生物炭及有機肥對蘋果園土壤有機碳組分及果樹生長的影響

李喜鳳，楊小妮，羅艷君，王俊峰，李丙智，韓明玉，張林森

(西北農(nóng)林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100)

生物炭及有機肥對蘋果園土壤有機碳組分及果樹生長的影響

李喜鳳，楊小妮，羅艷君，王俊峰，李丙智，韓明玉，張林森

(西北農(nóng)林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100)

為研究生物炭與有機肥配施對渭北旱地蘋果園土壤有機碳各組分及蘋果樹生長、產(chǎn)量的影響。試驗設(shè)對照(CK)、單施生物炭(B)、單施有機肥(OF)和生物炭與有機肥配施(B+OF)4個處理。通過3 a野外果園定位施肥試驗，分層采集0～100 cm土層的土樣，研究不同處理下土壤有機碳組分的變化。結(jié)果表明：單施生物炭或生物炭與有機肥配施均可顯著增加0～40 cm土壤總有機碳(TOC)、顆粒有機碳(POC)、輕質(zhì)有機碳(LFOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有機碳(ROC)和可溶性有機碳(DOC)質(zhì)量分數(shù)。在0～20 cm表層土壤中，與CK相比，B、B+OF處理ROC質(zhì)量分數(shù)分別增加35%和58%。B+OF、B及OF處理0～20 cm土層中，土壤顆粒POC質(zhì)量分數(shù)分別較CK增加0.44、0.24和0.138 g·kg-1。B+OF、B及OF處理耕層土壤TOC質(zhì)量分數(shù)分別較CK提高60.1%、38%和6.5%。土壤pH由7.49(CK)增至7.89(B)和7.79(B+OF)。各處理的株高、莖粗和1 a生枝條長度均顯著高于CK，B+OF、B及OF處理的株高分別較CK提高26.4%、19.4%和15.7%，主干直徑分別比CK增大49.5%、12.9%和5%。施肥處理均有利于蘋果樹成花，其中生物炭與有機肥配施處理的成花量最高。與CK相比，B+OF、OF和B處理的單株產(chǎn)量分別提高43.3%、33.6%和20.4%。生物炭和有機肥顯著提高土壤有機碳各組分的質(zhì)量分數(shù)，有助于蘋果植株生長及產(chǎn)量提高，其中黃土高原地區(qū)蘋果園生物炭與有機肥混施效果更好。

蘋果園；生物炭；有機肥；土壤有機碳組分；土壤pH

黃土高原地區(qū)蘋果園土壤有機質(zhì)含量低，土壤干旱保肥能力差，對果實品質(zhì)產(chǎn)量影響較大，是生產(chǎn)中存在的突出問題。因此，在渭北旱地果園，如何提高果園的土壤有機質(zhì)含量、加速有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化、科學合理地改良土壤，提高土壤質(zhì)量和蘋果樹肥水利用效率，一直是蘋果產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效研究的重點。土壤有機質(zhì)是土壤質(zhì)量最重要的組成部分，能維持土壤的可耕性，有助于減少養(yǎng)分損失，支撐土壤生物調(diào)節(jié)養(yǎng)分循環(huán)，也是陸地最大的碳儲存庫，減緩氣候變化的關(guān)鍵因子[1-2]。生物炭是原料在300～600 ℃高溫厭氧或部分厭氧條件下熱解而成的一種高度穩(wěn)定、富含芳香族碳環(huán)結(jié)構(gòu)的高溫熱解產(chǎn)物[3]，對微生物分解具有熱穩(wěn)定和高度抵抗性[4-6]。生物炭可顯著改善土壤耕層質(zhì)量，提高土地生產(chǎn)力、土壤保肥能力和提高土壤對植物的肥效，阻止土壤退化，也是土壤養(yǎng)分嚴重枯竭、有機肥資源稀缺、供水供肥不足地區(qū)維持糧食和燃料可持續(xù)生產(chǎn)的有效措施。生物炭作為優(yōu)良的土壤改良劑和肥料緩釋載體備受重視。Thies等[7]研究表明，以生物炭作為土壤改良劑可吸附有機化學品和農(nóng)藥，通過多種潛在機制影響土壤物理、化學和生物特性，減少土傳病害，提高微生物多樣性。Lentz等[8]認為生物炭和廄肥影響玉米田鈣質(zhì)土的凈氮礦化和溫室氣體排放。Lehmann等[9]通過在亞馬遜盆地中部土壤中添加生物炭研究發(fā)現(xiàn)，混施生物炭可以降低土壤的水分滲出，保持土壤肥力，減少肥料淋溶，進而促進作物生長。Zhang等[10]通過將不同量的生物炭施入稻田研究發(fā)現(xiàn)，添加生物炭可提高水稻產(chǎn)量、土壤pH、土壤有機碳、總氮，降低土壤體積質(zhì)量。Lychuk等[11]研究發(fā)現(xiàn)，生物炭可以提高作物產(chǎn)量、土壤pH、陽離子交換量和土壤有機碳質(zhì)量分數(shù)，對于改善土壤理化性質(zhì)具有積極的影響。但生物炭施用的不同差異隨著土壤條件、氣候、管理、生物炭特性的不同而不一致[12]，對生物炭如何影響集約化蘋果樹體生長結(jié)果的機理缺乏理解。目前，關(guān)于生物炭的研究主要集中于自身結(jié)構(gòu)，以及其對養(yǎng)分動態(tài)變化、土壤污染物的吸附等影響上[4-7]，而研究其對黃土高原地區(qū)土壤有機碳組分影響的報道較少，對生物炭與有機肥配施對蘋果樹生長影響方面的協(xié)同效應(yīng)效益也缺乏長期田間系統(tǒng)的研究。本研究將生物炭與有機肥配施，對比分析單施生物炭及配施有機肥對蘋果園土壤有機碳各組分、土壤pH的影響及對蘋果樹生長、果實產(chǎn)量的影響，以期為生物炭在提高果園肥力中的進一步推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地位于陜西乾縣鐵佛寺陳家坳村果友協(xié)會蘋果園(108°3′51″E，34°16′6″N)，海拔為751.8 m，屬暖溫帶大陸性季風氣候，全年無霜期224 d左右，氣候溫和，年平均溫度 13.1 ℃，年均降水量 580 mm。

