施用生物炭對獼猴桃園土壤理化性質(zhì)和果實品質(zhì)的影響

摘要：為研究生物炭的施用對獼猴桃園土壤理化性質(zhì)和果實品質(zhì)形成的影響，以12年生紅陽獼猴桃（Actinidia chinensis）為試驗材料，在避雨獼猴桃園內(nèi)開展大田試驗，設(shè)置0 kg/株（CK）、4 kg/株（B4）、8 kg/株（B8）和16 kg/株（B16）4個生物炭施用量處理。結(jié)果顯示，施用生物炭處理均顯著提高了土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和有效磷含量（Plt;0.05），提升了土壤肥力。隨著生物炭施用量的增加，獼猴桃單株產(chǎn)量和單果質(zhì)量顯著提高（Plt;0.05），獼猴桃果實的可溶性固形物、可溶性糖和維生素C含量以及固酸比等品質(zhì)指標(biāo)均顯著上升（Plt;0.05），可滴定酸含量受到抑制（Plt;0.05）。綜合比較，不同生物炭施用量對果實品質(zhì)形成的影響存在差異，其中生物炭施用量為8 kg/株時獼猴桃的果實內(nèi)在品質(zhì)最優(yōu)。由此可知，生物炭的施用可通過改善土壤理化性質(zhì)，提升獼猴桃產(chǎn)量和果實品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：生物炭；獼猴桃（Actinidia chinensis）；土壤理化性質(zhì)；果實品質(zhì)

中圖分類號：S633.4；S151.9+2；S151.9+3" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）01-0100-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.01.018 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of biochar application on soil physical and chemical properties and fruit quality of kiwifruit orchards

WU Bo-ping， HUO Liu-qing， MA Hai-jie， GAO Yong-bin， XU Kai

（College of Horticulture Science， Zhejiang A amp; F University/Collaborative Innovation Center for Efficient and Green Production of Agriculture in Mountainous Areas of Zhejiang Province/Key Laboratory of Quality and Safety Control for Subtropical Fruit and Vegetable， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Hangzhou" 311300， China）

Abstract： In order to study the effects of biochar on soil physical and chemical properties and fruit quality formation in kiwifruit orchards， a field experiment was carried out in the rain-sheltered kiwifruit orchard with 12-year-old kiwi （Actinidia chinensis） as test materials. Four biochar application rates of 0 kg/plant （CK）， 4 kg/plant （B4）， 8 kg/plant （B8） and 16 kg/plant （B16） were set up. The results showed that biochar application significantly increased soil pH， organic matter content and available phosphorus content（Plt;0.05）， and increased soil fertility. The yield per plant and single fruit weight of kiwifruit increased significantly with the increase of biochar application（Plt;0.05）. The soluble solid content， soluble sugar content， vitamin C content and solid-acid ratio of kiwifruit fruit increased significantly after biochar application（Plt;0.05）， and the content of titratable acid content was inhibited（Plt;0.05）. The effect of different biochar application amount on fruit quality was different， and the fruit intrinsic quality of group B8 was the best. Therefore， the application of biochar could improve soil physical and chemical properties to enhance the yield and fruit quality of kiwifruit.

Key words： biochar； kiwifruit（Actinidia chinensis）； soil physical and chemical properties； fruit quality

獼猴桃（Actinidia chinensis）屬獼猴桃科（Actinidiaceae）獼猴桃屬（Actinidia Lindl.），是一種雌雄異株的落葉藤本果樹［1］，其果實風(fēng)味品質(zhì)獨特，富含多種維生素、氨基酸和礦物質(zhì)，具有重要的營養(yǎng)價值和藥用價值，深受消費(fèi)者喜愛［2］。獼猴桃是全球重要的經(jīng)濟(jì)作物，中國的獼猴桃種植規(guī)模和產(chǎn)量更是居于世界領(lǐng)先水平［3］。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織統(tǒng)計，至2021年，中國獼猴桃栽培面積約19.9萬hm2，占世界獼猴桃栽培面積的69.4%［4］。隨著獼猴桃栽培面積和產(chǎn)量的快速增加，產(chǎn)業(yè)投入和資源浪費(fèi)現(xiàn)象日益顯著。部分地區(qū)還存在果園立地條件差、栽培管理技術(shù)不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致果實品質(zhì)不佳，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)孬J猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［5，6］。土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分條件是影響果樹生長發(fā)育和果實品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素［7］。

