小麥生物質(zhì)炭對烤煙生長及根際土壤理化性質(zhì)的影響

張阿鳳,邵慧蕓,成 功,杜紅宇,張育林,王旭東,張艷玲

(1 農(nóng)業(yè)部 西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2 中國煙草總公司 鄭州煙草研究院，河南 鄭州450001)

生物質(zhì)炭是各種農(nóng)田廢棄物及果木枝條在高溫(350～550 ℃)限氧條件下熱解的產(chǎn)物，主要的元素組成為碳、氫、氧等，還有一定量的氮和硫[1]，并且碳的含量比較高(70%～80%)，以纖維素、羰基、酸和酸的衍生物以及成分復(fù)雜有機(jī)碳的混合物為主。施入土壤后因其性質(zhì)比較穩(wěn)定，在土壤中的周轉(zhuǎn)過程可能長達(dá)數(shù)百年或者更久[2]，這為生物質(zhì)炭還田后持續(xù)發(fā)揮改土增產(chǎn)、固碳減排作用奠定了基礎(chǔ)[3]。

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，每年產(chǎn)生的各類作物秸稈在7×108t左右[4]。大量研究表明，生物質(zhì)炭對于改善土壤結(jié)構(gòu)及土壤理化性質(zhì)[5]、提升作物產(chǎn)量及肥料利用率[6-7]、提高溫室氣體減排等方面有重要作用[8]。生物質(zhì)炭的農(nóng)田施用一方面為秸稈的資源化利用提供了新的途徑[2,9]，另一方面也為農(nóng)田土壤的固碳減排提供了新思路。由于化學(xué)肥料的長期單一施用，導(dǎo)致植煙土壤結(jié)構(gòu)板結(jié)、肥力下降，并進(jìn)一步影響煙葉的產(chǎn)量及品質(zhì)。因此，探究對植煙土壤的改良措施已受到廣泛關(guān)注[10]。但有研究表明，生物質(zhì)炭的施用雖然促進(jìn)了煙葉生長和產(chǎn)量的提高[11-12]，提升了煙葉的品質(zhì)及產(chǎn)值[11]，但是煙葉品質(zhì)隨著生物質(zhì)炭施用量的增加呈現(xiàn)先提高后下降的趨勢，當(dāng)生物質(zhì)炭施用量達(dá)到2 025 kg/hm2時(shí)，煙葉品質(zhì)開始下降[11]。另有研究表明，生物質(zhì)炭的施用對煙田土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的改善有一定作用[13]。而目前的研究主要集中于生物質(zhì)炭的施用對烤煙不同生育期生長發(fā)育特征及成熟期土壤理化性質(zhì)的影響方面[14-16]，關(guān)于生物質(zhì)炭對煙葉根際土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響研究較少。

