海泡石与生物炭复配对小麦养分吸收的影响

The Effect of Sepiolite and Biochar Combination on Nutrient Absorption in Wheat

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2025.01.010

杨自超 Zichao YANG , 任孟伟 Mengwei REN , 杨博兰 Bolan YANG , 钟雯瑾 Wenjin ZHONG , 刘建琦 Jianqi LIU , 刘锐杰 Ruijie LIU , 郭景丽 Jingli GUO , 岳艳军 Yanjun YUE

河南心连心化学工业集团股份有限公司河南新乡 453731 Henan Xinlianxin Chemicals Group Co., Ltd., Xinxiang, Henan 453731, China

摘要：

为考察海泡石与生物炭复配对作物养分吸收的影响，以小麦为试验对象，开展了盆栽试验。试验共设5个处理，以复合肥(26-10-12)为对照(CK)处理，测定了不同处理的小麦干物质累积量及植株氮、磷、钾含量。结果表明：肥料中添加海泡石和生物炭对小麦氮、磷吸收具有显著的促进作用，以添加质量分数均为0.5%的海泡石和生物炭的处理效果最好，小麦植株氮含量和氮累积量、磷含量和磷累积量分别比CK处理的提高32%和16%、13%和6%；肥料中添加海泡石和生物炭对小麦钾的吸收无明显的促进作用；海泡石与生物炭复配对作物养分吸收利用的效果优于施用单一材料的，且效果随两者添加量的增加而递增。

关键词：

海泡石; 生物炭; 肥料利用率; 干物质累积量;

Abstract：

To investigate the effect of the combination of sepiolite and biochar on crop nutrient absorption, a pot experiment is conducted on wheat as the experimental object. Five treatments are set up in the experiment, with compound fertilizer (26-10-12) as the control (CK) treatment, to determine the dry matter accumulation and plant nitrogen, phosphorus, and potassium content of wheat under different treatments. The results show that the addition of sepiolite and biochar to fertilizer has a significant promoting effect on nitrogen and phosphorus absorption in wheat. The best treatment effect is when sepiolite and biochar with a mass fraction of 0.5% are added. The nitrogen content and nitrogen accumulation, phosphorus content and phosphorus accumulation of wheat plants are increased by 32% and 16%, 13% and 6%, respectively, compared to the CK treatment. Adding sepiolite and biochar to fertilizer has no significant promoting effect on the absorption of potassium by wheat. The combination of sepiolite and biochar has a better effect on crop nutrient absorption and utilization than the application of a single material, and the effect increases with the increase of the amount of both added.

Keyword：

sepiolite; biochar; fertilizer utilization rate; accumulation of dry matter;

0 前言

有关学者研究发现：我国肥料的当季利用率，氮肥为30%~35%，磷肥为10%~25%，钾肥为35%~50%^[1]；在南方降水量大的丘陵地区，肥料的利用率更低；目前国外化肥的利用率可达50%~55%^[2]。肥料利用率太低，有可能会超量施肥，致使土壤的理化性状不断恶化，不但影响农作物的产量和质量，而且因养分流失过大，造成环境污染、水体富营养化等^[3]。当前，我国还处于以速效性肥料分次施用为主体的施肥阶段，速效性肥料不仅利用率低，而且成本高、污染严重，难以适应现代农业的要求^[4]。为了提高肥料利用率，缓/控释肥料和抑制剂技术成为了研究的热点。缓/控释肥料能够减缓肥料养分的释放速率，提高作物对肥料养分的利用率，我国对缓/控释肥料的研究已取得了一定的成就^[5]。抑制剂技术主要是在肥料中添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂，其中脲酶抑制剂能够抑制土壤中脲酶的活性，减缓酰胺态氮向铵态氮转化，减少铵态氮的挥发损失^[6]；硝化抑制剂能够抑制土壤中硝化细菌的活性，减缓铵态氮向硝态氮转化，减少硝态氮的淋溶损失^[7]。

虽然缓/控释肥料和抑制剂技术的使用效果较好，但成本相对较高。天然的海泡石和生物炭不仅价格便宜，而且对肥料中的养分具有较好的吸附效果，能有效提高肥料的利用率。童潜明^[8]的研究表明，肥料中添加海泡石，可以减少氮肥用量10%~15%，提高氮肥利用率12%左右。胡建宇等^[9]的研究发现，生物炭可以培肥土壤，提高肥料利用率，增加作物产量。目前多数研究者只对海泡石和生物炭的单一材料进行了研究，未对两种材料的复配效果进行研究。本研究通过盆栽试验，考察了生物炭与海泡石复配后在小麦上的使用效果。

