改善了土壤结构并提升了土壤保水能力，促进降雨对土壤盐分的淋洗作用，可较显著抵消生物质炭带入土壤中的盐分，其中高量生物质炭促进土壤盐分淋洗效果较好，对土壤盐分的影响程度低。生物质炭施用一段时间后，滨海盐碱障碍农田土壤pH有一定程度降低，时间越久土壤pH值越低，其中低量生物质炭降低土壤pH的效果较好。
施用尿素时添加氮素抑制剂对土壤盐分无明显影响，而添加生物质炭以及生物质炭配施氮素抑制剂的处理均略微增加了土壤盐分。土壤pH大体上和土壤盐分存在着负相关关系，施用生物质炭有助于降低土壤pH，且和氮素抑制剂配施对底层土壤pH的降低效果更好。
2.生物质炭和氮素抑制剂对滨海盐渍农田氮素有效性及作物氮素利用的影响
DCD和NBPT通过影响硝化作用和尿素水解来调控土壤不同形态无机氮含量和比例，土壤中硝态氮含量高低对作物氮素吸收具有重要影响。NBPT增加了土壤中硝态氮含量，相比常规处理增加了17.92％，增加了作物秸秆和籽粒的全氮含量;DCD降低了土壤硝态氮含量，相比常规处理降低了10.03％，作物秸秆和籽粒全氮含量也有降低。两种氮素抑制剂处理均增加了作物籽粒产量，DCD对籽粒产量的增加优于NBPT;氮素抑制剂配施生物质炭增产效果更好，增产最多的为BFDN（生物质炭配施NBPT和DCD）处理，增产幅度高达35.01％。NBPT增加了作物秸秆和籽粒全氮含量，DCD则有所降低，而两种氮素抑制剂均增加了作物产量，总体上促进了作物对氮素的吸收，提升了氮肥利用效率，且NBPT与DCD配施提升效果更好，对氮肥利用效率各指标综合提升效果最好的处理为BFDN。尿素中添加氮素抑制剂有助于降低氮表观损失量，其中降低最多的为FDN(NBPT配施DCD)处理，其相比常规处理降低幅度达到了6.02％。
土壤无机氮主要集中在表层土壤，底部各土层无机氮含量较低且无明显差异;得益于分期施肥，作物生育期内0-20cm土层和20-40cm土层的土壤无机氮含量基本保持在较为稳定的水平。生物质炭施用降低了土壤铵态氮含量，高量生物质炭施用降低幅度更大，而生物质炭增加了土壤硝态氮含量，但不同用量之间未呈现明显规律。生物质炭施用提高了作物产量，三个生物质炭处理下（低、中、高量）大麦增产幅度分别为2.84％、16.16％和19.88％;玉米增产幅度分别为12.27％、15.27％和16.74％。施用生物质炭尽管会使土壤盐分有一定程度增加，但生物质炭对土壤水分和养分状况的提高、土壤结构的改善以及土壤地力的提升，为作物提供了适宜的生长环境，促进了作物产量提高。与作物产量相关的氮肥农学效率、氮肥偏生产力及氮收获指数也随着生物质炭用量增加而增加;秸秆量与秸秆和籽粒全氮含量为中低量生物质炭较高，因此植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素吸收效率也为中低量生物质炭更高。两季作物的氮平衡计算表明，生物质炭可以降低作物收获后土壤残留无机氮含量、增加作物氮素吸收并降低氮表观损失，其中中低量生物质炭降低更多，两个生物质炭处理下大麦季和玉米季的累计氮表观损失量相比对照处理分别降低了21-27.83％、15.43-27.22％。
3.生物质炭施用对滨海盐渍农田土壤地力的影响
施用生物质炭可以较好地调控滩涂农田盐碱障碍、提升盐渍土壤肥力。作物收获后，生物质炭施用可降低土壤容重并提高土壤大团聚体(＞0.25mm)及有机质含量，土壤容重为中低量生物质炭降低更多，土壤有机质及大团聚体含量为中高量生物质炭提升更多。生物质炭对土壤团粒结构的改善、容重的降低，可以增加土壤持水能力，其中中量生物质炭增加更多。采用模糊数学的方法就生物质炭对土壤地力提升进行了综合评价，以土壤电导率、pH、容重、饱和含水量、有机质、团聚体等滨海盐渍农田关键地力因子为评价指标，通过计算土壤质量指数来分析生物质炭对盐渍土壤的综合改良效应，结果表明施用生物质炭可以增加土壤质量指数，其中中量生物质炭得分最高，对土壤质量的综合提升效果最好。
生物质炭通过增加土壤含水量、促进盐分淋洗、降低土壤碱性、提高土壤速效氮含量、改善土壤结构和提高土壤有机质含量，提升滨海盐渍土壤地力，使盐渍土壤不良的理化性质向好的方向转变，可以用于滨海盐渍土的改良。综合各处理对土壤水盐碱、作物产量、氮肥利用效率、氮平衡和氮表观损失、土壤地力等影响来看，本研究中中量生物质炭(20.25t/hm2)的改良效果最好，可以在这一用量基础上进行应用并开展更加深入的研究。但是鉴于生物质炭施用有增加土壤盐碱的风险，因此在盐渍化程度大的地区施用应特别注意优化生物质炭施用量，并尽可能采用低灰分含量的生物质炭。