生物炭對直播水稻生長發(fā)育的影響研究進展

張秀紅 孫嘉琳 孫璐

摘 要：本文著重概述生物炭對水稻生長發(fā)育的主要影響。對最近幾年的中外研究成果進行了匯總分析。生物炭自身具有較高的穩(wěn)定性、pH值（酸堿值）呈堿性且富含養(yǎng)分元素以及具有保水保肥的特點，對土壤物化性質有著重要影響。生物炭還可提高水稻生育前期根系的總吸收面積，在水稻生育后期生物炭又減慢了根系衰老的速度。加入適量生物炭后的土壤的物理特性、營養(yǎng)情況、溫度等都會積極促進水稻的生長、開花以及成熟。

關鍵詞：作物栽培學與耕作學；生物炭；綜述；直播水稻；生長發(fā)育

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180432023

引言

近年來生物炭在農(nóng)業(yè)方面的研究利用不斷加強，生物炭本身的物化性質使它既可以供給植物養(yǎng)分，還對土壤具有改良和固碳作用。生物炭作為土壤改良劑，具有改善土壤物化結構、保水保肥、調節(jié)土壤溫度等效應。施用生物炭在農(nóng)業(yè)上增產(chǎn)增收和可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要的意義。

1 生物炭的物化性質

生物炭的元素組成與制備它的原材料有關，生物炭中碳元素含量占60%以上，其他物質主要包括KCl、SiO2、CaCO3、Ca的磷酸鹽、硝酸鹽以及Mg、Al、Mn、Zn 、Fe的氧化物或氫氧化物等。Demirba A指出，生物炭的元素組成主要有C、H、O，次要物質為灰分。最終的碳化溫度也決定其主要元素組成，最終制備溫度與其自身含碳量、灰分含量成正比?；曳值脑亟M成與原材料生長所在地的土壤成分、植物種類有直接關系。Titirici M M等使用紅外光譜分析出，羥基、羧基、酚羥基、脂族雙鍵及其芳香性是生物炭的典型結構特征。生物炭本身具有良好的穩(wěn)定性正是由于其含有的芳香化結構。

2 生物炭對土壤的影響

生物炭可使土壤中的pH值上升，使有毒重金屬減少；又由于碳原子表面積很大，增加了其氧化時間，為吸附營養(yǎng)成分和微生物群落生存提供了較大的空間。生物炭可以改變土壤的化學性質并影響土壤的物理性質，如增加土壤孔隙度、保水性和團聚體的形成，更能促進植物和根系的生長。

3 生物炭對直播水稻的影響

直播水稻省時、省工、省力，并節(jié)省了秧田。大規(guī)模生產(chǎn)時直播水稻比傳統(tǒng)移栽水稻一般增產(chǎn)5%左右，且生育期比傳統(tǒng)移栽水稻縮短5～7d。施用生物炭的直播水稻根系的生長發(fā)育相對更加優(yōu)良。

蓋霞普指出從時間尺度變化規(guī)律來看，土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮以及微生物量碳氮三者都呈現(xiàn)出波動性的變化。在培養(yǎng)的第21天達到最低值，后又呈現(xiàn)上升的趨勢。所以生物炭的添加能夠使土壤pH值、有機質、全氮以及微生物量碳氮含量得到提高，使土壤中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的含量降低。劉汝亮指出施用外源生物炭時水稻增產(chǎn)顯著，生物炭有利于水稻吸收氮元素，增強氮肥利用率，還可以使田面水中氮總量濃度降低，減少氮元素過度的流失。周勁松指出，在施用量適當?shù)那闆r下，生物炭可增強水稻根系生理功能，顯著提升水稻的生物量和產(chǎn)量，并且在施入生物炭后的幾年內仍然可以觀察到產(chǎn)量水平的較大提高。

4 結論

適量濃度生物炭的使用對水稻的生長發(fā)育起到了顯著的作用。生物炭以其獨有的特點，作為土壤改良劑具有不可代替的作用，尤其是對于水稻的生長發(fā)育結果極其明顯，具有廣闊的開發(fā)前景。隨著農(nóng)業(yè)科學的發(fā)展，相信生物炭作為土壤改良劑在農(nóng)業(yè)應用上定會有新的突破，并且得到廣泛應用，能更好地促進、提高水稻的生長發(fā)育和產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)科學上得到更好的發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：張秀紅（1996-），女，遼寧省大連市，沈農(nóng)學；孫嘉琳（1997-），女，遼寧省撫順市，農(nóng)學；孫璐（1982-），女，遼寧省沈陽市，博士，副教授，研究方向：作物栽培生理。