1 试验概况

试验于2022年10月—2023年6月在河南新乡市新乡县进行。供试作物为小麦(郑麦15号)，供试复合肥(26-10-12)由河南心连心化学工业集团股份有限公司提供。海泡石和生物炭通过网上购买，采用外包裹法包裹供试复合肥。

试验设置5个处理：对照(CK)，复合肥；T1，0.5%(质量分数，下同)海泡石+复合肥；T2，0.5%生物炭+复合肥；T3，0.5%海泡石+0.5%生物炭+复合肥；T4，0.25%海泡石+0.25%生物炭+复合肥。称取3 g复合肥与8 kg土壤混合均匀后装入花盆；每个花盆中播种20粒小麦，每个处理5盆，共种植25盆；小麦出苗后进行间苗，每盆保留5株长势一致的小麦苗；入冬后，将盆栽埋入土中，防止冻伤小麦根系。

小麦收获后，取整株小麦，烘干后称重，得到干物质质量。小麦植株氮含量采用奈氏比色法测定，磷含量采用钒钼黄比色法测定，钾含量采用火焰光度法测定。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对小麦干物质积累的影响

不同施肥处理的小麦干物质质量见图 1，图中不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

图 1

不同施肥处理的小麦干物质质量

由图 1可知，各处理间小麦干物质质量无显著性差异，但添加生物炭和海泡石处理的小麦干物质质量均高于CK处理的，说明添加生物炭和海泡石可以促进小麦干物质的积累。

2.2 不同施肥处理对小麦氮吸收的影响

不同施肥处理的小麦植株氮含量和氮累积量见图 2。

图 2

不同施肥处理的小麦植株氮含量和氮累积量

由图 2可知：不同施肥处理的小麦植株氮含量存在显著性差异，添加生物炭和海泡石处理的小麦植株氮含量均优于CK处理的，T1、T2、T3、T4处理的小麦氮含量比CK处理的分别提高了12%、3%、32%、22%；添加生物炭和海泡石处理的小麦植株氮累积量与CK处理的存在显著性差异，其中T3处理的小麦植株氮累积量最高，比CK处理的增加16%。

2.3 不同施肥处理对小麦磷吸收的影响

不同施肥处理的小麦植株磷含量和磷累积量见图 3。

图 3

不同施肥处理的小麦植株磷含量和磷累积量

由图 3可知：T3处理的小麦植株磷含量与CK处理的差异显著，提高了13%；T1、T2、T4处理的磷含量与CK处理的差异不显著，但均高于CK处理的，分别提高了2%、3%、4%；T3处理的小麦植株磷累积量与CK处理的差异显著，提高了6%；其他处理的磷累积量与CK处理的差异不显著，但均高于CK处理的。

2.4 不同施肥处理对小麦钾吸收的影响

不同施肥处理的小麦植株钾含量和钾累积量见图 4。

图 4

不同施肥处理的小麦植株钾含量和钾累积量

由图 4可知：添加生物炭和海泡石处理的小麦植株钾含量与CK处理的无显著性差异，各处理间小麦植株钾累积量的差异也不显著，说明生物炭和海泡石对小麦钾的吸收无明显的促进作用。

3 讨论

本研究发现，生物炭和海泡石与肥料配施，对小麦的氮、磷吸收具有显著影响，其中效果最好的是生物炭和海泡石添加量均为0.5%的处理，小麦植株氮含量较CK处理的提高32%，氮累积量较CK处理的增加16%，磷含量较CK处理的提高13%，磷累积量较CK处理的增加6%。

覃建忠等^[10]的研究发现，肥料中配施海泡石可以显著提高玉米产量，该结论从侧面反映出海泡石可以促进作物对养分的吸收。海泡石本身具有较强的吸附功能，能使氮素在土壤中不挥发且不流失，土壤中的养分可较长时间地供作物吸收。

陈重军等^[11]的研究表明，竹炭配施三元复合肥，可以增加土壤中细菌的多样性，促进土壤优势微生物群落的富集，显著提高蔬菜产量，降低土壤中氮、磷的流失。其原因可能是生物炭含碳率高、孔隙结构丰富、比表面积大、理化性质稳定，对土壤中的养分具有较强的吸附性。一些相关研究也表明，生物炭对铵离子和磷酸根具有很强的吸附能力，可以减少养分流失，提高土壤肥力^[12-13]；而且在酸性土壤和砂质土壤中，生物炭对氮、磷的吸附作用更为明显，能够在一定程度上避免肥料的流失，延长肥料养分的释放期^[14-15]。

4 结语

试验结果表明，添加生物炭和海泡石可以有效促进小麦对氮、磷养分的吸收，与现有的其他研究结果一致。试验还发现，海泡石复配生物炭对养分的吸收利用效果优于施用单一材料的，且效果随两者施用量的增加而递增。

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