施肥是果樹生產(chǎn)過程中補(bǔ)充營養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［8］。其中，有機(jī)肥的養(yǎng)分全面、肥效長，可有效改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力［8-10］，但由于其運(yùn)輸困難、氣味刺鼻等問題，限制了有機(jī)肥的施用。而無機(jī)肥的過量施用及長期不合理的施肥方式使肥料利用率降低，果園土壤肥力下降，最終影響果樹產(chǎn)量和果實品質(zhì)，并對果園生態(tài)環(huán)境造成破壞［10］。

生物炭是在缺氧和高溫環(huán)境下熱裂解有機(jī)物質(zhì)而產(chǎn)生的富碳產(chǎn)物，具有孔隙多、質(zhì)地輕、吸附性能強(qiáng)等特性［11］。生物炭可作為土壤改良劑，吸附土壤水分和養(yǎng)分，提高土壤肥力、改善土壤理化性質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)植株的生長發(fā)育和果實品質(zhì)形成，提高果樹產(chǎn)量［12-14］。將生物炭和有機(jī)肥相結(jié)合可使土壤養(yǎng)分有效固定并長期緩慢釋放，顯著改良土壤肥力和理化性質(zhì)，促進(jìn)植株的生長發(fā)育和果實品質(zhì)形成，二者相輔相成［15］。生物炭和有機(jī)肥結(jié)合施用也可有效提高肥料利用率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，保護(hù)生態(tài)環(huán)境［16］。目前對生物炭的研究集中在改良土壤和提高土壤肥力的功能方面，而生物炭對果樹生長發(fā)育和果實品質(zhì)形成的影響鮮見研究。因此，本試驗以獼猴桃為研究對象，探究生物炭不同施用量對獼猴桃園土壤理化性質(zhì)和果實品質(zhì)形成的影響，以期為改進(jìn)獼猴桃栽培管理模式，提升果實產(chǎn)量和品質(zhì)提供新的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)于浙江省杭州市富陽區(qū)新登鎮(zhèn)長壟村泥家垅的杭州富陽林庭生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司避雨獼猴桃園內(nèi)，基地海拔120 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫17.4 ℃，年均降水量1 478 mm，年日照時數(shù)1 698 h，年相對濕度72.6%，無霜期289 d左右。園區(qū)面積13.1 hm2，土質(zhì)為黃壤土，0～20 cm土壤pH 5.37、有機(jī)質(zhì)含量33.79 g/kg、全氮含量1.95 g/kg、堿解氮含量429.60 mg/kg、有效磷含量221.45 mg/kg、速效鉀含量558.69 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗樹為12年生紅陽獼猴桃，砧木為美味獼猴桃實生砧，株行距為4 m×3 m，避雨棚架式栽培。生物炭為浙江長三角聚農(nóng)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的木屑炭，其全氮含量2.21%、全磷含量0.46%、全鉀含量4.01%、有機(jī)碳含量459.27 g/kg、pH 9.83、灰分含量19%、含水率11%。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個施用生物炭處理，生物炭施用量分別為4 kg/株（B4）、8 kg/株（B8）、16 kg/株（B16），以不施生物炭為對照（CK），共4個處理。每個處理9棵樹，重復(fù)3次，處理間設(shè)2棵樹作為隔離，田間完全隨機(jī)區(qū)組排列。各處理均以常規(guī)施肥為基礎(chǔ)，于2023年3月上旬施萌芽肥，施尿素（含氮量≥46%）225 kg/hm2；于" 6月上旬施壯果肥，施中氮高鉀復(fù)合肥（N、P2O5、K2O配比為15∶15∶20）300 kg/hm2；于7月下旬再施中氮高鉀復(fù)合肥225 kg/hm2；于10月上旬施高氮中鉀復(fù)合肥（N、P2O5、K2O配比22∶8∶10）300 kg/hm2和腐熟有機(jī)肥37 500 kg/hm2或商品有機(jī)肥15 000 kg/hm2。常規(guī)施肥方式均采用水肥一體化滴灌施肥。生物炭于2023年3月下旬一次性施用，采用雙條溝施入，在距離供試樹體1.1 m處兩側(cè)開條狀溝（深 40 cm、寬 30 cm），與土壤混合均勻后覆土平整。

