生物質(zhì)炭對(duì)黃棕壤理化性質(zhì)及龍腦樟幼苗生長(zhǎng)的影響①

嚴(yán)陶韜，丁子菊，朱 倩，卜曉莉，薛建輝,3*，吳永波

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生物質(zhì)炭對(duì)黃棕壤理化性質(zhì)及龍腦樟幼苗生長(zhǎng)的影響①

嚴(yán)陶韜1,2，丁子菊1,2，朱 倩1,2，卜曉莉1,2，薛建輝1,2,3*，吳永波1,2

(1南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210037；2南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，南京 210037； 3江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所，南京 210014)

以南京林業(yè)大學(xué)下蜀林場(chǎng)黃棕壤為試驗(yàn)對(duì)象，采用室外盆栽試驗(yàn)，研究生物質(zhì)炭不同施用量(炭土質(zhì)量比0、1%、2%、4%)對(duì)黃棕壤理化性質(zhì)及龍腦樟幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：生物質(zhì)炭可有效改良黃棕壤物理性質(zhì)，4% 施用量改良效果最好，與僅施化肥處理相比，土壤總孔隙度、飽和持水量、毛管持水量和田間持水量顯著提高，土壤容重顯著降低(<0.05)；施用生物質(zhì)炭可顯著提高土壤pH(<0.05)，改善土壤酸堿性；生物質(zhì)炭施用對(duì)土壤氮磷有效性影響顯著(<0.05)，低施用量下土壤堿解氮含量最高，高施用量下土壤有效磷含量最高生物質(zhì)炭1% 施用量下，龍腦樟葉片產(chǎn)量最高(41.54 g)，分別比對(duì)照和僅施化肥處理提高141.53% 和11.16%；而苗高相對(duì)生長(zhǎng)速率較僅施化肥處理顯著降低6.79%，有利于矮化苗木。可見生物質(zhì)炭改良土壤理化性質(zhì)和促進(jìn)苗木生長(zhǎng)的最佳施用量并不相同。考慮到經(jīng)濟(jì)效益，1% 的生物質(zhì)炭施用量對(duì)龍腦樟葉片產(chǎn)量的提高較為適宜。

生物質(zhì)炭；黃棕壤；理化性質(zhì)；龍腦樟；生長(zhǎng)特性

生物質(zhì)炭是生物質(zhì)原料在限氧或無(wú)氧環(huán)境下通過(guò)高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的含碳豐富的固體物質(zhì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且不易分解[1]。近年來(lái)，有關(guān)生物質(zhì)炭改善各類土壤理化性質(zhì)的研究越來(lái)越多。生物質(zhì)炭一般呈堿性，具有較高的陽(yáng)離子交換量(CEC)，且表面攜帶的負(fù)電荷可交換吸附酸性土壤中的Al+，所以施入土壤后可提高土壤CEC，改變土壤pH，有效改善土壤理化性質(zhì)[2-3]；同時(shí)生物質(zhì)炭自身帶有負(fù)電荷，具有多孔結(jié)構(gòu)[4]，有利于吸附土壤中養(yǎng)分，減少氮、磷養(yǎng)分流失[5-8]，提高土壤肥力水平；適量生物質(zhì)炭可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)并增產(chǎn)，對(duì)植物葉片生長(zhǎng)[9-10]、植物高度增加[11-12]和根系生長(zhǎng)[13]具有一定促進(jìn)作用。生物質(zhì)炭的應(yīng)用研究多為農(nóng)業(yè)土壤和農(nóng)作物[10,12,14-19]，在林業(yè)尤其是經(jīng)濟(jì)林上的應(yīng)用研究不多。

龍腦樟()葉片是提取天然冰片(右旋龍腦)的珍貴稀有天然原料[20]，其產(chǎn)量受多種因素影響，其中土壤條件是最主要的影響因素之一，研究表明龍腦樟在符合其選地要求的土壤條件下，枝葉產(chǎn)量可高達(dá)17 107.5 kg/hm2。另外，不同的肥料種類、數(shù)量對(duì)龍腦樟葉片產(chǎn)量也有影響，高投入可以獲得高產(chǎn)出[21]。

