生物炭与氮肥对稻田土壤碳氮剖面长期影响机制及固碳增氮效应研究

《Agronomy Journal》：Long-term effects of biochar and nitrogen fertilizer on soil carbon and nitrogen profiles in paddy soils

本研究针对生物炭与氮肥对深层土壤碳氮影响机制不明的关键问题，来自中国西北地区的研究团队通过8年田间试验，发现生物炭(9 t ha?1 year?1)与氮肥(300 kg N ha?1 year?1)协同使土壤有机碳(SOC)提升27.0%，并在105-150 cm深层土壤显著增加有机氮(SON)，揭示稻田系统碳氮储存评估必须涵盖深层土壤，对全球碳循环与农业可持续发展具有重要价值。

　　

长期施用生物炭与氮肥对稻田土壤碳氮剖面分布的影响机制研究取得重要突破。通过为期8年的田间定位试验，研究人员发现施加生物炭（9吨/公顷/年）在配施氮肥（300千克氮/公顷/年）条件下使土壤有机碳（SOC）总量显著提升27.0%，即使在无氮肥背景下仍增加12.2%。值得注意的是，43.5%-51.8%的SOC存储在0-30厘米表层土壤，而相当比例的碳氮组分迁移至深层土壤——生物炭处理尤其显著提高了105-150厘米深层的土壤有机氮（SON）含量。

研究首次系统揭示微生物生物量碳（MBC）和微生物生物量氮（MBN）在垂直剖面中的响应规律，证实深层土壤（>30厘米）是碳氮储存的关键区域。该发现挑战了传统仅关注表层土壤的评估范式，为精准核算稻田系统碳汇潜力提供科学依据。生物炭与氮肥的协同效应显著增强土壤固碳能力（Carbon Sequestration），促进养分循环（Nutrient Cycling），对发展可持续稻作生产与应对气候变化具有重要实践价值。