不同生物質(zhì)炭對藍(lán)莓幼苗葉片光合性能和生長的影響

韋繼光， 賈明云， 蔣佳峰， 曾其龍， 楊曙方， 于金平， 於 虹，①

〔1. 江蘇省中國科學(xué)院植物研究所(南京中山植物園) 江蘇省植物資源研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京210014；2. 浙江藍(lán)美技術(shù)股份有限公司， 浙江 紹興 312000〕

藍(lán)莓(Vacciniumspp.)是中國新興果樹，為須根系植物，適宜在酸性土地區(qū)生長，對黏重土壤適應(yīng)性較差，不能達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[1-2]。黃棕壤是中國南方酸性土地區(qū)主要土壤類型之一，但此類土壤貧瘠且黏重，而藍(lán)莓生長需要有機(jī)質(zhì)含量高且疏松透氣的土壤，目前在生產(chǎn)上主要通過摻入草炭、珍珠巖等進(jìn)行土壤改良。但草炭是不可再生資源且儲量有限，很多國家逐漸限制草炭開采，導(dǎo)致草炭價(jià)格不斷上漲[3]。為此，國內(nèi)外陸續(xù)開展利用當(dāng)?shù)刭Y源豐富、價(jià)格低廉的各種有機(jī)物料替代草炭改良藍(lán)莓栽培土壤的研究[4-8]。隨著中國藍(lán)莓種植面積的不斷增長，因地適宜開發(fā)來源廣泛、成本低廉、效果理想的新型土壤改良物料是中國藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

生物質(zhì)炭是生物質(zhì)在限氧條件下經(jīng)過熱裂解作用產(chǎn)生的固體物質(zhì)，其在土壤改良、污染土壤修復(fù)和碳封存等方面具有廣闊的應(yīng)用前景[9]。農(nóng)田作物秸稈、園林廢棄枝葉、畜禽糞便等均可作為生產(chǎn)制備生物質(zhì)炭的原料，其中，玉米秸稈來源廣泛且可再生，是制備生物質(zhì)炭的優(yōu)質(zhì)原料之一[10]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年中國玉米秸稈的理論資源量達(dá)到2.53×108t[11]。這些玉米秸稈除部分還田外，其余大部分作為薪柴燃燒或是廢棄田間地頭，未得到充分的資源化利用。近10余年，中國藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，截至2020年，全國種植總面積達(dá)到6.64×104hm2[12]。為保證藍(lán)莓持續(xù)豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，需要在夏季采收后及冬季對藍(lán)莓樹體進(jìn)行修剪，進(jìn)入成年的藍(lán)莓園每年修剪下來的干燥枝條量約2.25 t·hm-2。保守估算全國目前每年產(chǎn)生廢棄的藍(lán)莓枝條總量約1.5×105t，且呈逐年上漲趨勢。農(nóng)田作物秸稈及果園廢棄枝條無害化處理已成為困擾農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的一大難題。將數(shù)量可觀的農(nóng)田作物秸稈和果園廢棄枝條等生物質(zhì)資源變廢為寶，制成生物質(zhì)炭并將其用于土壤改良，不僅可以為農(nóng)林廢棄物資源化利用提供新思路，而且對于發(fā)展循環(huán)綠色可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)和建設(shè)環(huán)境友好型社會具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

生物質(zhì)炭作為土壤改良劑在國內(nèi)外已有較多的研究報(bào)道[13-16]。多數(shù)研究結(jié)果表明：施用生物質(zhì)炭可降低土壤容重、改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量及養(yǎng)分有效性，從而促進(jìn)作物生長[17-21]。但由于不同區(qū)域的氣候條件、土壤類型、土壤肥力狀況、生物質(zhì)炭性質(zhì)及用量等方面的差異，都會造成生物質(zhì)炭對作物生長及產(chǎn)量的影響不盡相同[22]。與其他作物相比，藍(lán)莓喜酸性土壤，但生物質(zhì)炭通常呈堿性，因此，不同來源生物質(zhì)炭及用量對藍(lán)莓植株生長及產(chǎn)量的影響有其特殊性。在美國俄勒岡州科瓦利斯市的研究顯示：在沙質(zhì)土壤上施入體積分?jǐn)?shù)20%生物質(zhì)炭可顯著促進(jìn)高叢藍(lán)莓植株生長[23]。而在中國山東省青島市開展的大田試驗(yàn)研究結(jié)果表明：施用生物質(zhì)炭對藍(lán)莓樹體生長影響不大，但可在一定程度上提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[24]。生物質(zhì)炭在藍(lán)莓栽培土壤(黃棕壤)改良中的應(yīng)用尚缺乏相關(guān)研究，不利于藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

