生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)及烤后煙葉質(zhì)量的影響

葉協(xié)鋒，李志鵬，于曉娜，牛瑜德，李先鋒，管賽賽，宗勝杰，孟琦

1河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地，煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州450002；2陜西漢中市煙草公司，漢中723000

生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)及烤后煙葉質(zhì)量的影響

葉協(xié)鋒1，李志鵬1，于曉娜1，牛瑜德2，李先鋒2，管賽賽1，宗勝杰1，孟琦1

1河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地，煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州450002；2陜西漢中市煙草公司，漢中723000

以云煙97為研究對(duì)象，通過(guò)大田試驗(yàn)，于2013年在陜西漢中研究了花生殼生物炭不同用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)及烤后煙葉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：（1）添加生物炭提高了植煙土壤全碳、易氧化活性有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳、有機(jī)碳礦化速率、土壤碳庫(kù)活度、碳庫(kù)活度指數(shù)和土壤碳庫(kù)管理指數(shù)。（2）添加生物炭增加了烤后煙葉中Nic、K+和Cl-的含量，其含量隨著生物炭用量的增加而增加，適量添加生物炭可以改善烤后煙葉單料煙評(píng)吸質(zhì)量。（3）以常規(guī)施肥配施生物炭用量600kg/hm2的處理效果最好。（4）過(guò)量的生物炭可能會(huì)對(duì)烤后煙葉品質(zhì)造成負(fù)面影響，需進(jìn)一步開(kāi)展增施生物炭配減氮肥技術(shù)研究。

生物炭；土壤碳庫(kù)；烤煙；品質(zhì)

我國(guó)人口眾多，耕地面積廣闊但人均不足，人均耕地面積只相當(dāng)于世界平均水平的33%[1]。為使作物生長(zhǎng)滿足人們需求，農(nóng)田連作和大量施用化肥現(xiàn)象特別普遍。人們盲目追求短期效益，不重視土地的改良和養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致土壤板結(jié)、土壤碳庫(kù)下降、養(yǎng)分不均衡、次生鹽漬化等問(wèn)題層出不窮，改良農(nóng)田土壤已經(jīng)是我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。煙草行業(yè)面臨同樣嚴(yán)重的問(wèn)題。

巴西亞馬遜河流域考古者發(fā)現(xiàn)，具有生物炭的土壤生產(chǎn)力比周邊沒(méi)有生物炭的高得多。這一發(fā)現(xiàn)，使得學(xué)者們對(duì)利用生物炭改良土壤理化性質(zhì)和作物品質(zhì)的研究熱情高漲。生物炭是動(dòng)植物殘?bào)w在厭氧或者絕氧條件下進(jìn)行熱解形成的含碳豐富的固體物質(zhì)[2]。生物炭有高度羧酸酯化和芳香化的結(jié)構(gòu)，有較大的孔隙度和比表面積，這些基本性質(zhì)使其具備較強(qiáng)的吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力。生物炭含有大量植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，可以促進(jìn)土壤養(yǎng)分的循環(huán)和植物的生長(zhǎng)[2]；生物炭具有較強(qiáng)的吸附能力，可以吸附銨、硝酸鹽，還可以吸附磷和其他水溶性鹽離子，具有較好的保肥性能[3]。