供試果園為1 a生禮泉短富(MalusdomesticaBorkh.cv.Spur Fuji)，中間砧為M26，基砧為八楞海棠，株行距為1.0 m×4.0 m。試驗前0～40 cm土層基礎(chǔ)養(yǎng)分為：有機質(zhì) 11.1 g·kg-1，堿解氮68.83 mg·kg-1速效磷24.37 mg·kg-1，速效鉀209.3 mg·kg-1，土壤類型為壚土。定植前施過磷酸鈣 600 kg·hm-2，有機肥為甘蔗渣發(fā)酵有機肥，廣西憑祥市豐源生物肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)為6%，有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為45%。生物炭是安徽宣城家樂米業(yè)有限公司生產(chǎn)，以稻殼為原料，350 ℃下高溫熱解制成，體積質(zhì)量為0.15～0.24 g·cm-3，總孔隙度82.5%(大為57.5%，小為25%)，氮質(zhì)量分數(shù)0.54%，速效磷66 mg·kg-1，速效鉀6.6 g·kg-1，灰分6%，pH為7.5～8.7。

1.2 試驗設(shè)計

于2012年10月份進行試驗。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，試驗設(shè)置不施生物炭和有機肥為空白對照(CK)、單施生物炭2 kg·m-2(B)、生物炭2 kg·m-2與有機肥2.5 kg·m-2配施(B+OF)、單施有機肥2.5 kg·m-2(OF)4個處理。試驗樹選取生長一致的苗木，按試驗處理每株樹施2 m2，以樹行為中心線，各向行間外延1 m，每個重復每處理3株樹。為防止不同處理樹之間養(yǎng)分滲透，不同處理樹中間用寬2 m，深1 m的塑料板隔開，隨機區(qū)組設(shè)計，重復4次。于2012年10月初將生物炭及有機肥均勻撒施地表后，人工用釘耙翻耕入土20 cm，確保與表層土壤混合均勻，對照樹也進行同樣人工翻耕。試驗樹僅在2012年10月按試驗設(shè)計施入生物炭與有機肥。為保證試驗一致性，僅施用生物炭與有機肥，沒有施用其他有機肥料。其他管理措施一致。