鑒于此，本文通過盆栽試驗(yàn)，對添加不同用量藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭和玉米秸稈生物質(zhì)炭后土壤理化性質(zhì)及藍(lán)莓幼苗葉片光合性能和生長指標(biāo)進(jìn)行了比較和分析，探明生物質(zhì)炭作為黃棕壤改良物料的適宜用量，以期為生物質(zhì)炭在藍(lán)莓栽培土壤改良上的科學(xué)合理利用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試苗木為南方高叢藍(lán)莓品種‘藍(lán)美1號’(Vacciniumcorymbosum‘Lanmei 1’)半年生扦插苗，株高15 cm，基徑1.0 mm。試驗(yàn)用土取自安徽省宣城市郎溪縣藍(lán)莓基地(地理坐標(biāo)為東經(jīng)119°15′27″、北緯31°10′13″)，土壤類型為黃棕壤，堿解氮含量為89.2 mg·kg-1，有效磷含量為13.6 mg·kg-1，速效鉀含量為76.9 mg·kg-1，0～15 cm土層土壤酸堿度為pH 4.92，有機(jī)質(zhì)含量為1.9%。試驗(yàn)所用草炭及珍珠巖由浙江藍(lán)美農(nóng)業(yè)有限公司提供。草炭酸堿度為pH 4.45，全氮含量為3.27 g·kg-1，全磷含量為1.06 g·kg-1，全鉀含量為13.3 g·kg-1。珍珠巖酸堿度為pH 7.53，全氮含量為0.63 g·kg-1，全磷含量為0.09 g·kg-1，全鉀含量為33.1 g·kg-1。供試藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭及玉米秸稈生物質(zhì)炭均為在500 ℃限氧條件下熱裂解1 h制成。2種生物質(zhì)炭基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭和玉米秸稈生物質(zhì)炭基本理化性質(zhì)

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 盆栽試驗(yàn)于2020年11月至2021年3月在江蘇省中國科學(xué)院植物研究所進(jìn)行，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)8個(gè)處理：CK0為不添加任何有機(jī)物料的黃棕壤，即純土對照；CK1為V(土壤)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20的混合基質(zhì)，即常規(guī)土壤改良對照；BB10為V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20的混合基質(zhì)；BB20為V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20的混合基質(zhì)；BB30為V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20的混合基質(zhì)；CB10為V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20的混合基質(zhì)；CB20為V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20的混合基質(zhì)；CB30為V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20的混合基質(zhì)。每種處理裝9個(gè)塑料盆(直徑15 cm、高15 cm)，澆水沉實(shí)1個(gè)月后，3盆用于土壤理化指標(biāo)樣品取樣，另6盆每盆栽植1株長勢基本一致的幼苗。盆栽置于光照培養(yǎng)室培養(yǎng)，溫度為25 ℃，光照強(qiáng)度為100 μmol·m-2·s-1，光照時(shí)間為6:00至20:00，空氣相對濕度為50%～80%。試驗(yàn)期間視土壤墑情，每次澆0.1～0.2 L水。所有處理每2周澆灌1次質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%肥液，肥液中m〔(NH4)2SO4〕∶m(KH2PO4)=3∶2，每株每次澆100 mL。及時(shí)進(jìn)行病蟲害防治，確保植株正常生長。

1.2.2 土壤理化指標(biāo)測定 于澆水沉實(shí)結(jié)束后，采用環(huán)刀法[25]269-271測定土壤容重；同時(shí)，用土鉆采集盆內(nèi)土壤，土壤樣品置于通風(fēng)處自然風(fēng)干，參照程斐等[26]的方法，將風(fēng)干土壤樣品與去離子水按m∶V=1∶5的比例混勻，靜置2 h后取濾液測定土壤pH值和電導(dǎo)率；土壤總孔隙度參照魯如坤[25]266-271的方法測定。每種處理隨機(jī)選取3盆采集土壤樣品，視為3個(gè)重復(fù)。