土壤有機(jī)質(zhì)表征土壤肥力的變化，其含量高低影響到土壤的物理、化學(xué)以及生物學(xué)特性，是土壤質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要反映指標(biāo)。土壤有機(jī)質(zhì)中的碳即為有機(jī)碳，它的變化與煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量風(fēng)格特色密切相關(guān)。因此，研究土壤有機(jī)碳含量的變化對(duì)煙葉生產(chǎn)具有重要意義。受氣候條件、農(nóng)業(yè)管理和土地利用不合理等因素的影響，土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的貧瘠化現(xiàn)象相當(dāng)普遍，而土壤有機(jī)碳的數(shù)量和質(zhì)量在很大程度上與維持和提高土壤肥力密切相關(guān)。因此，土壤有機(jī)碳庫(kù)水平已成為我國(guó)眾多植煙區(qū)土壤生產(chǎn)力的限制性因子。鑒于此，本試驗(yàn)探索施用生物炭對(duì)植煙土壤碳庫(kù)和烤后煙葉品質(zhì)的影響，以期找出一條既能改良植煙土壤、提高煙葉品質(zhì)，又能固碳減排、綜合利用秸稈資源的新的技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大田試驗(yàn)于2013年在陜西省漢中市南鄭縣進(jìn)行，供試品種為云煙97，土壤為黃棕壤，5月1日移栽，株行距為50cm×120cm。試驗(yàn)地一供試土壤可溶性有機(jī)碳含量為63.08mg/kg，微生物量碳為182.53mg/kg，易氧化活性有機(jī)碳為1.80g/kg，礦化速率為3.62mg·C/kg·d。試驗(yàn)地二供試土壤可溶性有機(jī)碳含量為57.98mg/kg，微生物量碳為176.73mg/kg，易氧化活性有機(jī)碳為1.54g/kg，礦化速率為2.41mg·C/kg·d。試驗(yàn)地三供試土壤可溶性有機(jī)碳含量為68.07mg/kg，微生物量碳為169.26mg/kg，易氧化活性有機(jī)碳為1.74g/kg，礦化速率為 2.57mg·C/kg·d。

供試生物炭由花生殼在400℃缺氧環(huán)境下熱解生成。

試驗(yàn)地近旁未耕作的森林土壤可溶性有機(jī)碳含量為68.99mg/kg，微生物量碳含量為389.97mg/kg，易氧化活性有機(jī)碳為4.60mg/kg,礦化速率為5.08mg·C/kg·d。

試驗(yàn)設(shè)置五個(gè)處理：對(duì)照CK（不施肥），T1常規(guī)施肥；T2（T1+生物炭300kg/hm2）；T3（T1+生物炭 600kg/hm2）；T4（T1+生物炭900kg/hm2）。在小南海鎮(zhèn)選擇三塊常年植煙田進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)小區(qū)面積67m2。生物炭在移栽時(shí)穴施。T1～T4施純N 105kg/hm2，N:P2O5:K2O=1:1.5:2。大田管理采用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行管理。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 土壤指標(biāo)

在煙株移栽施肥前按照五點(diǎn)法采集耕作層（0～20cm）土壤及試驗(yàn)田臨近的森林土壤，在煙株收獲后，用土鉆在各小區(qū)煙株根部以煙株為圓心15cm為半徑范圍內(nèi)五點(diǎn)法采集土壤樣品。采集的鮮土保存于4℃冰箱里，用于測(cè)量土壤微生物量碳等指標(biāo)；另一部分土樣風(fēng)干后用于測(cè)量土壤全碳、有機(jī)碳、活性有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳、碳礦化速率等。土壤微生物量碳采用氯仿熏蒸浸提法[4]；土壤有機(jī)碳含量用全自動(dòng)CN元素分析儀（Vario MAX CN，德國(guó)）測(cè)定；土壤活性有機(jī)碳采用333mmol/LKMnO4氧化法；土壤非活性有機(jī)碳=土壤總有機(jī)碳-土壤活性有機(jī)碳；用Phoenix 8000 TOC分析儀（美國(guó)）測(cè)定有機(jī)碳礦化釋放的C量；土壤可溶性有機(jī)碳采用水提取過(guò)濾的方法[5]。

1.2.2 土壤碳庫(kù)管理指數(shù)計(jì)算方法

土壤碳庫(kù)管理指數(shù)計(jì)算方法[4]：

碳庫(kù)指數(shù)（CPI）=樣品有機(jī)碳含量（mg/g）÷參考土壤有機(jī)碳含量（mg/g）

碳庫(kù)活度（A）=活性有機(jī)碳含量（mg/g）÷非活性有機(jī)碳含量（mg/g）

碳庫(kù)活度指數(shù)（AI）=樣品碳庫(kù)活度÷參考土壤碳庫(kù)活度

碳庫(kù)管理指數(shù)(CPMI)=碳庫(kù)指數(shù)（CPI）×碳庫(kù)活度指數(shù)（AI）×100

參考土壤為試驗(yàn)田附近未耕作的森林土壤。

1.2.3 烤后煙葉品質(zhì)分析

試驗(yàn)煙葉單獨(dú)編桿烘烤，選取B2F、C3F各1.0kg，采用王瑞新等[6]的方法進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析。