1.3 土樣的采集

2014-2015年，蘋果采收后，10月初按8點采樣法在果樹樹冠下生物炭撒施范圍內(nèi)，隨機按確定的相同位置用土鉆采土。分別采集 0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 土層土壤，同一小區(qū)的同層土樣均勻混合作為一個單獨樣本，剔除土壤樣品中植物殘根等雜物。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 有機碳組分測定 用NaI比重法提取輕質(zhì)有機碳(Light fraction organic carbon,LFOC)；用質(zhì)量濃度為5 g·L-1的( NaPO3)6溶液提取顆粒有機碳(Particulate organic carbon,POC)；用氯仿熏蒸K2SO4提取法提取微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)；用改進的Blair等方法測定易氧化有機碳(Readily oxidizablae organic carbon,ROC)；采用水∶土質(zhì)量為5∶1的浸提法提取可溶性有機碳(Dissolued organic carbon,DOC)；提取的所有有機碳組分及總有機碳(Total organic carbon,TOC)用島津TOC-SSM-5000A 碳分析儀直接測定[13]。

1.4.2 土壤pH測定 用土壤pH計測定(蒸餾水浸提，水土質(zhì)量比為2.5∶1)。

1.4.3 樹體生長結(jié)果指標的測定 施入生物炭第3年，在2015年春季統(tǒng)計樹體花序量，秋季分別用卷尺與數(shù)字游標卡尺測量植株的株高、干粗和枝條年生長量，秋季采果時調(diào)查單株產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007對試驗數(shù)據(jù)進行處理，用SPSS 19.0軟件進行方差分析，用SigmaPlot 12.0軟件完成繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭與有機肥配施處理對土壤有機碳各組分的影響

2.1.1 易氧化有機碳 由圖1可以看出，添加生物炭顯著提高耕層土壤ROC質(zhì)量分數(shù)，各處理土壤ROC質(zhì)量分數(shù)隨土壤深度的增加而降低。在0～40 cm 土層中，B處理和B+OF處理的土壤ROC質(zhì)量分數(shù)均顯著高于CK。在0～20 cm表層土壤中，與CK相比，B、B+OF處理的土壤ROC質(zhì)量分數(shù)分別增加35%和58%。40 cm以下土層中，各處理的ROC質(zhì)量分數(shù)與CK相比差異不明顯。

不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下圖同

Different letters mean significant difference (P<0.05) among treatments.The same as below

圖1 不同處理土壤ROC質(zhì)量分數(shù)
Fig.1 ROC mass fraction under different treatments

圖2 不同處理土壤MBC質(zhì)量分數(shù)Fig.2 MBC mass fraction under different treatments

2.1.2 微生物量碳 由圖2可知，與土壤ROC情況一致，添加生物炭顯著增加耕層土壤中MBC的質(zhì)量分數(shù)， MBC質(zhì)量分數(shù)亦隨土層深度的增加而降低。在0～40 cm土層中MBC質(zhì)量分數(shù)較高，一般為0.9～1.6 g·kg-1，40 cm以下土層MBC質(zhì)量分數(shù)較低。在0～20 cm表層土壤中，B、OF、B+OF處理的MBC質(zhì)量分數(shù)均高于CK，其中B+OF處理最高。40 cm以上土層中，各處理的MBC質(zhì)量分數(shù)與CK差異不明顯。由此可以看出，微生物在0～20 cm土層中含量較高，施入生物炭與有機肥均有利于土壤微生物生長，而生物炭與有機肥配施效果更好。

2.1.3 可溶性有機碳 從圖3可以看出，生物炭顯著提高土壤DOC質(zhì)量分數(shù)。0～20 cm土層中，B、B+OF處理的土壤DOC質(zhì)量分數(shù)明顯高于CK，DOC最高質(zhì)量分數(shù)可達681.6 mg·kg-1。同樣在20～40 cm土層中，B、B+OF這B、B+OF處理的土壤DOC質(zhì)量分數(shù)也顯著高于CK。由此可見，土壤中施入生物炭有利于提高土壤DOC的質(zhì)量分數(shù)。60 cm以上土層中，各處理的土壤DOC質(zhì)量分數(shù)差異不明顯。

2.1.4 土壤顆粒有機碳 圖4表明，各處理的土壤POC質(zhì)量分數(shù)隨著土壤深度的增加而降低。與CK相比，生物炭與有機肥處理使0～40 cm土層土壤POC質(zhì)量分數(shù)顯著升高，B+OF、B及OF處理的0～20 cm土壤POC質(zhì)量分數(shù)分別增加0.44 g·kg-1、0.24 g·kg-1和0.138 g·kg-1。B+OF處理顯著高于B處理，這B+PF、B處理均顯著高于CK和OF處理，這表明，果園土壤中施入生物炭對表層土粒的纏繞、固結(jié)及團聚膠結(jié)十分有利，促進了顆粒有機碳的形成。