1.2.3 葉片光合指標(biāo)測定 于栽植后第120 天每處理隨機(jī)選取植株4株(視為4個(gè)重復(fù))，每株選取枝條上部健康功能葉片2枚做好標(biāo)記，用CCM-200葉綠素測定儀(美國OPTI-SCIENCES公司)測定標(biāo)記葉片的葉綠素含量指數(shù)(CCI)；采用LI-6800便攜式光合作用測量系統(tǒng)(美國LI-COR公司)測定標(biāo)記葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)和胞間CO2濃度(Ci)。測定時(shí)葉室光強(qiáng)設(shè)為100 μmol·m-2·s-1，葉室CO2濃度控制在400 μmol·mol-1。

1.2.4 植株生長指標(biāo)測定 于栽植后第120 天每處理隨機(jī)選取植株4株(視為4個(gè)重復(fù))，洗凈后，將植株按根、莖和葉進(jìn)行分樣。用卷尺(精度0.1 cm)測量每個(gè)單株所有當(dāng)年生枝條的長度，其總和即為單株總枝長。參照胡紅玲等[27]的方法測定單株總?cè)~面積；將每個(gè)單株所有葉片混勻后隨機(jī)抽取鮮葉約10 g，用惠普(HP)LaserJet M1216nfh MFP黑白激光多功能一體機(jī)〔惠普(中國)投資有限公司〕掃描并測量所抽取葉片的葉面積(S0)，然后在105 ℃條件下殺青30 min，之后于75 ℃條件下干燥至恒質(zhì)量，稱量其干質(zhì)量(ma)；同法干燥并稱量剩余葉片的干質(zhì)量(mb)。單株總?cè)~面積(S)根據(jù)公式“S=S0(ma+mb)/ma”計(jì)算。將各單株的根和莖分別置于105 ℃條件下殺青30 min，之后于75 ℃條件下干燥至恒質(zhì)量，分別稱量莖干質(zhì)量和根干質(zhì)量，莖和葉的干質(zhì)量之和為地上部干質(zhì)量，根、莖和葉的干質(zhì)量之和為總干質(zhì)量。根冠比根據(jù)公式“根冠比=根干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量”計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

采用EXCEL 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用Duncan’s新復(fù)極差法檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同生物質(zhì)炭處理土壤理化性質(zhì)分析

不同生物質(zhì)炭處理土壤理化性質(zhì)的影響見表2。結(jié)果顯示：CK1〔V(土壤)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕(常規(guī)土壤改良對照)處理的土壤容重顯著低于CK0(純土對照)處理，而土壤總孔隙度顯著高于CK0處理；各生物質(zhì)炭處理的土壤容重隨生物質(zhì)炭添加量的增加而顯著降低，土壤總孔隙度隨生物質(zhì)炭添加量的增加而顯著升高。CK1處理的土壤pH值略低于CK0處理，而土壤電導(dǎo)率顯著高于CK0處理。各生物質(zhì)炭處理的土壤pH值和電導(dǎo)率隨生物質(zhì)炭添加量的增加而升高。與CK0處理相比，各藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭處理及CB30〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20〕處理的土壤pH值顯著升高。除BB10〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20〕處理外，各生物質(zhì)炭處理的土壤電導(dǎo)率均顯著高于CK0處理。

表2 不同生物質(zhì)炭處理土壤理化性質(zhì)的比較

2.2 不同生物質(zhì)炭處理對藍(lán)莓幼苗葉片光合性能的影響

不同生物質(zhì)炭處理對藍(lán)莓幼苗葉片光合性能的影響見表3。結(jié)果顯示：CK1〔V(土壤)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕處理的葉片葉綠素含量指數(shù)(CCI)顯著高于CK0(純土對照)處理；各生物質(zhì)炭處理的葉片CCI值隨生物質(zhì)炭添加量的增加呈先升高后降低的趨勢。BB10〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20〕和BB20〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕處理的葉片CCI值略高于CK0處理，BB30〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20〕處理的葉片CCI值顯著低于CK0處理；BB10和BB30處理的葉片CCI值均顯著低于CK1處理。CB10〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20〕和CB20〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕處理的葉片CCI值略高于CK0處理，CB30〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20〕處理的葉片CCI值略低于CK0處理；CB10和CB20處理的葉片CCI值與CK1處理無顯著差異，CB30處理的葉片CCI值顯著低于CK1處理。