貴州遵義市是全國烤煙種植最適宜區(qū)之一，近年烤煙種植面積為80萬hm2左右，是全國第三大煙葉主產(chǎn)區(qū)，種植面積和煙葉產(chǎn)量居貴州省第一[17]。生物質(zhì)炭的來源和用量、氣候條件、土壤類型都會(huì)影響煙葉的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)，但是目前在貴州這方面的研究還比較欠缺。因此本研究選取貴州遵義市煙田土壤黃壤，采用盆栽試驗(yàn)，探討不同用量的小麥生物質(zhì)炭對煙葉前期生長及根際土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響，以期為遵義市植煙土壤中生物質(zhì)炭的施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用盆栽的方式，于2016年在西北農(nóng)林科技大學(xué)日光溫室(34°16′56.24″N，108°04′27.95″E)內(nèi)進(jìn)行。供試煙草品種為K326，將烤煙種子種在育苗盤基質(zhì)中，并使其保持濕潤狀態(tài)，再放入配制好的營養(yǎng)液箱中，之后放入人工氣候箱里進(jìn)行育苗。育苗溫度控制在25 ℃，濕度控制在60%。待煙苗約4 cm高時(shí)，選取長勢一致的煙苗統(tǒng)一移栽至高25 cm、口徑為36 cm的硬質(zhì)塑料花盆中，每盆移栽1棵煙苗，每盆裝土和生物質(zhì)炭共10 kg。所用土壤為采自貴州遵義市遵義縣的0～10 cm土層的黃壤，其基本性質(zhì)如下：pH 6.37，有機(jī)碳3.43 g/kg，全氮 0.96 g/kg，全磷 0.090 g/kg，全鉀 7.29 g/kg，有效磷 16.6 mg/kg，有效鉀 92.1 mg/kg。供試小麥生物質(zhì)炭購自河南三利新能源有限公司，是將小麥秸稈在缺氧條件下經(jīng)350～550 ℃高溫裂解后所得的產(chǎn)物，其基本性質(zhì)如下：pH 10.3，有機(jī)碳489.6 g/kg，全氮10.7 g/kg，全磷2.0 g/kg，全鉀26.3 g/kg，礦質(zhì)態(tài)氮90.4 mg/kg，有效磷0.87 mg/kg，有效鉀462 mg/kg，灰分含量467.0 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，分別為不施用生物質(zhì)炭的對照(CK)，以及添加0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，0.5%，1%，2%和3%生物質(zhì)炭的處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每重復(fù)1盆。在煙苗移栽前，將生物質(zhì)炭、肥料(肥料的用量每盆按2 g純氮量施用氮磷鉀復(fù)合肥(m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1∶1.5∶3)和土按試驗(yàn)設(shè)計(jì)充分混合均勻后裝盆，各處理標(biāo)記后隨機(jī)排列。整個(gè)生育期煙苗所需水分全部由人工供給，在移栽還苗期保持水分為土壤相對含水量的60%[18]，還苗期以后按照煙株的生長情況和水分蒸發(fā)情況適當(dāng)補(bǔ)充水分。其余栽培管理嚴(yán)格按照優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)執(zhí)行。

1.3 樣品采集及分析方法

在烤煙移栽后的15 d(還苗期)測定煙葉的株高、葉片數(shù)、最大葉面積、葉綠素含量(SPAD)等農(nóng)藝性狀指標(biāo)，在烤煙移栽后的45 d(團(tuán)棵期)再次測定上述指標(biāo)，之后將整個(gè)植株連根一起挖出，用抖根法取根際土壤。將整株烤煙在105 ℃條件下殺青15 min，60 ℃ 烘干，在烘干前后分別測定烤煙地上部和地下部的鮮質(zhì)量與干質(zhì)量。

土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀氧化法測定，pH采用DELTA320pH計(jì)測定(土水質(zhì)量比為1∶1)，硝態(tài)氮含量采用酚二磺酸比色法測定，銨態(tài)氮含量采用1.2 mol/L氯化鉀浸提-靛酚藍(lán)比色法測定，全氮含量用半微量凱氏法測定，速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，全磷含量采用氫氧化鈉熔融法測定，速效鉀含量采用1 mol/L醋酸銨浸提-火焰光度法測定，全鉀含量采用氫氧化鈉熔融-火焰光度法測定，以上養(yǎng)分含量的測定均參考文獻(xiàn)[19]的方法進(jìn)行。土壤脲酶、脫氫酶、蔗糖酶活性均采用比色法測定，其測定方法參照文獻(xiàn)[20]的方法進(jìn)行。煙葉中葉綠素含量采用SPAD-502 PLUS(葉綠素計(jì))測定，株高、葉長和葉寬采用長度為2 m的卷尺測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均取3次重復(fù)的平均值，采用Microsoft excel 2013和JMP10.0(SAS Institute，USA，2011)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理和相關(guān)性分析，用Duncan’s法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)間的差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同用量生物質(zhì)炭對烤煙農(nóng)藝形狀及生物量的影響

不同用量生物質(zhì)炭對烤煙農(nóng)藝性狀的影響詳見表1。

表1 不同用量生物質(zhì)炭對還苗期和團(tuán)棵期烤煙農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effect of different biochar amendments on agronomic traits of flue-cured tobacco during the seedling and glomeration stages

注：同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。表2和表3同。

Note: Different small letters within each line indicate significant difference (P<0.05).Table 2 and Table 3 are the same.