單料煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)由河南中煙、湖北中煙和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)評(píng)吸人員7人按照《煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色感官評(píng)價(jià)方法（試用稿）》進(jìn)行。各指標(biāo)采用專(zhuān)家評(píng)吸打分值作為量化分值。具體評(píng)價(jià)香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、細(xì)膩程度、柔和程度、圓潤(rùn)感、刺激性、干燥感、余味。

計(jì)算方法：標(biāo)度值=（香氣質(zhì)+香氣量+透發(fā)性+細(xì)膩程度+柔和程度+圓潤(rùn)感+余味）-刺激性-干燥感-10，標(biāo)度值越大，品質(zhì)越好。

1.2.4 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析

對(duì)烤后樣進(jìn)行分級(jí)，各個(gè)級(jí)別單獨(dú)稱(chēng)樣、記產(chǎn)。依據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)熑~收購(gòu)價(jià)格計(jì)算產(chǎn)值。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭用量對(duì)植煙土壤的影響

土壤有機(jī)碳礦化速率是表征土壤有機(jī)碳分解速率的指標(biāo)[7]。由表1可以看到，T3和T4與其他處理相比土壤碳的礦化速率得到顯著性提高，T3的礦化速率最大，為24.28 mg·C /kg·d，與CK和T1、T2差異達(dá)到顯著水平。

表1 生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)的影響Tab.1 Effect of biochar amount on carbon pool in tobacco-growing soil

土壤有機(jī)碳氧化的實(shí)質(zhì)是微生物通過(guò)酶催化將有機(jī)碳氧化成CO2的過(guò)程。Logninow和Lefroy等利用化學(xué)方法模擬這種生物學(xué)過(guò)程，將能夠被333 mmol/L KMnO4氧化的有機(jī)碳稱(chēng)作易氧化有機(jī)碳（活性有機(jī)碳），不能被氧化的稱(chēng)為非活性有機(jī)碳（惰性有機(jī)碳）[8-9]。徐明崗等在研究土壤活性有機(jī)碳中根據(jù)活性有機(jī)碳被氧化的KMnO4的三種不同濃度(33、167、333 mmol/L)，分別稱(chēng)其為高活性有機(jī)碳、中活性有機(jī)碳和活性有機(jī)碳[10]。施用生物炭后各處理易氧化活性有機(jī)碳均有增加趨勢(shì)，且三個(gè)試驗(yàn)地處理T2和T3與其他處理間存在顯著性差異。

可溶性有機(jī)碳是土壤中移動(dòng)較快、易分解礦化、微生物可以直接利用的有機(jī)碳[11]。從表1 可以看出，處理T3和T4的可溶性有機(jī)碳含量較CK和處理T1有增加趨勢(shì)。微生物量碳是土壤中體積小于5～10 μm3的微生物活體內(nèi)所含的碳[11]。微生物量碳是土壤有機(jī)碳庫(kù)中最活躍和最容易變化的部分。從表1可以看到，施用生物炭后土壤微生物量碳含量比T1的含量低。土壤全碳包括無(wú)機(jī)碳和有機(jī)碳，反應(yīng)的是土壤整體碳含量的水平。從表1可知，施用生物炭后有增加土壤全碳含量的趨勢(shì)，尤其是處理T3和T4的全碳含量顯著高于對(duì)照和處理T1。