圖3 不同處理土壤DOC質(zhì)量分數(shù)Fig.3 DOC mass fraction under different treatments

圖4 不同處理土壤POC質(zhì)量分數(shù)Fig.4 POC mass fraction under different treatments

2.1.5 輕質(zhì)有機碳 由圖5可見,土壤LFOC質(zhì)量分數(shù)隨土壤深度的增加而降低。在0～40 cm 土層中， B處理和B+OF處理的土壤LFOC質(zhì)量分數(shù)顯著高于CK。在0～20 cm表層土壤中，B、B+OF處理的土壤LFOC質(zhì)量分數(shù)分別是CK的2.2倍和2.3倍OF處理與CK差異不顯著。

2.1.6 總有機碳 由圖6可見，從低到高，CK、OF、B和B+OF處理耕層土壤TOC質(zhì)量分數(shù)分別為11.87 g·kg-1、12.64 g·kg-1、16.40 g·kg-1和19.01 g·kg-1。3個處理(OF、B和B+OF處理)耕層土壤TOC質(zhì)量分數(shù)分別較CK提高60.1%、3.8%和6.5%。添加生物炭的2個處理(B和B+OF處理)顯著提高耕層土壤TOC質(zhì)量分數(shù)，其中生物炭與有機肥混施處理的作用最佳。

圖5 不同處理土壤LFOC質(zhì)量分數(shù)Fig.5 LFOC mass fraction under different treatments

圖6 不同處理土壤TOC質(zhì)量分數(shù)Fig.6 TOC mass fraction under different treatments

2.2 生物炭與有機肥配施對土壤pH的影響

添加生物炭可以提高土壤pH。B和B+OF處理的土壤pH明顯高于CK和OF處理(圖7)。B處理的土壤pH高于CK 4.64%，而OF處理與CK相比沒有明顯變化。B+OF處理的pH卻低于B處理，高于CK，二者配施略緩解了石灰鈣質(zhì)性土壤由于生物炭的施入造成的pH升高。

圖7 不同處理土壤pHFig.7 Soil pH under different treatments

2.3 生物炭與有機肥配施對果樹生長的影響

由表1可見，試驗第3年生物炭和有機肥明顯促進蘋果樹的生長，植株的株高、莖粗和1 a生枝條長度的高低順序為B+OF>B>OF>CK，均顯著高于CK。植株生長高度分別較CK提高26.4%、19.4%和15.7%，主干直徑分別較CK增大49.5%、12.9%和5%，但是觀察與第1年生長沒有明顯差異。從表1還可以看出，B、OF和B+OF處理都有利于蘋果樹成花，其中B處理與OF處理的成花量較CK分別高31.6%和72%，而B+OF處理的成花量較CK高130%。與CK相比，B+OF、OF和B處理的單株產(chǎn)量分別提高43.3%、33.6%和20.4%。試驗第1年對蘋果生長沒有效應(yīng)。

3 討 論

可溶性有機碳和輕質(zhì)有機碳等是土壤質(zhì)量的重要指標，土壤顆粒型碳增加有利于土壤質(zhì)量的提升，代表了土壤有機質(zhì)分解和養(yǎng)分釋放的潛力[14]。Wang等[15]研究表明，應(yīng)用秸稈還田可以顯著提高0～40 cm 土層中總SOC、LFOC、DOC和MBC質(zhì)量分數(shù)，增加水稻產(chǎn)量。Demisie等[16]研究表明，在紅壤土施中0.5%比例生物炭，有利于較大微顆粒團聚體形成，提高總有機碳、高錳酸鉀易氧化碳、輕質(zhì)有機碳、水溶性碳、微生物炭。竹生物炭比橡樹木生物炭效果好，但認為高量使用生物炭可能不利于團聚體形成或不明顯。本研究結(jié)果表明，果園土壤中適量添加生物炭顯著提高了耕層土壤總有機碳質(zhì)量分數(shù)和各有機碳組分，這與和前人研究一致。施用生物炭可提高灰漠土有機碳含量，促進有機碳積累，顯著提高灰漠土易氧化碳、水溶性碳和微生物量碳質(zhì)量分數(shù)[17]。增施生物炭可以減少溫室氣體的排放，促進CH4吸收，增加土壤中碳儲存[18-19]。生物炭具有土壤固碳、改善土壤質(zhì)量和促進植物生長的潛力[20]。Lychuk等[11]研究表明，土壤增施生物炭可以增加SOC質(zhì)量分數(shù)，提高土壤pH，提高陽離子交換量，改善土壤理化性質(zhì)。Van等[21]發(fā)現(xiàn)向紅壤土和石灰質(zhì)土壤中加入由造紙廠廢棄物熱解制成的生物炭，2種土壤中的總碳均有所增加。施用生物碳平均提高土壤pH 0.4 ～ 0.6(圖7)。Lychuk等[11]研究表明施入生物碳可以使土壤pH由3.9增至5.64。Major等[22]研究初始pH為3.91，施入生物碳后pH增至4.19，Sukartono等[23]研究初始pH為5.97，增施生物碳后pH為6.25。因此，酸性土壤pH即使是少量的增加都會顯著改善土壤質(zhì)量。生物碳在這些試驗中的改良效應(yīng)可以歸因于土壤的原始酸度。然而，在本試驗中，土壤pH增加而對鈣質(zhì)土壤質(zhì)量沒有積極的影響，可能是由于土壤初始為偏堿性，添加有機肥可以緩解鈣質(zhì)土壤pH的上升。Sekar 等[24]研究表明，土壤增施生物碳可提高土壤pH(從7.21至7.57),增加陽離子交換量，對土壤化學性質(zhì)和作物生長具有積極的影響，因此推測在中國山東蘋果園酸化土壤中效果會更好。