從表1可以看出，與對照(CK)相比，不同用量生物質(zhì)炭對還苗期煙草的葉片數(shù)、株高及葉綠素含量沒有明顯影響，但是總體增加了煙葉的最大葉面積，其中當(dāng)生物質(zhì)炭用量為3%時(shí)，煙葉的最大葉面積較對照增加了155.3%，而其他處理與對照沒有顯著差異。在團(tuán)棵期，與對照相比，生物質(zhì)炭的施用總體增加了煙草的葉片數(shù)、最大葉面積及葉綠素含量，但是對于煙草的株高沒有顯著影響；當(dāng)生物質(zhì)炭用量為3%時(shí)，與對照相比，煙草的葉片數(shù)增加了21.5%，最大葉面積增加了17.7%。

由圖1可以看出，與對照相比，不同用量生物質(zhì)炭影響了煙草團(tuán)棵期地上部的生物量，不同生物質(zhì)炭處理與對照之間煙草地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量總體上有顯著性差異。

圖柱上標(biāo)不同小寫字母表示處理之間有顯著性差異(P<0.05)，下圖同Different small letters indicate significant difference (P<0.05) among treatments.The same below圖1 不同用量生物質(zhì)炭對煙葉團(tuán)棵期地上部和地下部生物量的影響Fig.1 Effect of different amounts of biochar amendment on aboveground and root biomass of flue-cured tobacco during the glomeration stage

圖1顯示，與對照相比，生物質(zhì)炭用量為0.5%，1%，2%及3%時(shí)，地上部鮮質(zhì)量分別增加了36.7%，26.3%，13.6%和43.7%；地上部干質(zhì)量分別增加了37.7%，27.3%，14.3%和44.2%?？梢钥闯觯镔|(zhì)炭用量為3%的處理煙草地上部生物量增幅最大。與對照相比，不同用量生物質(zhì)炭對烤煙地下部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量沒有顯著性影響。

2.2 不同用量生物質(zhì)炭對煙草根際土壤養(yǎng)分含量的影響

表2顯示，生物質(zhì)炭的施用影響了土壤pH、有機(jī)碳、全氮及全鉀含量，但對土壤全磷含量無顯著影響。

表2 不同用量生物質(zhì)炭對煙草根際土壤養(yǎng)分含量的影響Table 2 Effects of different amounts of biochar amendment on nutrients contents in rhizosphere soil of tobacco

當(dāng)生物質(zhì)炭用量為2%和3%時(shí)，與對照相比，土壤pH分別顯著增加了0.58和0.50，而其他生物質(zhì)炭處理與對照之間沒有顯著性差異。當(dāng)生物質(zhì)炭用量為1%，2%和3%時(shí)，與對照相比，土壤有機(jī)碳含量分別增加了381.0%，235.3%和302.3%；而當(dāng)生物質(zhì)炭的用量為0.1%和0.5%時(shí)，與對照相比，土壤有機(jī)碳含量雖略有增加，但沒有顯著差異。當(dāng)生物質(zhì)炭用量為1%，2%和3%時(shí)，與對照相比，土壤全氮含量分別增加了10.4%，29.2%和41.7%；而低用量(0.1%和0.5%)生物質(zhì)炭處理下，土壤全氮含量沒有顯著變化。鉀是煙草的品質(zhì)元素，土壤中全鉀含量影響煙草對鉀的吸收。與對照相比，生物質(zhì)炭的施用增加了土壤全鉀含量，特別是當(dāng)生物質(zhì)炭用量為3%時(shí)，土壤全鉀含量最高，較對照增加了114.0%；其他生物質(zhì)炭處理土壤全鉀含量雖有增加的趨勢，但是與對照差異不顯著。土壤全磷含量各處理間差異不顯著。

圖2顯示，生物質(zhì)炭的施用影響了煙草根際土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量。與對照相比，當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.1%，0.5%，1%，2%和3%時(shí)，土壤硝態(tài)氮含量分別顯著增加了22.1%，47.1%，39.9%，48.8%和22.9%。與對照相比，當(dāng)生物質(zhì)炭的用量為0.5%和1%時(shí)，土壤銨態(tài)氮含量分別顯著增加了90.5%和21.4%；而其他處理與對照沒有顯著性差異。

不同用量生物質(zhì)炭對煙草根際土壤速效磷和速效鉀含量的影響見圖3。

圖2 不同用量生物質(zhì)炭對煙草根際土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的影響Fig.2 Effect of different amounts of biochar amendment on and contents of rhizosphere soil