1.4 樣品采集與測定

1.4.1 土壤樣品 于2023年9月，在每株試驗樹下4個角剖開表層植被，在0～20 cm土層取土，混合均勻4個點土樣合計1.0 kg，帶回實驗室風(fēng)干待測。土壤酸堿度用pH計按土水比1∶2.5浸提測定，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用醋酸銨提取-火焰光度法測定［17］。

1.4.2 獼猴桃產(chǎn)量和果實品質(zhì)測定 于2023年9月人工統(tǒng)計不同施肥處理每株樹的坐果數(shù)量，于每株試驗樹東、西、南、北、中隨機(jī)采集共60個果實，以百分之一天平測定單果質(zhì)量，從中隨機(jī)選取30個冷藏于保鮮柜中。隨機(jī)選取9個果實，分別以手持糖量計測定每個果實的總可溶性固形物（TSS）含量，采用氫氧化鈉中和法測定可滴定酸（TA）含量，采用直接滴定法測定可溶性糖含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C（VC）含量。并計算產(chǎn)量和固酸比，計算式如下。

單株產(chǎn)量=單株掛果數(shù)×平均單果質(zhì)量 " （1）

固酸比=可溶性固形物/可滴定酸" （2）

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用Excel 2019軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)處理。采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s多重比較檢驗中的單因素方差分析（ANOVA）檢驗不同處理之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭對紅陽獼猴桃園土壤理化性質(zhì)的影響

由圖1可知，CK的土壤pH為5.37，各生物炭處理土壤pH為5.96～6.48，顯著高于CK（Plt;0.05），表明施用生物炭有效提高了土壤pH，且用量和pH的提升呈正相關(guān)，生物炭用量為16 kg/株時土壤pH最高。

通過測定土壤中有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量，進(jìn)一步探究施用生物炭對獼猴桃園土壤化學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果（圖2）表明，施用生物炭后，土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加52.00%以上，其中B16的有機(jī)質(zhì)含量最高，為105.23 g/kg，顯著高于CK，增加2.11倍（Plt;0.05）。有效磷含量也隨著生物炭施用量的增加而顯著提升（Plt;0.05），B16的土壤有效磷含量最高，達(dá)362.01 mg/kg。但生物炭對堿解氮和速效鉀含量影響無提升作用。

2.2 生物炭對紅陽獼猴桃產(chǎn)量的影響

如表1所示，CK的獼猴桃掛果數(shù)為182.20個/株，而施用生物炭后獼猴桃的掛果量均大于200個/株，尤以B16最多（高達(dá)290.40個/株），比CK增加59.39%。獼猴桃單株產(chǎn)量也隨生物炭施用量的增加而增加，其中B16的單株產(chǎn)量達(dá)30.13 kg，比CK提高89.97%，說明施用生物炭可有效提高獼猴桃產(chǎn)量。此外，通過測定獼猴桃果實的單果質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)平均單果質(zhì)量與生物炭施用量呈正相關(guān)關(guān)系，B16的單果質(zhì)量高達(dá)103.76 g，比CK顯著提高19.18%（Plt;0.05）。這表明生物炭的施用對獼猴桃果實的外觀品質(zhì)影響顯著。

2.3 生物炭對紅陽獼猴桃果實品質(zhì)的影響

通過探究生物炭對獼猴桃果實品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，CK和各生物炭處理間果實品質(zhì)存在顯著差異（Plt;0.05）。由表2可知，B8可溶性固形物和可溶性糖含量最高，分別為19.39%和14.55%，B16次之，二者均顯著高于CK（Plt;0.05）。施用生物炭可顯著降低果實可滴定酸含量（Plt;0.05），使其由1.25%（CK）降低至1.00%（B8）。B8果實的固酸比最高，為19.39，顯著高于CK（Plt;0.05）。此外，果實維生素C含量在施用生物炭后也得到了顯著提高（Plt;0.05），B8果實維生素C含量最高，為739.25 mg/kg，比CK提高96.26%。結(jié)果表明，B8的生物炭施用量對獼猴桃果實品質(zhì)的提升效果最顯著。

