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随着人口的迅猛增长，粮食需求增加，粮食安全成为人们日益关注的问题。由于砂姜黑土和砂质潮土的不良土壤性状，土壤生产力水平较低，导致这些地区成为我国最大的中低产区之一，因此对砂姜黑土和砂质潮土的改良与质量提升势在必行。外源C作为土壤腐殖质的物质来源，对改善土壤结构和植物营养条件以及提高粮食产量等方面起着重要作用。本研究从砂姜黑土及砂质潮土的基本性状着手，通过小麦和玉米盆栽模拟试验，研究了实际生产过程中不同外源C（生物炭、有机肥、秸秆）对砂姜黑土和砂质潮土改良效果及作物产量改善情况，然后再通过玉米盆栽实验探究等C条件下，不同外源C对砂姜黑土和砂质潮土的改良作用，以期为提高砂姜黑土及砂质潮土生产力，增加粮食产量提供基础数据和理论支撑，对区域农业的可持续发展提供技术支持和实践指导。试验共设计八个处理秸秆(S)、生物炭(C)、有机肥(M)、秸秆+生物炭(CS)、秸秆+有机肥(SM)、生物炭+有机肥(CM)、生物炭+秸秆+有机肥(CSM)以及空白对照(CK)。本研究结果如下: (1)不同外源C对砂姜黑土物理性质的影响。模拟实际生产试验中，添加生物炭处理(C、CS、CM、CSM)砂姜黑土容重与对照相比显著降低，且加有生物炭处理的土壤线性延展系数比相应不加生物炭处理的线性延展系数要小。等C输入条件下，生物炭、秸秆能明显降低砂姜黑土容重，增加田间持水量，提高耕层土壤孔隙度，此外有机肥和秸秆的施用对砂姜黑土团聚体结构的改善有重要作用，增大了砂姜黑土团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均值经(GMD)。 (2)不同外源C对砂姜黑土和砂质潮土化学性质的影响。模拟实际生产试验中，与CK相比，添加生物炭的处理(C、CS、CM、CSM)砂姜黑土和砂质潮土有机碳含量显著增加，其它处理对土壤有机碳的提高贡献不大;添加秸秆的处理(S、CS、SM、CSM)对砂姜黑土和砂质潮土可溶性有机碳(DOC)含量的提高有显著效果;添加生物炭可以有效的增加两种土壤全N含量;单施生物炭可以显著增加砂姜黑土全P含量，而多数外源C可以显著提高小麦季砂质潮土全P含量;三种外源C对土壤全K含量的影响较小，但添加生物炭的处理砂姜黑土和砂质潮土有效K含量显著升高;此外，生物炭可以显著提高砂质潮土CEC，从而提高土壤保肥能力。等C条件下，外源C的施入增加了砂姜黑土和砂质潮土的有机碳含量;砂质潮土中生物炭与其他外源C配施可以显著增加土壤有机碳含量。 (3)不同外源C对砂姜黑土和砂质潮土生物学性质的影响。研究结果表明，模拟实际生产试验中，添加秸秆对砂姜黑土和砂质潮土微生物量C(MBC)含量的提高有重要作用;添加秸秆能显著提高砂姜黑土和砂质潮土土壤脲酶和蔗糖酶活性;秸秆单施和与其它有机物配施均能增加小麦灌浆期和玉米抽雄期砂姜黑土和砂质潮土总磷脂脂肪酸(PLFAs)、细菌、真菌、放线菌以及腐生真菌的量;外源C总体上减小了砂姜黑土G+/G-，但对小麦灌浆期砂质潮土的G+/G无明显影响。等C条件下，外源C的施入增加了砂姜黑土和砂质潮土MBC含量，提高了土壤微生物活性。且在砂姜黑土中，外源C单施情况下对砂姜黑土微生物量C含量的提高效果表现为:有机肥＞秸秆＞生物炭，与土壤有机碳的规律一致。 (4)不同外源C对作物生物量的影响。模拟实际生产试验中，添加外源C各处理均增加了砂姜黑土小麦地上生物量，对地下部分生物量的影响没有显著差异;玉米地上部分干物质量各处理间差异不显著，而地下部分添加生物炭的处理(C、CS、CM、CSM)干物质量显著大于其他处理。不同外源C对砂质潮土小麦地上产量的影响较小，而添加生物炭处理对小麦地下部分生物量提高较显著。对玉米而言，添加生物炭处理均能提高玉米地上和地下部分干物质量。等C输入条件下，与CK相比，添加外源C各处理玉米产量及地上、地下生物量均增加，且三种外源C配施下效果最好。 非等碳输入条件下，添加生物炭对砂姜黑土容重和COLE以及砂质潮土CEC改良效果最好，且能提高土壤全N以及SOC含量;秸秆则对两种土壤MBC和DOC以及土壤细菌、真菌、放线菌和蔗糖酶、脲酶等生物学性质有较强的促进效果。等碳条件下，添加秸秆对砂姜黑土土壤团聚结构有较好的改良作用，添加秸秆和生物炭能改善砂姜黑土孔隙结构，添加有机肥对土壤MBC提高最为显著。