生物炭和肥料配施對土壤理化特性和作物生長影響的研究綜述

莊 曄，王 娟

(揚州大學(xué) 水利科學(xué)與工程學(xué)院， 江蘇 揚州 225000)

生物炭是由生物質(zhì)在無氧或低氧環(huán)境中高溫裂解后產(chǎn)生的固體顆粒物質(zhì)[1]。生物炭的含碳量豐富，重度較小，比表面積較大，吸附能力強，穩(wěn)定性強，一般呈堿性[2-3]。大部分研究表明，在土壤中施加生物炭能夠較好地改善土壤理化特性，從而促進作物生長并獲得較高產(chǎn)量[4-6]。

肥料作為植物生長發(fā)育的糧食，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要，它起到調(diào)節(jié)土壤理化生物特性，提高土壤肥力，最終提高農(nóng)作物產(chǎn)量以及改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等重要作用[7]。目前常用的肥料有化學(xué)肥料、有機肥料和生物肥料等。

然而，目前在肥料利用方面仍存在著較多問題，主要表現(xiàn)為肥料利用率較低。肥料利用率的低下不僅會增加農(nóng)業(yè)投資成本，還會引發(fā)土壤板結(jié)、土壤肥力降低、污染物增多等一系列問題[8-10]。此外，肥料利用率的低下還會導(dǎo)致養(yǎng)分流入水體，污染水體，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化等問題，造成農(nóng)業(yè)面源污染[11]。有研究結(jié)果表明，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中施加生物炭不僅能夠達到增產(chǎn)提質(zhì)的效果，還對養(yǎng)分具有一定的持留作用，能夠延緩肥料的養(yǎng)分釋放，有效提高肥料利用率[12-14]。所以，探究生物炭和肥料配施對土壤理化特性和作物生長的影響具有重要意義，對于提高肥料利用率，減少施肥造成的環(huán)境問題極為重要。

本文總結(jié)了生物炭和不同種類肥料配施對土壤理化特性和作物生長及產(chǎn)量的影響方面的研究成果和進展，并對生物炭配施肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所面臨的問題和需要解決的科學(xué)問題進行了展望，旨在為生物炭和肥料合理施用、作物增產(chǎn)提質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 生物炭和肥料配施對土壤理化性質(zhì)的影響

1.1 生物炭和肥料配施對土壤物理性質(zhì)的影響

土壤的物理性質(zhì)包括了土壤的地溫、重度、持水性能等。在土壤中添加生物炭后會對土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，從而改善土壤的物理特性。

地溫是土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，適宜的地溫能夠有效促進作物的生長發(fā)育。尚杰等[15]研究發(fā)現(xiàn)，施加40 t/hm2～60 t/hm2的生物炭增加了土壤的溫度。李昌見等[16]研究表明，施加生物炭(10 t/hm2、20 t/hm2、40 t/hm2、60 t/hm2)顯著提高了土壤溫度，各生育期施加60 t/hm2的生物炭土壤溫度增幅最大，增幅為58.1%、31.3%、55.8%。王鵬[17]研究指出，與空白對照相比，生物炭(10 t/hm2、15 t/hm2)和羊糞有機肥配施(4.5 t/hm2、9 t/hm2)增加了土壤平均溫度。這主要可能是因為生物炭添加后土壤表層顏色變深，土壤吸熱能力增強，從而促使了土壤溫度的提升[18]。

生物炭與肥料配施可以降低土壤重度(見表1)。梁利寶等[22]研究發(fā)現(xiàn)，隨著復(fù)墾時間的延長，土壤重度逐漸降低，第3年施加3 t/hm2生物炭和9 677 kg/hm2雞糞有機肥處理明顯降低了土壤的重度，與不施生物炭和肥料處理相比降幅達到10%，而無機肥(N120 kg/hm2，P92 kg/hm2，K98 kg/hm2)配施生物炭(3 t/hm2)處理對土壤重度的降低效果不明顯。由此可見，生物炭配施肥料能夠改善土壤重度，且以生物炭配施有機肥效果較優(yōu)。

