有机物料与黏土协同改良沙地玉米产量及水分利用效率的机制研究

本研究针对沙质土壤结构差、有机质管理效果有限的问题，由研究人员开展有机物料与黏土协同改良对玉米生长及水分利用的影响研究。结果表明，单独添加生物炭（BC）或褐煤有机肥（LG）可提升土壤粉粒+黏粒含量（SC）和有机质（SOM），并显著提高产量（GY）和水分利用效率（WUE）；而联合黏土添加（BCR、LGR）效果更为显著，SC、SOM、GY和WUE分别提升19.4%–21.2%、7.0–11.0 g?kg?1、2385–5016?kg?ha?1和4.1–9.5?kg?ha?1?mm?1，为沙地农业可持续发展提供有效策略。

　　

土壤有机质（Soil Organic Matter, SOM）的改善通常与土壤结构密切相关。在结构较差的沙质土壤中，调整其机械组成可能是实现有效SOM管理和作物增产的前提。本研究探讨了在沙质农田（黏粒含量4.3%）中施加有机物料及引入黏土（来自第四纪红黏土，黏粒占比38.5%）对土壤水分动态、玉米生长、根系形态以及水分利用效率（Water Use Efficiency, WUE）的影响。试验设置包括：对照组（CK）、生物炭（Biochar, BC）、褐煤有机肥（Lignite Organic Fertilizer, LG）、以及生物炭/褐煤有机肥与黏土联合处理（BCR与LGR）。

结果显示，与CK相比，单独使用有机改良剂（BC、LG）使0–20 cm土层中粉粒+黏粒含量（Silt + Clay content, SC）和SOM含量分别提高了4.3%–5.8%与5.3–9.2?g?kg^?1（p??1）和19%–41%（相当于3.3–6.8?kg?ha^?1?mm^?1）。而引入黏土的处理（BCR、LGR）表现出更显著的改良效果：SC和SOM分别增加19.4%–21.2%和7.0–11.0?g?kg^?1，GY和WUE则分别提高了2385–5016?kg?ha^?1与4.1–9.5?kg?ha^?1?mm^?1。

此外，体积含水量（Volumetric Water Content, VWC）与SC和SOM含量呈显著线性相关（p?