表1 不同處理蘋果樹生長和產(chǎn)量Table 1 Growth and yield of apple trees under different treatments

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

Note:Different letters mean significant difference(P<0.05)among treatments.

Sekar 等[24]研究表明單施生物炭增加小蘿卜總干物質(zhì)量產(chǎn)量約91%，處理過的沼液與生物碳混施比單施沼液總干物質(zhì)量產(chǎn)量增加約12%，生物炭與沼液配施顯著提高產(chǎn)量并改善土壤化學特性。添加秸稈和生物質(zhì)碳可以促進蘋果植株生長和對肥料氮的吸收[25]。Major等[22]研究發(fā)現(xiàn)，施入生物碳和NPK復合肥2 a和3 a后，作物產(chǎn)量分別較對照提高28%和30%，而第4年，生物碳+復合肥處理的產(chǎn)量是對照的120%。Steiner等[26]研究發(fā)現(xiàn)，生物碳與礦物肥料配施對水稻和高粱有影響。生物碳+礦物肥料處理的水稻產(chǎn)量是單施礦物肥的9倍。Jones等[27]將生物碳施入草地，2 a后地上生物量顯著增加。Street等[28]將綠色垃圾制成的生物碳進行盆栽，表明生物碳與砂質(zhì)土混施比沙壤土混施對蘋果砧木M26營養(yǎng)和生長有促進作用，并且可提高蘋果砧木葉片中Ca、B、S的含量。Agegnehu等[29]在澳大利亞熱帶地區(qū)土壤上施用生物碳和生物碳-堆肥處理共同堆肥分別增加花生仁產(chǎn)量23%和24%，土壤有機碳SOC從0.93%提高到1.25%，土壤體積水含量從18%提高到23%以上。但是David等[30]研究施用秸稈生物碳和商品堆肥3 a五季中前3季作物產(chǎn)量和磷吸收。產(chǎn)量增加不超過8%，第3季末產(chǎn)量沒有發(fā)現(xiàn)差異，可能認為有機物添加的大部分效應(yīng)是由于直接的營養(yǎng)添加，隨時間消耗完。Zhao等[31]設(shè)置盆栽試驗，應(yīng)用秸稈生物碳進行研究，發(fā)現(xiàn)秸稈生物碳施入土壤后可以緩解CH4排放，促進水稻生長，提高產(chǎn)量，同時對養(yǎng)分N、P、K、Ca 和 Mg的吸收具有積極的影響。生物碳和氮肥合理配施可以促進棉花生長，提高棉花產(chǎn)量，明顯增加氮肥利用率[32]。本試驗結(jié)果觀察表明在第3年對地上部有促進作用。說明生物炭與土壤起作用，轉(zhuǎn)化需要一個過程，生物碳與有機肥一起施用，為微生物繁育提供了碳源養(yǎng)分和繁育棲息的場所。同樣，Baronti等[33]試驗表明有機添加的潛在效益首先會延遲幾個生長季，僅在水分養(yǎng)分限制的條件下效果明顯。