表1 生物炭和肥料配施對土壤重度的影響

土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)的改變會影響土壤水分的入滲、流動和滯留時間，從而影響土壤持水性能[24]。勾芒芒等[25]研究生物炭與化肥配施對土壤含水率的影響發(fā)現(xiàn)，生物炭(10 t/hm2、20 t/hm2、40 t/hm2、60 t/hm2)和化肥(N306 kg/hm2、408 kg/hm2，P122.25 kg/hm2、163 kg/hm2，K225 kg/hm2、300 kg/hm2)配施能有效改善土壤持水性能，顯著增加了0～20 cm土層土壤的含水率。王湛等[26]通過在寧夏吳忠地區(qū)的定位試驗發(fā)現(xiàn)，生物炭配施牛糞有機肥處理有效增加了0～10 cm土層土壤的體積含水率，在全生育期中生物炭(17 t/hm2)配施有機肥(110 t/hm2)處理0～10 cm土層土壤平均含水率分別比單施有機肥(110 t/hm2)處理、單施生物炭(17 t/hm2)處理、以及不施有機肥和生物炭處理分別提高了12.4%、20.4%和 29.2%，試驗結(jié)果還表明生物炭和有機肥配施使得水分集中在0～30 cm土層，增加了作物可利用的有效水含量。生物炭和肥料配施能夠改善土壤的持水性能，但其對土壤持水性能的改善效果受土壤質(zhì)地、生物炭添加量等多種因素的影響。孟繁昊等[20]通過研究發(fā)現(xiàn)，生物炭(8 t/hm2、16 t/hm2、24 t/hm2)和氮肥(150 kg/hm2、300 kg/hm2)配施可顯著提高0～40 cm土層土壤的含水率和蓄水量，并且發(fā)現(xiàn)土壤持水性隨生物炭施加量的增加呈先增后減的趨勢。高海英等[27]研究指出，對質(zhì)地較黏土壤施加生物炭或生物炭基氮肥可增大土壤通透性，促進土壤水分入滲，而對于質(zhì)地較輕土壤則會降低土壤通透性，抑制水分入滲。此外，試驗結(jié)果表明適量的生物炭及生物炭基氮肥可提高土壤持水性能，但當(dāng)超過一定用量時(此研究中用量為80 t/hm2)反而會降低土壤持水性能。由此可見，生物炭配施肥料可有效改善土壤持水性能，增加土壤中有效水含量，且生物炭配施肥料對土壤持水性能的改善效果優(yōu)于單施生物炭或肥料。對于不同質(zhì)地的土壤，生物炭添加量存在閾值，過量添加生物炭反而會降低土壤持水性能，影響作物水分利用。

總體而言，生物炭與肥料配施能顯著增加土壤溫度，降低土壤重度，并顯著提高作物根系層水分有效性。在一定添加范圍內(nèi)，土壤持水特性與生物炭添加量正相關(guān)，但過量添加反而會降低土壤持水性，這主要與土壤質(zhì)地相關(guān)。

1.2 生物炭和肥料配施對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

土壤的化學(xué)性質(zhì)包括了土壤pH、土壤氮素、有機質(zhì)等養(yǎng)分含量。錢嘉文等[28]研究發(fā)現(xiàn)，與空白對照相比，單施生物炭(17.6 t/hm2)處理土壤pH值提高了16.49%，而單施化肥(2 000 kg/hm2)處理土壤pH值降低了11%，生物炭(8.8 t/hm2)和化肥(2 000 kg/hm2)配施與單施化肥(2 000 kg/hm2)相比, 明顯減緩了土壤pH值下降。侯曉娜[29]通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn)，單施生物炭(50 g/kg)、單施有機肥(50 g/kg)、生物炭(50 g/kg)與有機肥(50 g/kg)配施處理土壤pH值較空白對照分別提高了26.1%、24.3%、32.7%。楊勁峰等[30]研究表明，隨著種植年限的增加pH值有所下降，在連續(xù)三年施肥后，與豬糞配施化肥、玉米秸稈配施化肥、炭基顆粒配施化肥相比，炭基緩釋花生專用肥處理土壤pH值下降的最多，較第二年降低了7.0%。郭茹等[31]通過生菜盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，生物炭(24 g/kg、48 g/kg、72 g/kg)和蚯蚓糞有機肥(400 g/kg、800 g/kg、1 200 g/kg)配施能夠提高土壤有機質(zhì)和全氮含量，并且土壤中有機質(zhì)和全氮含量隨著生物炭和有機肥添加量的增加而增加。胡茜等[32]通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，在水稻分蘗期前，添加3%的三種不同生物炭(水稻秸稈炭、玉米秸稈炭、小麥秸稈炭)和化肥配施處理的土壤堿解氮含量遠高于單施化肥處理，并且增幅普遍在31.32%以上。樊曉東等[33]研究發(fā)現(xiàn)，生物炭(6 t/hm2)和雞糞有機肥(12 000 kg/hm2)配施處理土壤全氮、堿解氮、硝態(tài)氮含量比單施有機肥(12 000 kg/hm2)處理分別增加了1.5%、11.1%、20.3%。徐綺雯等[34]在試驗中采用不同梯度的生物炭(0 t/hm2、35 t/hm2、50 t/hm2)與常規(guī)施肥(N180 kg/hm2，P90 kg/hm2，K120 kg/hm2)、減量施肥(N90 kg/hm2，P45 kg/hm2，K60 kg/hm2)相配合處理，通過研究發(fā)現(xiàn)，與不施生物炭處理相比，生物炭和常規(guī)肥、生物炭和減量肥配施處理土壤的全碳、全氮含量平均上升了6.11與1.42倍。王智慧等[35]研究指出，生物炭和化肥配施能夠提高土壤有效磷含量和速效鉀的含量，與空白對照相比，80%常規(guī)肥和20%生物炭配施處理以及70%常規(guī)肥和30%生物炭配施處理有效磷和速效鉀含量分別提高了52.16%～81.00%、40.49%～72.24%以及11.79%～19.15%、7.54%～20.36%。