圖3顯示，生物質(zhì)炭處理顯著影響了根際土壤速效磷和速效鉀的含量。與對照相比，當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.1%，0.5%，1%，2%和3%時(shí)，土壤速效磷含量分別顯著增加了197.7%，148.6%，220.3%，282.4%和220.3%。當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.5%，1%，2%和3%時(shí)，煙草根際土壤速效鉀含量分別較對照顯著增加了45.3%，78.5%，237.0%和474.8%；但當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.1%時(shí)，煙草根際土壤速效鉀含量與對照之間沒有顯著差異。

2.3 不同用量生物質(zhì)炭對煙草根際土壤酶活性的影響

表3顯示，生物質(zhì)炭的施用影響了土壤脲酶、脫氫酶及蔗糖酶活性，但是3種酶活性的變化與生物質(zhì)炭的用量之間沒有線性關(guān)系。與對照相比，當(dāng)生物質(zhì)炭用量為2%時(shí)，土壤脲酶活性增加35%。而施用生物質(zhì)炭(添加0.1%的生物質(zhì)炭處理除外)降低了土壤脫氫酶的活性，與對照相比，當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.5%，1%，2%和3%時(shí)，土壤脫氫酶活性分別降低了51.5%，63.6%，63.6%和51.5%；當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.1%時(shí)，土壤脫氫酶活性較對照略有增加，但二者之間沒有顯著性差異。與對照相比，當(dāng)生物質(zhì)炭用量為0.5%和3%時(shí)，土壤蔗糖酶活性顯著增加了108.7%和100%；而其他處理下土壤蔗糖酶活性與對照沒有顯著差異。

表3 不同用量生物質(zhì)炭對煙草根際土壤酶活性的影響Table 3 Effects of different amounts of biochar amendment on soil enzyme activities of rhizosphere soil

2.4 團(tuán)棵期煙草農(nóng)藝性狀、土壤理化性質(zhì)、酶活性之間的相關(guān)關(guān)系

本試驗(yàn)分析了團(tuán)棵期煙草農(nóng)藝性狀、土壤理化性質(zhì)、酶活性之間的相關(guān)關(guān)系，其中煙草農(nóng)藝性狀與全鉀、全磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量以及脲酶活性相關(guān)性均不顯著，因此本研究只列出了煙草農(nóng)藝性狀與土壤pH、有機(jī)碳、全氮、速效鉀含量以及脫氫酶、蔗糖酶活性的相關(guān)性，結(jié)果見表4。表4顯示，團(tuán)棵期煙草的葉片數(shù)與脫氫酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與全氮、速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；最大葉面積與脫氫酶活性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與葉片數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與pH、全氮含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，與有機(jī)碳、速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.001)；地上部干質(zhì)量與有機(jī)碳、全氮含量、蔗糖酶活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與速效鉀含量、最大葉面積、葉片數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，而與脫氫酶活性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。

表4 團(tuán)棵期煙草農(nóng)藝性狀、土壤理化性質(zhì)、酶活性之間的相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlations between agronomic traits of flue-cured tobacco and soil physical and chemical properties as well as enzyme activities

注：*、**、***分別表示在P<0.05，P<0.01，P<0.001水平相關(guān)性顯著。

Note: *, **, and *** represent significant correlations atP<0.05,P<0.01,andP<0.001, respectively.