結(jié)果(表3)還顯示：CK1處理的葉片凈光合速率(Pn)高于CK0處理，但差異不顯著；各生物質(zhì)炭處理的葉片Pn值隨生物質(zhì)炭添加量的增加呈先升高后降低的趨勢。BB10、BB20、CB10和CB20處理的葉片Pn值高于CK0處理，BB30和CB30處理的葉片Pn值低于CK0處理；BB10、BB20、CB10和CB20處理的葉片Pn值低于CK1處理，BB30和CB30處理的葉片Pn值顯著低于CK1處理。CK1處理的葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)顯著高于CK0處理；各生物質(zhì)炭處理的葉片Gs和Tr值隨生物質(zhì)炭添加量的增加呈先升高后降低的趨勢。BB10、BB20、CB10和CB20處理的葉片Gs和Tr值高于CK0處理，BB30和CB30處理的葉片Gs和Tr值與CK0處理相差不大；BB10、BB20、CB10和CB20處理的葉片Gs和Tr值低于CK1處理，BB30和CB30處理的葉片Gs和Tr值顯著低于CK1處理。葉片胞間CO2濃度(Ci)以CK1處理略高，但各處理間無顯著差異。

表3 不同生物質(zhì)炭處理對藍(lán)莓幼苗葉片光合性能的影響

2.3 不同生物質(zhì)炭處理對藍(lán)莓幼苗生長的影響

不同生物質(zhì)炭處理對藍(lán)莓幼苗生長的影響見表4。結(jié)果顯示：CK1〔V(土壤)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕處理的單株總枝長、單株總?cè)~面積、單株根干質(zhì)量、單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量均顯著高于CK0(純土對照)處理，而根冠比顯著低于CK0處理。除BB20〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕處理的根冠比以及BB30〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20〕處理的單株根干質(zhì)量和根冠比低于CK0處理外，各藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭處理的其余生長指標(biāo)均高于CK0處理，但無顯著差異；各藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭處理的單株總枝長、單株總?cè)~面積、單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量均顯著低于CK1處理。BB30處理的單株根干質(zhì)量顯著低于CK1處理，BB10〔V(土壤)∶V(藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20〕和BB20處理的根干質(zhì)量與CK1處理無顯著差異。各藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭處理的根冠比均高于CK1處理，其中BB10處理的根冠比顯著高于CK1處理。隨藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭添加量的增加，單株總枝長、單株總?cè)~面積、單株根干質(zhì)量、單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量總體呈先升高后降低的趨勢，而根冠比呈逐漸降低的趨勢。

表4 不同生物質(zhì)炭處理對藍(lán)莓幼苗生長的影響

結(jié)果(表4)還顯示：各玉米秸稈生物質(zhì)炭處理的單株總枝長均高于CK0處理，其中CB20〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20〕處理的單株總枝長顯著高于CK0處理。CB10〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=70∶10∶20〕、CB20處理的單株總?cè)~面積顯著高于CK0處理，CB30〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=50∶30∶20〕處理的單株總?cè)~面積低于CK0處理。CB10和CB20處理的單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量均顯著高于CK0處理，單株根干質(zhì)量高于CK0處理，CB30處理的單株根干質(zhì)量、單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量均低于CK0處理。各玉米秸稈生物質(zhì)炭處理的根冠比均低于CK0處理，但無顯著差異。各玉米秸稈生物質(zhì)炭添加量處理的根冠比高于CK1處理，其余生長指標(biāo)均低于CK1處理，其中，CB10和CB30處理除單株根干質(zhì)量和根冠比外的其余生長指標(biāo)均顯著低于CK1處理，而CB20處理除單株總?cè)~面積顯著低于CK1處理，其余各生長指標(biāo)與CK1處理無顯著差異。隨玉米秸稈生物質(zhì)炭添加量的增加，單株總枝長、單株總?cè)~面積、單株根干質(zhì)量、單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量均呈先升高后降低的趨勢，而根冠比變化不大。