總體來講，生物炭配施肥料能顯著提高土壤有機質(zhì)、氮、碳、鉀和磷等養(yǎng)分的含量及有效性，但對于土壤pH的影響尚不統(tǒng)一，這可能與土壤pH的本底值有關(guān)。此外，部分研究表明，肥料減量與生物炭配施仍可以提高土壤養(yǎng)分含量，但對于肥料和生物炭的比例關(guān)系還需要進一步研究。

1.3 生物炭和肥料配施對氮肥利用的影響

生物炭和肥料配施能夠顯著提高土壤的養(yǎng)分含量及其有效性，從而提高肥料利用率，眾多研究表明，生物炭與肥料配施會顯著影響土壤中氮素形態(tài)，并有效提高氮素利用率。張愛平等[36]研究發(fā)現(xiàn)，生物炭和氮肥配施能夠提高氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用率，且兩者均隨生物炭用量的增加而增加。喬志剛等[37]通過田間試驗發(fā)現(xiàn)，施用生物質(zhì)炭基肥處理氮素吸收利用率均有增加，低氮量炭基肥處理(炭基肥375 kg/hm2和N150 kg/hm2)氮素吸收利用率增加的最為顯著，較施常規(guī)肥(45%養(yǎng)分復(fù)合肥375 kg/hm2和N300 kg/hm2)處理增加了10.2%。生物炭和肥料配施之所以能夠提高氮素的利用率主要是因為生物炭是多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，施入土壤后能夠改善土壤通氣狀況，能夠增強對于氮素的吸附，減少氮素的淋溶[38-39]。

尹秀玲等[40]研究表明，玉米秸稈生物炭能夠提高對氮素的吸附，且隨生物炭添加量(添加量為0%、0.5%、1%、2%)的增加暗棕壤土對氮的飽和吸附量增加。索桂芳等[41]通過選用稻殼炭、山核桃殼炭和竹炭三種不同類型的生物炭進行吸附試驗發(fā)現(xiàn)，三種生物炭在生物炭添加量為0.05 g，pH為9，吸附時間為3 h，初始濃度為100 mg/L的條件下，稻殼炭對氮的吸附效果最佳，最大吸附量為23.79 mg/g。王思源等[42]研究發(fā)現(xiàn)，鐵氧化改性生物炭和鐵改性生物炭對銨態(tài)氮的吸附作用較好，兩者對銨態(tài)氮的飽和吸附量分別較未改性生物炭增加了23.3%～24.1%和14.1%～14.3%。Sika等[43]研究發(fā)現(xiàn)，添加生物炭處理顯著降低了硝態(tài)氮的淋溶。李卓瑞等[44]研究發(fā)現(xiàn)，土壤中添加生物炭能夠有效減少總氮的淋失，各生物炭添加處理(添加量為2%、4%、6%、8%)與不添加生物炭對照相比，總氮淋失量分別減少了17.6%、24.7%、30.6%、 37.7%。楊放等[45]研究指出，1%的生物炭添加量增加了銨態(tài)氮的淋失，5%和10%的生物炭添加量減少了土壤銨態(tài)氮的淋失量，與不添加生物炭對照相比，分別減少了31.1%和52.4%。