3 小結(jié)與討論

生物炭具有獨特的結(jié)構(gòu)組成和理化性質(zhì)，可改變土壤性狀，提高土壤保水保肥能力［11-16］。何秀峰等［18］的研究表明，葡萄園施用生物炭可顯著提高根際土壤養(yǎng)分，降低土壤容重；顏永毫等［19］的研究表明，土壤混施10%蘋果枝生物炭，可使其田間持水量提高7.99%，而施入10%鋸末生物炭，土壤田間持水量僅提高1.91%。馮慧琳等［15］的研究發(fā)現(xiàn)，生物炭可通過提高土壤細(xì)菌群落多樣性和功能細(xì)菌豐度，改善柑橘果園根際菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)根際土壤微生態(tài)平衡，提高土壤養(yǎng)分利用率。在瑪瑙紅櫻桃果園施用生物炭，顯著提高了土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量，增加了土壤微生物多樣性和反硝化細(xì)菌數(shù)量［20］。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，獼猴桃園施用生物炭有效提高了土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和有效磷含量，改善了果園土壤理化性質(zhì)，且不同施用量的效果有明顯差別。

Zhang等［21］的研究發(fā)現(xiàn)，在藍(lán)莓園混合施用生物炭和木醋液，可增加土壤養(yǎng)分有效性，提高果實產(chǎn)量，并提升果實維生素C含量，降低可滴定酸含量。陳德秀等［6］的研究發(fā)現(xiàn)，單施生物炭處理（施用量" "7 kg/株）的獼猴桃單株產(chǎn)量最高，比對照提高35.32%，而生物炭和有機(jī)肥混合施用（生物炭3.50 kg/株+有機(jī)肥5.36 kg/株）獼猴桃單株產(chǎn)量提升26.49%，增幅低于單施生物炭處理。本研究發(fā)現(xiàn)施用生物炭（施用量16 kg/株）后，獼猴桃的單株產(chǎn)量可達(dá)30.13 kg，比對照提高89.97%。有研究表明生物炭和有機(jī)肥混合配施可使獼猴桃平均單果質(zhì)量達(dá)75.93 g，比對照提高15.20%［6］。而本研究發(fā)現(xiàn)最大施用量的生物炭處理可使獼猴桃單果質(zhì)量比對照顯著提高19.18%，高達(dá)103.76 g，表明增加生物炭施用量對提升獼猴桃產(chǎn)量和單果質(zhì)量的效果更為顯著，而且高施用量的生物炭使獼猴桃果實可溶性固形物含量達(dá)19.39%，可溶性糖含量達(dá)14.55%，均高于生物炭和有機(jī)肥混合配施的果實含量［6］。施用生物炭的獼猴桃果實可滴定酸含量可降至1.00%，顯著低于混合施用生物炭和有機(jī)肥的獼猴桃果實（為1.43%）［6］，說明提高生物炭的施用量更有利于提升果實風(fēng)味品質(zhì)。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，施用8 kg/株生物炭后，獼猴桃果實的維生素C含量高達(dá)739.25 mg/kg，比不施生物炭對照提高96.26%，而其他研究表明生物炭和有機(jī)肥混合配施的果實中維生素C含量僅提高27.03%［6］，說明高施用量生物炭對提升獼猴桃果實維生素C含量的效果優(yōu)于生物炭和有機(jī)肥混合施用。由此表明，施用生物炭對獼猴桃果實產(chǎn)量和品質(zhì)提升均具有顯著效果。本研究中，生物炭施用量8 kg/株的獼猴桃果實內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)于施用量16 kg/株，說明生物炭不同施用量對果實品質(zhì)形成的影響存在差異。且未來需進(jìn)一步對生物炭調(diào)控土壤理化性質(zhì)的作用機(jī)理以及其對獼猴桃果實品質(zhì)形成的影響途徑和具體機(jī)制展開研究。

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