秸稈生物炭對小白菜生長發(fā)育及土壤性質(zhì)的影響

余端 馮牧野 李燕 羅友進

摘 ? 要 ? 通過盆栽對比試驗研究了不同生物炭添加量對小白菜生長發(fā)育及土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果初步表明：1）適量的秸稈生物炭添加量（4%～8%）有助于小白菜生長發(fā)育，而較高的添加量（12%～16%）反而有抑制作用;2）隨著生物炭含量水平的提高，小白菜對氮、磷、鉀的吸收呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢;3）添加秸稈生物炭可以使土壤容重降低，同時增加土壤孔隙度，使土壤具有較好的持水能力;4）生物炭本身含有豐富的有機碳、氮、磷、鉀元素，能使土壤中相應的元素含量上升。

關鍵詞 ? 秸稈生物炭;小白菜;生物量;土壤;理化性質(zhì)

中圖分類號：S634.3;S15 ? ?文獻標志碼：A ? ?DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.34.012

秸稈生物炭施入農(nóng)田不僅能補充土壤有機質(zhì)，有效減少氮素淋溶損失，提高土壤肥力[1]，而且可以有效提升土壤中的水分含量，增強植物對土壤中養(yǎng)分的吸收能力，對植物的生長發(fā)育也有非常良好的促進作用。

本試驗將重慶紫色土當作研究的主要對象，通過對盆栽小白菜施用生物炭后的生長、產(chǎn)量情況及土壤理化性質(zhì)變化進行研究，以評估秸稈生物炭施用對小白菜生長和土壤理化性質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤：盆栽試驗用土壤取自重慶市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高科技園區(qū)內(nèi)，于2018年3月采集表土（0～20 cm）基礎混合樣土50個，土壤類型為沙溪廟組紫色水稻土。采用隨機取樣，測試出供試土壤基本理化性質(zhì)如下：pH=5.93，陽離子交換量（CEC）114 mmol·kg-1，有機碳4.28 g·kg-1，全氮0.45 g·kg-1，速效鉀19.41 g·kg-1，速效磷0.16 mg·kg-1。

供試生物炭：生物炭來源于高科技園區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)有玉米秸稈制備而成。其理化性質(zhì)為：pH=8.9，C37.95%，N0.98%，C/N=38.72，有效磷225.3 g·kg-1，速效鉀2 031.11 mg·kg-1。秸稈生物炭粉碎過2 mm篩后，與稱量好的土壤及肥料充分混勻裝入塑料盆，再施等量N、P、K底肥，施肥量為：N150 mg·kg-1土，P2O5 100 mg·kg-1土，K2O 150 mg·kg-1土。

小白菜：品種為金品快菜308，葉色深綠，葉數(shù)多，生長周期為40～50 d。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

盆栽試驗設計，在重慶市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高科技園區(qū)溫室大棚中進行，每缽定植長勢相近幼苗10株。每隔3～5 d進行補水，保持土壤60%的田間持水量，并做好病蟲草害防控。

單因素試驗，共設置5個不同用量生物炭處理，分別為每季0%（T0：0 g·kg-1干土），4%（T40：40 g·kg-1干土），8%（T80：80 g·kg-1干土），12%（ T120：120 g·kg-1干土），16%（T160：160 g·kg-1干土）生物炭施用量。每個處理設置長勢一致的小白菜幼苗5盆，5個處理均設重復3次。

1.2.2 測定方法

秸稈生物炭對小白菜生長量影響檢測：主要測定根長、株高、地上鮮重、地下鮮重及總生物量等指標。

秸稈生物炭對小白菜主要營養(yǎng)元素含量影響檢測：主要測定N、P、K吸收量及含量。

土樣的采集與測定：在小白菜成熟期，分別采集根際土和根外土，對樣本進行土壤pH值，有機質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量等指標檢測。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)通過Excel處理，用SPSS軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈生物炭對小白菜生長量的影響

小白菜的生長情況見表1，隨著生物炭含量水平的提高，小白菜產(chǎn)量呈現(xiàn)先增后減，T80添加量最適宜小白菜生長?？梢?，秸稈生物炭的適量加入可以促進小白菜生長。

2.2 秸稈生物炭對小白菜主要營養(yǎng)元素的影響

秸稈生物炭不同添加量對小白菜主要營養(yǎng)元素含量的影響見表2。隨著生物炭含量水平的提高，小白菜對N、P、K的吸收均呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，即在一定范圍內(nèi)，秸稈生物炭能促進小白菜對N、P、K的吸收。

2.3 秸稈生物炭對土壤理化性狀的影響

秸稈生物炭不同添加量對土壤物理性狀的影響見表3。由于生物炭本身較低的容重和大孔隙，隨著秸稈生物炭添加量增加，最大持水量、田間持水量、有效水含量、毛管孔隙度和總孔隙度等各個指標都有不同程度的提高[2]。與T0相比各添加處理的土壤容重同比下降6.66%、20.00%、26.67%、36.97%，毛細管孔隙度由43.45%增加到49.61%，總孔隙度由51.23%增加到59.28%?？梢姡砑咏斩捝锾靠梢允雇寥廊葜販p少，同時也可以增加土壤孔隙度，提高土壤含水量和田間持水量。

通常而言，對于植物生長最合適的pH值范圍應該是6.5～7.5，而供試土壤的原始pH值為5.93，其實這樣的環(huán)境是不適宜植物進行完全的生長和發(fā)育的，隨著生物炭含量水平的提高，土壤由偏酸性調(diào)節(jié)到中性，從而改善了土壤的pH值狀況[2]。由表4可以看出，在試驗的五個生物炭添加處理中，陽離子交換量呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。相較于T0處理的陽離子交換量值而言，T40處理最大，其值為128 mmol·kg-1。隨著生物炭含量水平的提高，土壤養(yǎng)分含量明顯增加。與T0相比，T160處理的土壤有機碳含量從4.28 g·kg-1增加至74.43 g·kg-1，增加了約16倍，速效磷含量從19.41 mg·kg-1增加到78.85 mg·kg-1，增加了約3倍，這種含量的增長主要是因為生物炭本身含有非常多的活性炭分子，增強了土壤儲存碳原子的能力。T160處理的土壤全氮量達到2.09 g·kg-1，表明土壤含氮量非常豐富。隨著生物炭含量水平的提高，土壤速效鉀含量呈現(xiàn)較大的增長，到T160處理時土壤速效鉀含量達到5.17 g·kg-1，充分說明秸稈生物炭的施入促進了鉀元素的還田。

3 小結(jié)

1）適量的秸稈生物炭添加量（4%～8%）有助于小白菜生長發(fā)育，而較高的添加量（12%～16%）反而有抑制作用。

2）隨著生物炭含量水平的提高，小白菜對氮、磷、鉀的吸收呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，即在一定范圍內(nèi)，秸稈生物炭促進了小白菜對土壤中氮、磷、鉀元素的吸收。

3）添加秸稈生物炭可以使土壤容重降低，同時增加土壤孔隙度，使土壤具有較好的持水能力。

4）生物炭本身含有豐富的有機碳、氮、磷、鉀元素，能使土壤中相應的元素含量上升，從而起到儲存碳、氮、磷、鉀的作用。

參考文獻：

[1] 鄧叢靜，鄒積微，張齊生，等.新型改良劑對土壤性質(zhì)及小白菜生長的影響[J].科學技術(shù)與工程，2015，15（4）：171-174.

[2] 劉宇娟，謝迎新，董成，等.秸稈生物炭對潮土區(qū)小麥產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學報，2018，33（3）：232-238.

（責任編輯：丁志祥）