總體來看，由于生物炭的多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，肥料配施不同種類的生物炭均可提高對無機氮的吸附，減小氮素淋溶損失，從而提高氮肥利用率，且隨生物炭用量的增加，氮肥利用率提高更顯著。

2 生物炭和肥料配施對作物生長發(fā)育的影響

2.1 生物炭和肥料配施對作物生長的影響

土壤環(huán)境對于作物的生長發(fā)育來說非常的重要，生物炭和肥料配施有效地改善了土壤的理化性質(zhì)，為作物根系生長提供了良好的土壤環(huán)境，從而促進作物的生長發(fā)育。部分研究表明，生物炭的添加能夠促進小麥、水稻、大豆等作物的生長[46-49]。張偉明等[50]研究表明，生物炭(0、1.5 t/hm2)與化肥(60 kg/hm2、82.5 kg/hm2、105 kg/hm2、127.5 kg/hm2)配施能夠提高大豆生長前期的株高，在大豆的苗期、開花期顯著提高凈光合速率和蒸騰速率，在結(jié)莢期降低蒸騰速率提高光合速率，從而增加大豆光合產(chǎn)物的積累，減少光合產(chǎn)物消耗，促進大豆葉、莖干物重的提高。李司童等[51]研究指出，生物炭(0 t/hm2、0.75 t/hm2、1.5 t/hm2)和菜籽餅(0 kg/hm2、750 kg/hm2、1 500 kg/hm2)配施能夠提高烤煙的株高，并且發(fā)現(xiàn)施加菜籽餅?zāi)茱@著提高上、中部煙葉面積，在同一生物炭水平下，烤煙葉面積隨菜籽餅用量的增加而增加。呂貝貝等[52]通過玉米盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，與不施生物炭和化肥以及單施生物炭(1.25 g/kg、5 g/kg、20 g/kg)、單施化肥(0.27 g/kg)處理相比，生物炭(1.25 g/kg、5 g/kg、20 g/kg)與化肥(0.27 g/kg)配施處理有效提高了玉米的總根長和根表面積，促進了玉米根系的生長發(fā)育。陳婧婷等[53]在對生物炭與氮肥配施對鹽堿脅迫下甜菜生長的研究中發(fā)現(xiàn)，鹽堿脅迫嚴重影響了甜菜種子的出苗率，但在添加了生物炭(30 g/kg)之后，甜菜種子出苗率卻有所提高，同時發(fā)現(xiàn)添加生物炭條件下，減少氮肥用量(減少氮肥用量的梯度為10%、20%、30%、40%)對甜菜種子的出苗率無顯著影響。劉領(lǐng)等[54]通過盆栽試驗研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施氮量(0.2 g/kg)相比，在常規(guī)施氮量條件下施用生物炭(7.2 g/kg)可顯著提高葉片中葉綠素的總量和類胡蘿卜素的含量，增強煙株的根系活力，并且在添加生物炭的情況之下，減少10%～20%氮肥施用量并沒有顯著影響烤煙葉片的葉綠素總量、類胡蘿卜素含量、凈光合速率等，反而更有利于提高煙株根系活力和根冠比。

由此可見，生物炭和肥料配施能夠很好的促進作物的生長發(fā)育，提高作物的出苗率、光合速率、葉綠素含量等，且生物炭配施肥料對作物的生長發(fā)育的影響優(yōu)于單施生物炭或單施肥料。同時，在生物炭配施肥料時，適當(dāng)?shù)臏p少肥料的施用量對作物的生長發(fā)育并無顯著的影響，有時反而會促進作物的生長發(fā)育。

2.2 生物炭和肥料配施對作物產(chǎn)量的影響

生物炭和肥料配施能夠改善土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高土壤養(yǎng)分含量，促進微生物的繁殖，為作物生長提供良好的土壤環(huán)境，從而達到提高作物產(chǎn)量的效果[55-57]。從表2可以看出，生物炭和肥料配施能夠促進小麥、玉米、紅棗、蘋果等作物的增產(chǎn)。但生物炭對作物的增產(chǎn)效果也受到土壤類型的影響。代快等[64]研究發(fā)現(xiàn)，在紫色土上施加生物炭烤煙產(chǎn)量增加了24.4%～55.6%，而在黃紅壤土上施加生物炭烤煙產(chǎn)量降低了18.9%～37.9%。也有研究表明生物炭對作物產(chǎn)量的增產(chǎn)效果具有累積性。Major等[63]在土壤中施加0 t/hm2、8 t/hm2、20 t/hm2的生物炭后發(fā)現(xiàn)，第一年玉米產(chǎn)量無顯著提高，但施加20 t/hm2生物炭處理第二至四年玉米產(chǎn)量較未施加生物炭處理分別增加了28%、30%、140%。