3 討 論

3.1 生物質(zhì)炭的施用對烤煙農(nóng)藝形狀及干質(zhì)量的影響

煙草的長勢可以通過農(nóng)藝形狀直觀地反映[21]。趙殿峰等[15]的研究結(jié)果表明，小麥/玉米秸稈生物質(zhì)炭施用抑制了烤煙前期的生長。萬海濤[21]研究表明，花生殼生物質(zhì)炭抑制壤質(zhì)潮土(pH 7.48)煙株前期的生長，但促進(jìn)了烤煙后期的生長。本研究發(fā)現(xiàn)，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的生物質(zhì)炭能改善煙株生長前期的農(nóng)藝形狀，增加還苗期煙葉的最大葉面積以及團(tuán)棵期的葉片數(shù)和最大葉面積。陳懿等[22]的研究表明，當(dāng)煙稈生物質(zhì)炭用量為1，10，50 t/hm2時(shí)，其增加了黃壤(pH 6.84)上烤煙根系干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量及總干質(zhì)量，這與本研究結(jié)果一致，即生物質(zhì)炭的施用增加了烤煙地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量，且添加3%生物質(zhì)炭處理的增幅最大。而劉卉等[16]的研究表明，當(dāng)生物質(zhì)炭用量為 3 000～3 750 kg/hm2時(shí)，其可促進(jìn)烤煙的干物質(zhì)積累。這可能與供試土壤的基本性質(zhì)、生物質(zhì)炭的性質(zhì)及生物質(zhì)炭的制備原料和條件等因素有關(guān)[14]。本研究的相關(guān)性分析表明，團(tuán)棵期烤煙地上部干質(zhì)量與土壤有機(jī)碳、全氮含量和蔗糖酶活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，而與脫氫酶活性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)?？芍寥乐胸S富的速效鉀、有機(jī)碳、全氮含量及較高的蔗糖酶活性能夠有效促進(jìn)烤煙地上部生物量的積累。

3.2 生物質(zhì)炭的施用對土壤pH及養(yǎng)分含量的影響

土壤pH與土壤養(yǎng)分的有效性密切相關(guān)[14]，生物質(zhì)炭的施用能顯著提高土壤的pH[23-24]。本研究結(jié)果也顯示，添加2%和3%的生物質(zhì)炭處理顯著增加了土壤pH值，但是其他生物質(zhì)炭處理之間沒有顯著性差異，可知少量的生物質(zhì)炭自身的灰分元素及其對陽離子的吸附能力不足以使土壤酸性離子被充分吸收交換，只有生物質(zhì)炭的用量達(dá)到一定程度時(shí)才能影響土壤的pH值[15]。與對照相比，生物質(zhì)炭的施用增加了土壤有機(jī)碳的含量，其中生物質(zhì)炭用量為1%～3%的處理土壤有機(jī)碳含量顯著增加了381.0%～302.3%，這與前人的研究結(jié)果一致[25-26]。成功等[25]研究表明，土壤有機(jī)碳含量隨著生物質(zhì)炭施用量的增加而增大。生物質(zhì)炭用量為1%～3%的處理，土壤全氮含量分別較對照顯著增加10.4%～41.7%，這可能是因?yàn)樯镔|(zhì)炭本身含有較豐富的含氮物質(zhì)(全氮含量10.7 g/kg)。與對照相比，施用生物質(zhì)炭后土壤全鉀含量明顯增加，尤其生物質(zhì)炭用量為3%的處理土壤全鉀含量增幅最大。這與管恩娜等[26]的研究結(jié)果一致，可能與生物質(zhì)炭較高的全鉀含量(26.3 g/kg)有關(guān)。生物質(zhì)炭本身含有的可溶性鉀元素，施用后可以增加土壤鉀的含量。而對于土壤全磷來講，各處理之間沒有顯著差異，這可能與生物質(zhì)炭本身磷含量較低以及生物質(zhì)炭用量少有關(guān)[27]。

本研究中，與對照相比，施用生物質(zhì)炭增加了根際土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量，這與陳山等[27]的研究結(jié)果一致。趙殿峰等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，隨著生物質(zhì)炭施用量的增加，土壤中速效氮含量呈先升高后降低的趨勢，這與本研究結(jié)果一致，其中生物質(zhì)炭用量為2%的處理硝態(tài)氮含量最高，生物質(zhì)炭用量為0.5%的處理銨態(tài)氮含量最高。本研究中，隨著生物質(zhì)炭施用量的增加，土壤速效磷含量總體呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢，生物質(zhì)炭用量為2%的處理土壤速效磷含量最高。這可能是因?yàn)榈陀昧康纳镔|(zhì)炭施用可減少土壤有效磷的淋溶和固定，同時(shí)可吸附土壤中的磷酸根，使得土壤有效磷含量增加；而高用量的生物質(zhì)炭施用僅以吸附土壤中的磷酸根為主，因此導(dǎo)致土壤有效磷含量降低[15]。本研究中，施用生物質(zhì)炭增加了土壤速效鉀的含量，這與前人的研究結(jié)果[21,28]一致，這是因?yàn)樯镔|(zhì)炭中不僅含有一定量的鉀離子，而且還可以減少土壤鉀的淋洗[29]。