2.4 藍(lán)莓單株總干質(zhì)量與生物質(zhì)炭添加量的回歸分析

植株干物質(zhì)積累反映了土壤狀況、養(yǎng)分吸收和光合性能等對植株生長的綜合影響，對藍(lán)莓單株總干質(zhì)量與生物質(zhì)炭添加量進(jìn)行回歸分析，結(jié)果見圖1。

▲： 藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭Blueberry stem biochar； ■： 玉米秸稈生物質(zhì)炭Corn straw biochar.

結(jié)果顯示：單株總干質(zhì)量與生物質(zhì)炭添加量呈拋物線關(guān)系，其中，單株總干質(zhì)量與藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭添加量的回歸方程為yBB=-22.236x2+8.565x+0.764(R2=1.000)，單株總干質(zhì)量與玉米秸稈生物質(zhì)炭添加量的回歸方程為yCB=-49.266x2+16.809x+0.574(R2=1.000)。藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭最適添加量為體積分?jǐn)?shù)19.3%，玉米秸稈生物質(zhì)炭最佳添加量為體積分?jǐn)?shù)17.1%。

3 討論和結(jié)論

土壤質(zhì)地過于黏重是黃棕壤限制藍(lán)莓植株生長的最關(guān)鍵因子。本研究以不添加任何有機(jī)物料的黃棕壤為純土對照(CK0)，以目前生產(chǎn)實(shí)踐中常用且改良效果較好的V(土壤)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20的混合基質(zhì)為常規(guī)土壤改良對照(CK1)，探究以生物質(zhì)炭替代草炭作為黃棕壤改良物料的可行性。生物質(zhì)炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、高的比表面積和豐富的表面官能團(tuán)，因而具有良好的物理性質(zhì)和養(yǎng)分調(diào)控作用，施入生物質(zhì)炭可提高土壤孔隙度和保水保肥性能，改善植物根系的生長環(huán)境[28-29]。本研究結(jié)果表明：隨生物質(zhì)炭添加量的增加，各生物質(zhì)炭處理的土壤容重顯著下降且顯著低于純土對照，而土壤總孔隙度顯著增大且顯著高于純土對照，說明在黃棕壤中添加生物質(zhì)炭顯著提高了土壤疏松度和通氣性。但生物質(zhì)炭一般呈堿性，本研究所用生物質(zhì)炭具有較高的pH值，中和了黃棕壤中的酸性物質(zhì)，降低土壤交換性酸的數(shù)量，因而各生物質(zhì)炭處理的土壤pH值隨生物質(zhì)炭添加量的增加而增大。盡管各藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭處理初始土壤pH值超過藍(lán)莓適宜土壤酸度范圍(pH 4.0～pH 5.5)，但由于在栽培管理過程中每2周澆施1次含硫酸銨肥料，藍(lán)莓喜銨態(tài)氮，在其生長過程中根系不斷吸收銨根離子從而酸化根際土壤，進(jìn)而營造適合其根系生長的微環(huán)境[30]。本研究所用生物質(zhì)炭含有較多的水溶性鹽類，因而各生物質(zhì)炭處理的土壤電導(dǎo)率隨生物質(zhì)炭添加量的增加而升高，盡管均未超過藍(lán)莓適宜土壤電導(dǎo)率范圍(小于0.76 ms·cm-1)[31]，但添加體積分?jǐn)?shù)30%玉米秸稈生物質(zhì)炭處理的土壤電導(dǎo)率顯著高于其他處理。土壤電導(dǎo)率過高時(shí)，植物根尖頂端分生組織的細(xì)胞分裂因土壤滲透勢降低及離子毒害作用受到抑制，從而影響根系伸長生長及行使正常功能，根系水分和營養(yǎng)吸收能力下降，最終導(dǎo)致植株生長緩慢，生長量降低[32-33]。因此，添加適宜用量生物質(zhì)炭才能盡可能降低生物質(zhì)炭高pH值、高電導(dǎo)率的負(fù)面影響，同時(shí)最大限度提升土壤孔隙度和保水保肥性能，獲得最佳改良效果。