表2 生物炭和肥料配施對作物產(chǎn)量的影響

生物炭配施肥料對作物產(chǎn)量的影響與生物炭添加量之間也有著密切聯(lián)系。張愛平等[36]通過大田試驗發(fā)現(xiàn)，在施氮量為300 kg/hm2情況下，水稻籽粒產(chǎn)量隨生物炭添加量(4.5 t/hm2、6.75 t/hm2、9 t/hm2)的增加而增加，在不施氮情況下，生物炭的添加對水稻籽粒產(chǎn)量沒有顯著影響。也有研究指出并不是生物炭添加量越高對作物的增產(chǎn)效果就越好。張娜等[65]研究表明，不同量生物炭(0 t/hm2、1 t/hm2、5 t/hm2、10 t/hm2)配施化肥均增加了玉米產(chǎn)量，其中1 t/hm2生物炭配施化肥玉米產(chǎn)量增幅最大，較未添加生物炭處理產(chǎn)量提高了8.8%。宋大利等[66]研究指出，氮肥和生物炭對小麥和玉米產(chǎn)量都有著顯著影響。在同一生物炭用量下，小麥和玉米產(chǎn)量隨著施氮量的增加而先增后降，在同一施氮水平下，小麥和玉米產(chǎn)量隨著生物炭用量的增加同樣先增后降。

總體來看，生物炭與肥料配施能夠促進作物的增產(chǎn)，生物炭與肥料配施對作物的增產(chǎn)效果與土壤類型、生物炭添加量等因素有關(guān)，生物炭與肥料配施對作物產(chǎn)量的促進作用與生物炭施用量并不一定呈正相關(guān)關(guān)系。目前的研究結(jié)果對于適宜的生物炭添加量并無定論，還需進一步明確作物產(chǎn)量對生物炭添加以及其與肥料配施的響應(yīng)機理，才能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程實現(xiàn)肥料高效利用，從而在更為經(jīng)濟有效的前提下促進作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量的提升。

2.3 生物炭和肥料配施對作物品質(zhì)的影響

隨著社會的進步和生活水平的不斷提高，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中不僅僅要追求作物產(chǎn)量的提高，對作物品質(zhì)的要求也越來越高。了解生物炭配施肥料對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，有助于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)過程中的增產(chǎn)提質(zhì)的目標(biāo)。

部分研究發(fā)現(xiàn)，生物炭和化肥、菜籽餅、有機菌肥配施均能提高烤煙葉總糖和還原糖的含量[67-69]。袁晶晶等[70]在對生物炭與氮肥配施對華北平原棗區(qū)作物品質(zhì)的影響研究中指出，生物炭(0 t/hm2、2.5 t/hm2、5 t/hm2、10 t/hm2)和氮肥(300 mg/kg、450 mg/kg、600 mg/kg)配施總體上提高了紅棗中維生素C、可溶性固形物的含量，降低了有機酸的含量。姜天華等[71]利用田間小區(qū)試驗發(fā)現(xiàn)，單施氮肥(400 kg/hm2、600 kg/hm2)或生物炭(10 t/hm2、20 t/hm2)均能提高牡丹籽粒中蛋白氮、總氨基酸和脂肪酸的含量，且生物炭(10 t/hm2、20 t/hm2)與氮肥(400 kg/hm2、600 kg/hm2)配施對于牡丹籽粒中蛋白氮、總氨基酸和脂肪酸的含量提升效果更為顯著。

易洪海等[61]研究指出，生物炭(2.7 t/hm2、5.4 t/hm2)配施生物有機肥(1.2 t/hm2、2.25 t/hm2)提高了藜蒿可溶性糖含量，與不施炭不施肥處理相比，可溶性糖含量增加了1.86%～3.65%。鄭孟菲等[72]研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施氮處理(0.25 g/kg)相比，生物炭(4%)與60%氮肥(0.15 g/kg)配施處理小白菜可溶性蛋白含量增加了54.58%。趙長江等[73]研究發(fā)現(xiàn)，化肥中添加少量至中量生物炭(67 g/kg～167 g/kg)的處理生菜維生素C含量均明顯高于單施化肥(13 g/kg)和不施肥的對照，其中8 g/kg化肥配施133 g/kg生物炭處理的生菜維生素C含量最高，分別是不施炭不施肥、單施化肥(13 g/kg)、單施生物炭(333 g/kg)處理的3.42、2.88、2.91倍。