2.2 生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)管理指數(shù)的影響

土壤碳庫(kù)管理指數(shù)(CPMI)是由Lefroy[12]等于1993年首次提出的， CPMI是土壤管理措施引起土壤有機(jī)質(zhì)變化的指標(biāo)，能有效的監(jiān)測(cè)土壤碳的動(dòng)態(tài)變化，能夠反映土壤肥力和土壤質(zhì)量的變化[10]。徐明崗等[10]認(rèn)為CPMI是評(píng)價(jià)施肥和耕作措施對(duì)土壤質(zhì)量影響的最好指標(biāo)。沈宏等[13]認(rèn)為運(yùn)用CPMI可以及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行土壤碳庫(kù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

表2 生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)有關(guān)指數(shù)的影響Tab.2 Effect of biochar amount on related carbon index in tobacco-growing soil

由表2看出，施用生物炭后，土壤碳庫(kù)活度、碳庫(kù)活度指數(shù)和碳庫(kù)管理指數(shù)都優(yōu)于CK和處理T1；施用生物炭的三個(gè)處理，在同一地塊內(nèi)，均以處理T2的土壤碳庫(kù)活度、碳庫(kù)活度指數(shù)和碳庫(kù)管理指數(shù)最高且其與他處理差異達(dá)到顯著水平。

2.3 生物炭用量對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性的影響

一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)煙的總糖含量要求達(dá)到18%～22%，還原糖16%～18%，還原糖與總糖的比值應(yīng)≥0.9，Nic為1.5～3.5%，K+含量2%以上，Cl-含量l%以下[14]。

從表3可知，各處理煙葉總糖和還原糖含量略高于或者低于優(yōu)質(zhì)煙葉指標(biāo)要求，RS/TS有隨著生物炭用量的增加而增加的趨勢(shì)，且均高于CK和處理T1。煙堿和總氮含量是烤煙內(nèi)在質(zhì)量和感官質(zhì)量的主要影響因子，隨著煙堿和總氮含量的提高煙葉的香氣增加，但含量過(guò)高時(shí)煙葉刺激性增強(qiáng)[15]。鉀素對(duì)烤煙的外觀和內(nèi)在品質(zhì)均有良好影響，較高的鉀含量有利于提高煙葉的品質(zhì)，有利于煙制品的燃燒[16]。氯是煙草的一種必須微量元素，與煙葉的吸濕性和燃燒性有關(guān)[14,17]。本試驗(yàn)烤后煙葉Cl-含量整體處于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍但偏低。施用生物炭增加了Nic、K+和Cl-的含量，且呈現(xiàn)出隨著生物炭用量的增加而增加的趨勢(shì)。施用生物炭降低了烤后煙葉的糖堿比。

2.4 生物炭用量對(duì)烤后煙葉單料煙評(píng)吸質(zhì)量的影響

表4 生物炭用量對(duì)烤后煙葉單料煙評(píng)吸質(zhì)量的影響Tab.4 Effect of biochar amount on sensory quality of cured tobacco

表4是生物炭用量對(duì)烤后煙葉單料煙評(píng)吸質(zhì)量的影響，標(biāo)度值越高表明煙葉的綜合評(píng)吸品質(zhì)越好。上部葉單料煙評(píng)吸質(zhì)量以處理T3最好，CK標(biāo)度值最低，處理T3的香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、細(xì)膩程度、柔和程度、圓潤(rùn)感和余味得分均最高。中部葉單料煙評(píng)吸質(zhì)量以處理T3最好，處理T2次之，處理T4略優(yōu)于CK。處理T3的香氣質(zhì)、香氣量、圓潤(rùn)感和余味得分均最高，刺激性和干燥感較弱。

2.5 生物炭用量對(duì)烤煙產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

由表5可以看出，三塊試驗(yàn)地中，施用生物炭后，產(chǎn)量產(chǎn)值得到明顯提高。并且有隨著生物炭施用量的增加而增加的趨勢(shì)。在煙葉結(jié)構(gòu)等級(jí)中，施加生物炭后，煙葉上等煙所占比例較CK和T1處理高。并隨著生物炭使用量的增加，上等煙增加趨勢(shì)明顯。

表5 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀分析Tab.5 Analysis of economic properties of cured tobacco