因此黃土高原蘋果園生物炭碳肥與有機肥等配施已經(jīng)顯示在改良土壤方面的應(yīng)用前景，今后需要進一步研究生物炭篩選及其有機肥、化肥等配施條件下，局部優(yōu)化蘋果根際土壤環(huán)境對養(yǎng)分有效性、溫室氣體排放、果園減肥和蘋果樹營養(yǎng)水分吸收、品質(zhì)形成等方面的研究，形成蘋果園生物炭碳肥施用土壤質(zhì)量提升的技術(shù)體系。

4 結(jié) 論

生物炭與有機肥配施可以顯著提高土壤總有機碳、易氧化有機碳、顆粒有機碳、微生物量碳、可溶性有機碳和輕質(zhì)有機碳質(zhì)量分數(shù)。

添加生物炭可以提高石灰性土壤pH，與有機肥配施稍緩解土壤pH上升。

生物炭與有機肥均可以促進低肥力土壤果樹生長，提高果樹開花量，增加單株產(chǎn)量，兩者混施的效果優(yōu)于單施處理。

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(責任編輯：史亞歌 Responsible editor:SHI Yage)

Effect of Combination of Biochar and Organic Fertilizers on Soil Organic Carbon Fractions,Growth and Yield of Apple Orchard

LI Xifeng,YANG Xiaoni,LUO Yanjun,WANG Junfeng,LI Bingzhi,HAN Mingyu and ZHANG Linsen

(College of Horticulture,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China)

This study explores the effect of biochar and organic fertilizers on soil organic carbon fractions,growth and yield of apple trees in the orchards of the Weibei dryland,Loess Plateau,China. A 3-year orchard experiment was conducted,which consisted of four treatments:CK (control),B (rice husk biochar alone),OF (organic fertilizers alone) and B+OF (biochar + organic fertilizers). Soil samples were taken from 0-100 cm soil depth to examine the effects of different treatments on various soil organic carbon fractions. Results showed that B and B+OF treatments significantly increased contents of total soil organic carbon,particulate organic carbon,light fraction organic carbon,microbial biomass carbon,readily oxidizable organic carbon and dissolved organic carbon at 0-40 cm soil depth compared with CK. At 0-20 cm soil depth,the contents of readily oxidizable organic carbon under B and B+OF treatments significantly increased by 35% and 58% compared with CK. The particulate organic carbon mass fraction at 0-20 cm soil depth under B+OF,B and OF treatments increased by 0.44,0.24 and 0.138 g·kg-1,respectively,compared with CK. The soil total organic carbon content at 0-20 cm soil depth under B+OF,B and OF treatments increased by 60.1%,38% and 6.5%,respectively,compared with CK. Application of biochar increased soil pH from 7.49 (CK) to 7.89 (B) and 7.79 (B+OF). Plant height,stem diameter and annual shoot length of both B and B+OF were significantly higher than those of CK and the plant height under B+OF,B and OF treatments were 26.4%,19.4% and 15.7% higher than that of CK,respectively. The stem diameter under B+OF,B and OF treatments increased by 49.5%,12.9% and 5%,respectively. The B and B+OF treatments enhanced apple flower formation relative to CK and the number of flower buds was highest in the B+OF treatment. The yield per apple tree of treatments B+OF,OF and B increased by 43.3%,33.6% and 20.4%,respectively,compared with CK. Application of biochar and organic fertilizers improved mass fraction of soil organic carbon fractions and apple tree growth and yield. The combination of biochar and organic fertilizers was the most effective agricultural method in the apple orchards of the Loess Plateau.

Apple orchard; Biochar; Organic fertilizer; Soil organic carbon fractions; Soil pH

LI Xifeng,female,master student. Research area:apple cultivation. E-mail:jun917feng@163.com

ZHANG Linsen,male,master supervisor. Research area:arboriculture,efficient use of fertilizer and water. E-mail:linsenzhang@163.com

日期：2017-03-30

2016-03-21

2016-05-10

國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-28)；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃(2015KJZDNY02-03-02)。

李喜鳳，女，碩士，從事果樹栽培、水肥研究。E-mail:jun917feng@163.com

張林森，男，碩士生導師，主要從事果樹栽培生理、肥水高效利用的研究。E-mail:linsenzhang@163.com

S6601.1

A

1004-1389(2017)04-0617-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170330.1509.036.html

Received 2016-03-21 Returned 2016-05-10

Foundation item The Earmarked Fund for China Agriculture Research System(No.CARS-28); the Sci-tech Coordinating Innovative Engineering Project of Shaanxi Province (No.2015KJZDNY02-03-02).