3.3 生物質(zhì)炭的施用對烤煙根際土壤酶活性的影響

本研究中，生物質(zhì)炭用量為2%的處理與對照相比根際土壤脲酶活性增加了35%，而其他處理與對照相比沒有顯著性差異，這與翟優(yōu)雅等[30]的研究結(jié)果一致。而黃劍[31]的研究表明，生物質(zhì)炭用量高(4 500 kg/hm2)時(shí)可能抑制土壤脲酶活性。本研究中施用生物質(zhì)炭(用量為0.1%的生物質(zhì)炭處理除外)降低了土壤脫氫酶的活性，這與Oleszczuk等[32]的研究結(jié)果相反。生物質(zhì)炭用量為0.5%和3%的處理顯著增加了蔗糖酶活性，這與張繼旭等[14]的研究結(jié)果一致，而陳心想等[33]研究認(rèn)為，施用生物質(zhì)炭在短期內(nèi)對蔗糖酶活性并無顯著影響。由以上結(jié)果可以看出，目前關(guān)于生物質(zhì)炭對土壤酶活性的影響結(jié)果有差異，可能與生物質(zhì)炭本身的性質(zhì)和施用量、供試土壤的理化性質(zhì)及目標(biāo)底物之間進(jìn)行的各種反應(yīng)等有關(guān)[34]。

3.4 烤煙種植中施用生物質(zhì)炭的優(yōu)缺點(diǎn)

化肥雖然養(yǎng)分含量高、肥效快，但養(yǎng)分單一，長期施用就會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，結(jié)構(gòu)板結(jié)，肥力下降，進(jìn)而造成煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)下降，煙葉產(chǎn)值降低[35]。而有機(jī)肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)和各種養(yǎng)分，作為一種優(yōu)質(zhì)的土壤改良劑和肥料，被用于培肥、改良土壤。煙田中施用有機(jī)肥可以增加土壤養(yǎng)分含量并改善土壤的理化性質(zhì)[36-38]，但不同有機(jī)肥的適宜用量在實(shí)際生產(chǎn)中很難把握。另外有機(jī)肥如污泥、豬糞、堆肥等均受到不同程度的重金屬污染，施入農(nóng)田之后可能會(huì)被煙葉吸收，進(jìn)而影響煙葉的品質(zhì)[35]。因此，有機(jī)肥在煙田中的施用受到了一定的限制。生物質(zhì)炭中的營養(yǎng)元素比較豐富，除C含量較高外，N、P、K、Ca、Mg的含量也較高[39]，施用到煙田中可以為烤煙生長發(fā)育提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)，另外對于鈍化土壤中的重金屬也有一定的作用[40]。本研究中，添加3%的生物質(zhì)炭后，由生物質(zhì)炭攜入的養(yǎng)分如有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、礦質(zhì)態(tài)氮、有效磷、有效鉀的含量分別增加14.7 g/kg、0.32 g/kg、0.06 g/kg、0.79 g/kg、2.7 mg/kg、0.026 mg/kg、13.9 mg/kg?？梢钥闯錾镔|(zhì)炭的施用一方面解決了植煙土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低的現(xiàn)狀[41]，另外對于土壤結(jié)構(gòu)的改善、肥力的提升也有重要作用。但是由于秸稈生物質(zhì)炭的pH值(10.3)較高，長期大量施用會(huì)影響土壤pH值，而土壤pH值5.0～7.0為煙草的適宜生長范圍，若pH值>7.0，就會(huì)造成煙葉品質(zhì)下降[42]，因此在煙田施用生物質(zhì)炭時(shí)應(yīng)考慮這一問題。同時(shí)，大量施用生物質(zhì)炭還存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，在施用量高的條件下容易造成多環(huán)芳烴污染的潛在危害[43]，因此，在施用過程中要控制生物質(zhì)炭的用量；另外，生物質(zhì)炭呈粉末狀，占空間較大，運(yùn)輸成本相對較高，這也是生物質(zhì)炭在推廣中亟需解決的問題。

4 結(jié) 論

施用生物質(zhì)炭不僅改善了烤煙生長前期煙葉的農(nóng)藝性狀，而且也影響了土壤理化性質(zhì)及酶活性，其中以生物質(zhì)炭用量為3%時(shí)效果較佳。