3 討論

生物炭施加入土壤后，可以提高土壤有機(jī)碳礦化速率，尤其是施入量較高的處理，土壤有機(jī)碳礦化速率顯著提高，同時(shí)增加了土壤易氧化活性有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳。生物質(zhì)炭具有多孔結(jié)構(gòu)，表面含有部分易分解碳源和氮源，可以為土壤微生物提供棲息場(chǎng)所，進(jìn)而增加土壤生物多樣性[18]，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化。陳濤等[19]對(duì)水稻土土壤有機(jī)碳的研究表明，秸稈還田和施用有機(jī)肥可以增加土壤的CO2和CH4排放量，但礦化比例與總有機(jī)碳含量并不呈線性增加關(guān)系。王志明等[20]在研究秸稈碳在淹水土壤中的轉(zhuǎn)化與平衡時(shí)，觀察到土壤中加入秸稈后最初幾天出現(xiàn)正激發(fā)，以后既出現(xiàn)微弱的正激發(fā)，也出現(xiàn)負(fù)激發(fā)，這一結(jié)果被認(rèn)為不僅與土壤本身性質(zhì)有關(guān)，還和秸稈的組分有關(guān)，即易分解組分如熱水溶性物質(zhì)等產(chǎn)生正激發(fā)，而纖維素等組分產(chǎn)生負(fù)激發(fā)[21]。因此，添加生物炭后植煙土壤有機(jī)碳可能被激發(fā)而增加了有機(jī)碳的礦化速率。

土壤碳庫(kù)主要是由有機(jī)碳庫(kù)和無(wú)機(jī)碳庫(kù)兩部分組成。其中土壤有機(jī)碳以固體形態(tài)、生物形態(tài)和溶解態(tài)存在于土壤中，包括土壤動(dòng)植物殘?bào)w、腐殖質(zhì)、微生物及各級(jí)代謝產(chǎn)物等含碳化合物。有機(jī)碳庫(kù)在土壤總碳庫(kù)中占有重要的地位，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)最活躍的碳庫(kù)[22]。試驗(yàn)添加的生物炭經(jīng)過(guò)400℃無(wú)氧熱解產(chǎn)生，生物質(zhì)炭中殘留碳含量、揮發(fā)有機(jī)物含量有所減少，且難分解碳物質(zhì)比例較高[23]。因此，添加生物炭后植煙土壤全碳含量有明顯增加，這可能與添加的生物炭中所含的碳組分有關(guān)。

碳庫(kù)管理指數(shù)結(jié)合了人為影響下土壤碳庫(kù)指標(biāo)和土壤碳庫(kù)活度兩方面的內(nèi)容，一方面反映了外界條件對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量的變化影響，另一方面反映了土壤活性有機(jī)質(zhì)數(shù)量的變化，所以能夠較全面和動(dòng)態(tài)的反映外界條件對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)性質(zhì)的影響。土壤碳庫(kù)管理指數(shù)上升，表明施肥耕作對(duì)土壤有培肥作用，土壤性能向良性發(fā)展；碳庫(kù)管理指數(shù)下降，則表明施肥耕作使土壤肥力下降，土壤性質(zhì)向不良方向發(fā)展，其管理和施肥方式是不科學(xué)的。處理T3的碳庫(kù)管理指數(shù)達(dá)到61.97，顯著高于其他處理，表明常規(guī)施肥配施生物炭用量600kg/hm2能較好的改善土壤性質(zhì)。添加生物炭后提高了有機(jī)碳的礦化速率，同時(shí)增加了土壤易氧化活性有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳含量，這為進(jìn)一步提高土壤碳庫(kù)管理指數(shù)奠定了基礎(chǔ)。

