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本研究以江西典型旱地红壤为研究对象,采用生物质炭(施用量为0、2.5t/ha、5t/ha、10t/ha、20t/ha、30和40 t/ha)与氮肥(施用量为60 kg/ha、90 kg/ha和120 kg/ha)配施的方法,研究了在长时期内对典型旱地红壤肥力的改良以及对作物的增产作用。主要研究了在两年时间内生物质炭与氮肥配施后对红壤的物理特性的改良,如：孔隙度、容重、饱和导水率以及水分特征曲线；养分的改良包括土壤有机碳、土壤有效磷、土壤CEC和土壤pH;作物(油菜和红薯)两季产量的变化,并通过室内模拟实验研究了生物质炭对氮素(硝态氮和铵态氮)的吸收及运移的影响,以期为改善旱地红壤不良理化性状、提高作物产量提供一定的科学依据。研究结果如下：(1)生物质炭与氮肥配施后旱地红壤容重有不同程度的降低,总孔隙度和饱和导水率有显著的升高。随着时间的变化,0-15 cm和15-30 cm的饱和导水率随着生物质炭的增加其改良效果更为明显。通过对研究区使用生物质炭后旱地红壤的水力学特性研究,可以得出随着生物质炭施用量的增加,有效水含量也显著增加,旱地红壤15-30 cm土层相对于0-15 cm的土层有效水含量更高。(2)生物质炭与氮肥配施后,旱地红壤0-30 cm土层有机碳(SOC)、CEC和有效磷含量均有不同程度的提高。0-15 cm土层有机碳和有效磷含量提高幅度显著高于15-30 cm土层,而CEC含量则相反,旱地红壤pH也随着生物质炭的施用增加而提高,酸性得到改善。施用生物质炭处理的土壤有效磷与pH和有机碳呈正显著相关性,生物质炭提高了土壤pH和有机碳含量,也进一步提高了土壤有效磷的含量。(3)采用室内土柱模拟的方法,研究了生物质炭对红壤中铵态氮和硝态氮的淋溶影响,不同处理的土壤淋溶速率随着生物质炭添加量的增加而显著降低,不同处理土壤中铵态氮和硝态氮的穿透曲线具有相同的趋势。各处理CK、C2、 C3、C4、C5和C6的铵态氮淋失率分别为38.33%,37.05%,34.91%,29.83%,28.28%和20.03%；硝态氮的淋失率分别为98.86%,96.49%,94.23%,90.21%,86.15%和83.46%。各处理CK、C2、C3、C4、C5和C6的铵态氮相对浓度(C/CO)的峰值分别为0.12,0.12,0.11,0.10,0.09和0.09;硝态氮相对浓度(C/CO)的峰值为0.36,0.35,0.34,0.33,0.32和0.32。除硝态氮的浓度峰值与容重呈显著的正相关性外,硝态氮和铵态氮的累计淋溶量和浓度峰值与孔隙度、有机质含量和CEC及生物质炭量均呈极显著负相关关系。各穿透曲线尾部均存在一定的拖尾现象,且随着生物质炭添加量的增加,拖尾现象越严重。对硝态氮穿透曲线的影响因素分析可知,生物质炭影响了土壤的物理性质,导致各处理硝态氮穿透曲线发生了变化.采用CXTFIT 2.0数学模型模拟硝态氮在土壤中的运移,硝态氮的穿透曲线拟合值与实测值呈极显著正相关关系,相关系数均达到0.8497以上,能够很好地对硝态氮运移和土壤硝态氮运移参数进行预测,试验结果可为预测生物质炭施用后硝态氮对地下水体环境的影响提供科学依据。(4)生物质炭与氮肥配施后,旱地红壤油菜和红薯的产量显著提高,其中C6N3处理的产量最高。同一氮肥施用水平下,生物质炭施用量越大,油菜和红薯的产量越高；在同一生物质炭施用量水平下,氮肥施用量越大,油菜和红薯的产量也越高。生物质炭对红薯产量的贡献率高于对油菜产量的贡献率,而氮肥对油菜产量贡献率高于生物质炭对红薯产量的贡献率。