前人研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭能夠有效促進(jìn)烤煙(Nicotianasp.)根系形態(tài)的生長發(fā)育，優(yōu)化根系生理指標(biāo)，并通過改善根系的發(fā)育，進(jìn)而改善葉片光合生理特性[34]。本研究中，與純土對照相比，添加體積分?jǐn)?shù)10%和20%生物質(zhì)炭后，藍(lán)莓幼苗葉片葉綠素含量指數(shù)、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間CO2濃度均有所提高，表明在黃棕壤中施入適量生物質(zhì)炭可以在一定程度上增強(qiáng)藍(lán)莓幼苗葉片的光合性能。這與劉寧等[35]的研究結(jié)果相似，原因可能是適量的生物質(zhì)炭改善了土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分狀況，促進(jìn)了植株養(yǎng)分吸收，從而提高了光合能力。與常規(guī)土壤改良對照相比，添加體積分?jǐn)?shù)20%的生物質(zhì)炭處理的各光合指標(biāo)雖然略低，但無顯著差異，表明二者光合碳同化能力相當(dāng)。

本研究結(jié)果顯示：常規(guī)土壤改良對照的單株總枝長、單株總?cè)~面積、單株根干質(zhì)量、單株地上部干質(zhì)量和單株總干質(zhì)量均最高且顯著高于純土對照，表明常規(guī)土壤改良處理仍是目前改良效果最優(yōu)的方案。生物質(zhì)炭比表面積大且存在多微孔結(jié)構(gòu)和大量負(fù)電荷，可吸附營養(yǎng)元素。因此，在土壤中施入生物質(zhì)炭通?？梢愿纳仆寥赖奈锢硇誀?，提高土壤的養(yǎng)分有效性，從而促進(jìn)植株生長[28]。然而，生物質(zhì)炭對作物的生長和產(chǎn)量的影響因土壤類型、生物質(zhì)炭類型及施用量而異[22,36-38]。本研究結(jié)果表明：與純土對照相比，各藍(lán)莓枝條生物質(zhì)炭添加量處理在一定程度上提高了藍(lán)莓幼苗生長及各部位干質(zhì)量。添加體積分?jǐn)?shù)10%和20%玉米秸稈生物質(zhì)炭可促進(jìn)藍(lán)莓幼苗生長，當(dāng)添加量達(dá)到30%時(shí)則對其生長產(chǎn)生抑制作用。2種生物質(zhì)炭均以添加量為體積分?jǐn)?shù)20%時(shí)對植株生長的促進(jìn)作用最大；其中，添加體積分?jǐn)?shù)20%玉米秸稈生物質(zhì)炭處理〔V(土壤)∶V(玉米秸稈生物質(zhì)炭)∶V(珍珠巖)=60∶20∶20，CB20〕可顯著提高藍(lán)莓幼苗單株的總枝長、總?cè)~面積、地上部干質(zhì)量和總干質(zhì)量，且除單株總?cè)~面積顯著低于常規(guī)土壤改良對照外，其余各生長指標(biāo)與常規(guī)土壤改良對照無顯著差異，即添加體積分?jǐn)?shù)20%玉米秸稈生物質(zhì)炭基本可以達(dá)到常規(guī)改良水平。因此，添加適量玉米秸稈生物質(zhì)炭具有替代草炭作為黃棕壤改良物料的潛力。對單株總干質(zhì)量與生物質(zhì)炭添加量進(jìn)行回歸分析發(fā)現(xiàn)，最適玉米秸稈生物質(zhì)炭添加量為17.1%。

綜上所述，在黃棕壤中適量添加玉米秸稈生物質(zhì)炭可提高土壤孔隙度，降低土壤容重，有效改善土壤結(jié)構(gòu)，在一定程度上增強(qiáng)了藍(lán)莓幼苗光合性能，從而促進(jìn)植株生長。因此，玉米秸稈生物質(zhì)炭在藍(lán)莓栽培土壤改良上具有一定的應(yīng)用潛力。