生物炭通過(guò)減少水溶性營(yíng)養(yǎng)離子的溶解遷移，避免營(yíng)養(yǎng)元素的淋失，并在土壤中持續(xù)緩慢的加以釋放，相當(dāng)于營(yíng)養(yǎng)元素的緩釋載體，從而達(dá)到保肥的效果。韓光明等[24]研究表明，施加生物炭的土壤全氮含量高于未添加生物炭的處理。本試驗(yàn)中添加生物炭的處理，煙堿和K+含量的增加符合這一規(guī)律。但是，煙堿是煙草中的敏感物質(zhì)，含量過(guò)高會(huì)影響煙葉的品質(zhì)，所以生物炭使用量不是越高越好。陳永明[25]等研究表明，隨著土壤施氮水平的提高，煙葉還原糖表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。試驗(yàn)中，生物炭對(duì)氮素的保肥作用，使煙葉的還原糖含量下降。處理T4的烤后煙葉煙堿含量較高、煙葉感官質(zhì)量低可能是由于生物炭過(guò)量施用后提高了氮肥利用率，進(jìn)而對(duì)煙葉品質(zhì)產(chǎn)生了負(fù)面作用。

4 結(jié)論

植煙土壤施用生物炭后，表征土壤碳庫(kù)質(zhì)量的多數(shù)指標(biāo)，如土壤全碳、易氧化活性有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳、有機(jī)碳礦化速率、土壤碳庫(kù)活度、碳庫(kù)活度指數(shù)，尤其是土壤碳庫(kù)管理指數(shù)都優(yōu)于不施肥和常規(guī)施肥的處理，烤后煙葉品質(zhì)、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益得到了進(jìn)一步提高，以常規(guī)施肥配施生物炭用量600kg/hm2的處理效果最好。加入過(guò)多的生物炭可能會(huì)對(duì)烤后煙葉品質(zhì)造成負(fù)面影響，需要進(jìn)一步開(kāi)展生物炭用量增加后減少氮肥用量的研究。

[1]周雁輝,周雁武,李蓮秀.我國(guó)耕地面積銳減的原因和對(duì)策[J].社會(huì)科學(xué)家,2006(3): 132-137.

[2]袁金華,徐仁扣.生物質(zhì)炭的性質(zhì)及其對(duì)土壤環(huán)境功能影響的研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2011,20(4): 779-785.

[3]張文玲,李桂花,高衛(wèi)東.生物質(zhì)炭對(duì)土壤性狀和作物產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(17):153-157.

[4]沈宏,曹志洪,徐志紅.施肥對(duì)土壤不同碳形態(tài)及碳庫(kù)管理指數(shù)的影響[J].土壤學(xué)報(bào),2000,37（2）:166-173.

[5]韓琳,張玉龍,金爍,等.灌溉模式對(duì)保護(hù)地土壤可溶性有機(jī)碳與微生物量碳的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(8):1625-1633.

[6]王新瑞.煙草化學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2003.

[7]周焱,徐憲根,阮宏華,等.武夷山不同海拔高度土壤有機(jī)碳礦化速率的比較[J].生態(tài)學(xué)雜志,2008, 27(11):1901-1907.

[8]Logninow W, Wisniewski W, Strong W M,et a1.Fractionation of organic carbon based on susceptibility to oxidation[J].Polish Journal of Soil Science,1987,20:47-52.

[9]Lefroy R D B, Lisle L.Soil organic carbon changes in cracking clay soils under cotton production as studied by carbon fractionation[J].Australian Journal of Agricultural Research, 1997, 48:1049-l058.

[10]徐明崗,于榮,孫小鳳,等.長(zhǎng)期施肥對(duì)我國(guó)典型土壤活性有機(jī)質(zhì)及碳庫(kù)管理指數(shù)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2006, 12(4).459-465.

[11]王清奎,汪思龍,馮宗煒,等.土壤活性有機(jī)質(zhì)及其與土壤質(zhì)量的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(3):513-519.

[12]Lefroy R D B, Blair G, Strong W M.Changes in soil organic matter with cropping as measured by organic carbon fractions and13C natural isotope abundance[J].Plant and Soil, 1993,155-156.

[13]沈宏,曹志洪,王志明.不同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫(kù)管理指數(shù)的研究[J].自然資源學(xué)報(bào),1999,14(3):206-211.

[14]劉國(guó)順.煙草栽培學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[15]史宏志,張建勛.煙草生物堿[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2004.

[16]樸香蘭,安金花,南桂仙,等.煙葉鉀含量方面的主要研究進(jìn)展及研究方向[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2009（5）:115-117.