可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C等都是衡量作物品質(zhì)的重要指標(biāo)，除此之外，硝酸鹽含量也是衡量農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，硝酸鹽對人體的健康存在一定的危害，所以農(nóng)產(chǎn)品中硝酸鹽含量不宜過高，尤其是部分蔬菜作物。

廖上強等[74]以田間小區(qū)試驗研究了用熔融高壓、水溶浸泡、直接混合三種不同方法制備的生物炭基尿素對芹菜品質(zhì)的影響，試驗中發(fā)現(xiàn)三種生物炭基尿素中，尿素與生物炭直接混合(含氮量為24.67%)處理芹菜硝酸鹽含量最高，熔融高壓制備的生物炭基尿素(含氮量為22.17%)和水溶浸泡制備的生物炭基尿素(含氮量為24.49%)處理芹菜硝酸鹽含量較低。王浩等[75]通過盆栽種植高粱發(fā)現(xiàn)，生物炭和氮肥對于葉片硝酸鹽含量均有影響，葉片硝酸鹽含量隨氮肥用量的增加而增加，隨生物炭用量增加而降低。

總體來講，生物炭與肥料配施能夠提高作物中可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C等物質(zhì)的含量，并在一定程度上減少有機酸、硝酸鹽的含量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。但目前的研究多集中于少數(shù)的經(jīng)濟作物，對于糧食作物品質(zhì)的影響卻不多見，例如小麥作為我國的主要糧食作物，其品質(zhì)除受到品種和遺傳的影響外，也會受到根區(qū)水土環(huán)境和施肥等的影響，而生物炭施加對其品質(zhì)的影響并未見報道。因此，在今后的研究中，應(yīng)深入開展生物炭對糧食作物增產(chǎn)提質(zhì)的研究，并深入揭示作物品質(zhì)對生物炭與肥料配施的響應(yīng)機制。

3 總結(jié)與展望

生物炭對土壤理化性質(zhì)、作物生長、產(chǎn)量以及品質(zhì)都有著一定的影響，因其較大的比表面積和吸附性，被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。綜述已有的研究成果發(fā)現(xiàn)，生物炭與肥料配施能夠改善土壤質(zhì)地和孔隙結(jié)構(gòu)，適量的生物炭與肥料配施可提高根系層土壤持水特性，并促進作物對水分和肥料的吸收利用，從而促進作物生長發(fā)育，獲得較高的產(chǎn)量和品質(zhì)。生物炭和肥料配施對土壤理化性質(zhì)和作物生長發(fā)育的影響與土壤類型、作物種類、生物炭和肥料添加量等因素密切相關(guān)，在不同類型的土壤上針對作物種類添加適量的生物炭和肥料能夠有效改善土壤理化性質(zhì)，促進作物的生長發(fā)育。生物炭和肥料配施對土壤理化性質(zhì)的改善及作物生長的促進效果往往優(yōu)于單施生物炭或肥料，且肥料適當(dāng)減量所產(chǎn)生的影響并不大。基于已有的研究成果，今后應(yīng)在以下幾個方面加強研究：

(1) 由于生物炭性質(zhì)、土壤類型、作物種類等因素的不同，生物炭和肥料配施對土壤理化性質(zhì)的改善及作物生長的促進效果也不同。因此，今后應(yīng)積極開展根據(jù)不同土壤類型和不同作物種類選擇適宜生物炭的研究，從而使生物炭充分發(fā)揮其功效。

(2) 由于生物炭和肥料的施用量及其配施比例的不同，導(dǎo)致生物炭和肥料配施對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)以及肥料利用率的影響存在一定的差異。因此，應(yīng)進一步研究生物炭配施肥料對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)的影響機制和生物炭添加對土壤養(yǎng)分釋放及轉(zhuǎn)化的影響機制，探索生物炭和肥料適宜的施用量及配施比例，以實現(xiàn)增產(chǎn)、節(jié)肥且環(huán)保的目的。

(3) 目前關(guān)于生物炭與肥料配施對作物品質(zhì)影響的研究大多集中在蔬菜等經(jīng)濟作物，鮮有關(guān)于糧食作物的研究。因此，在今后的研究中應(yīng)擴大對于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)研究的范圍，深入展開對糧食作物品質(zhì)的研究。