[17]Broyer T C, Carlton A B, Johnson CM, et al.Chlorine-A Micronutrient Element for Higher Plants[J].Plant Physiology, 1954, (6):526-532.

[18]李力,劉婭,陸宇超,等.生物炭的環(huán)境效應(yīng)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué),2011,30（8）:1411-1421.

[19]陳濤,郝曉暉,杜麗君.長(zhǎng)期施肥對(duì)水稻土土壤有機(jī)碳礦化的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19 (7)：1494-1500.

[20]王志明，朱培立，黃東邁.14C標(biāo)記秸稈碳素在淹水土壤中的轉(zhuǎn)化與平衡[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1998,14 (2)：112-117.

[21]陳春梅,謝祖彬,朱建國(guó).土壤有機(jī)碳激發(fā)效應(yīng)研究進(jìn)展[J].土壤 ,2006,38 (4):359-365．

[22]代曉燕,張芊,劉國(guó)順,等.植煙土壤有機(jī)碳庫(kù)修復(fù)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)煙草科學(xué),2014, (35)3:109-116.

[23]何緒生,張樹(shù)清,佘雕,等.生物炭對(duì)土壤肥料的作用及未來(lái)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(15):16-25.

[24]韓光明,孟軍,曹婷,等.生物炭對(duì)菠菜根際微生物及土壤理化性質(zhì)的影響[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,43(5):515-520.

[25]陳永明,陳建軍,邱妙文.施氮水平和移栽期對(duì)烤煙還原糖及煙堿含量的影響[J].中國(guó)煙草科學(xué),2010,31(1):34-36,40.

Effect of biochar application rate on quality of fl ue-cured tobacco leaves and carbon pool in tobacco growing soil

YE Xiefeng1, LI Zhipeng1, YU Xiaona1, NIU Yude2, LI Xianfeng2, GUAN Saisai1, ZONG Shengjie1, MENG Qi1
1 School of Tobacco Sciences, Henan Agricultural University,National Tobacco Cultivation and Physiology and Biochemistry Research Centre,Key Laboratory for Tobacco Cultivation, Zhengzhou 450002, China；2 Shaanxi Hanzhong Municipal Tobacco Company, Hanzhong723000, China

Field experiment was carried out to study the effect of peanut-shell-biochar amount on quality of fl ue-cured tobacco leaves and carbon pool in tobacco growing soil in 2013 in Hanzhong municipality of Shaanxi province.The variety tested was Yunyan97.Results showed that: (1)Adding biochar could increase soil total carbon, readily oxidizable active organic carbon, dissolved organic carbon,organic carbon mineralization rate, soil carbon activity, soil carbon activity index and soil carbon pool management index.(2)Adding biochar could increase Nic, K+and Cl- content of cured leaves and their contents increased with the increase of biochar amount.Adding appropriate amount of biochar could improve sensory quality of cured-leaves.(3) Conventional fertilization with biochar amount of 600kg/hm2rendered the best effect.(4)Excess amount of biochar could cause negative in fl uence on fl ue-cured tobacco leaves and further research about increasing application of biochar with reduced nitrogen fertilizer technology need to be carried out.

biochar; soil carbon pool; fl ue-cured tobacco; quality

葉協(xié)鋒，李志鵬，于曉娜,等.生物炭用量對(duì)植煙土壤碳庫(kù)及烤后煙葉質(zhì)量的影響[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2015,21（5）

煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目“植煙土壤肥力培育及提高肥料利用率技術(shù)研究”（中煙辦[2014]334號(hào)）；陜西省煙草公司資助項(xiàng)目“漢中煙區(qū)土壤改良關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”（KJ201304）

葉協(xié)鋒(1979—)，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事煙草栽培生理和土壤改良研究。E-mail：yexiefeng@163.com

2014-12-10

:YE Xiefeng, LI Zhipeng, YU Xiaona, et al.Effect of biochar application rate on quality of fl ue-cured tobacco leaves and carbon pool in tobacco growing soil [J].Acta Tabacaria Sinica, 2015, 21(5)