在我國(guó)長(zhǎng)江下游，寧鎮(zhèn)地區(qū)分布有黃棕壤，界于黃、紅壤和棕壤地帶之間。黃棕壤土壤偏酸性，屬于黏質(zhì)土[22]，透氣透水性較差，土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易發(fā)生水土流失，導(dǎo)致土壤肥力水平較低，不利于植物生長(zhǎng)。因此，本文以黃棕壤和龍腦樟為研究對(duì)象，采用室外盆栽試驗(yàn)，研究不同施用量下生物質(zhì)炭對(duì)黃棕壤土壤酸堿度、孔隙度、氮磷養(yǎng)分有效性及龍腦樟幼苗生長(zhǎng)的影響，為生物質(zhì)炭應(yīng)用于寧鎮(zhèn)地區(qū)土壤提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為南京林業(yè)大學(xué)下蜀林場(chǎng)(31°59′N, 119°14′E)，位于江蘇省句容市境內(nèi)，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，年均降雨量1 104 mm，年均氣溫15.2℃。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土壤取自江蘇省句容市下蜀鎮(zhèn)，土壤類型主要為黃土母質(zhì)發(fā)育的黃棕壤，質(zhì)地重壤至壤質(zhì)，pH值4.5 ~ 5.5。試驗(yàn)土壤基本理化性質(zhì)為：pH 5.55，容重1.36 g/cm3，有機(jī)質(zhì)5.14 g/kg，堿解氮15.79 mg/kg，全氮0.83 mg/kg，有效磷1.34 mg/kg，全磷0.34 mg/kg。

試驗(yàn)所用生物質(zhì)炭為稻殼炭，pH 10.35，購(gòu)于安徽省鑫泉米業(yè)有限公司，灰分含量463.6 g/kg，碳含量499 g/kg，氮含量5.32 g/kg，有效磷含量1.56 g/kg，陽(yáng)離子交換量(CEC)38.07 cmol/kg。試驗(yàn)所用肥料為氮磷鉀三元復(fù)合肥(麥其爾，無(wú)錫保利化肥有限公司生產(chǎn)，總氮≥160 g/kg，有效磷≥160 g/kg，有效鉀含量≥160 g/kg)。

1.3 試驗(yàn)布置

采用29 cm × 22 cm(口徑× 高)的花盆進(jìn)行室外盆栽試驗(yàn)。花盆土層厚度14 ~ 18 cm。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，分別為：CK、C0F、C70F、C140F、C280F，其中CK代表對(duì)照，C代表生物質(zhì)炭，F(xiàn)代表化肥，數(shù)字代表生物質(zhì)炭按炭土質(zhì)量比0、1%、2% 和4% 計(jì)算的施加量。各處理中生物質(zhì)炭和肥料用量見表1。于2014年3月24日選取長(zhǎng)勢(shì)一致的一年生龍腦樟幼苗移栽，其地徑0.8 cm ± 0.2 cm，苗高43 cm ± 10 cm。龍腦樟按正常撫育、管理、澆水、除草，每個(gè)月移動(dòng)盆栽，減輕邊緣效應(yīng)的影響。

表1 不同施肥處理中肥料種類和數(shù)量

1.4 樣品采集

于生物質(zhì)炭添加240 d后采集土壤與植物樣品。取0 ~ 10 cm表層土壤，每盆分4個(gè)方向取土(共約1 kg)，混合均勻裝入塑封袋，帶回實(shí)驗(yàn)室分析，不能立即分析的土壤放于冰箱4℃儲(chǔ)存。龍腦樟葉片生物量于2014年12月采集測(cè)定。

1.5 分析項(xiàng)目及方法

土壤pH采用酸度計(jì)法測(cè)定(水土比2.5∶1)[23]；土壤含水量采用烘干法測(cè)定[23]；土壤容重、飽和持水量、毛管持水量、田間持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度采用環(huán)刀法系列測(cè)定[23]；堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定[23]；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定[23]。

龍腦樟葉片生物量采用80℃烘干稱重法測(cè)定[23]；龍腦樟相對(duì)生長(zhǎng)速率(RGR)[24]= (ln2-ln1)/，其中：1、2分別表示第1次、第2次測(cè)定的地徑(游標(biāo)卡尺，精度0.01 mm)或苗高(卷尺，精度1 mm)，表示兩次測(cè)定的時(shí)間間隔(d)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS20、Excel2010和Origin9.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、作圖，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

由表2可知，不同處理之間土壤容重、孔隙度、持水量差異顯著(毛管持水量除外)(<0.05)。單施化肥對(duì)土壤容重、孔隙度、持水量無(wú)顯著影響；生物質(zhì)炭與肥料混施可降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤持水量，且生物質(zhì)炭均在高施用量下處理效果最好。其中，土壤容重隨著生物質(zhì)炭施用量的增加而減小，C280F處理土壤容重顯著低于CK和C0F (<0.05)；土壤非毛管孔隙和總孔隙度整體隨生物質(zhì)炭施用量的增加呈上升趨勢(shì)，C280F處理土壤總孔隙度和非毛管孔隙度分別較CK顯著提高26.90%和253.39%(<0.05)；土壤持水能力的變化與孔隙度變化基本一致，C280F處理土壤飽和持水量、毛管持水量、田間持水量均顯著高于CK(<0.05)。

表2 不同處理土壤物理性質(zhì)變化

注：同列不同小寫字母表示各處理間差異顯著(<0.05)，下同。

2.2 不同處理對(duì)土壤pH及氮磷有效性的影響

由圖1可知，各處理之間土壤pH、堿解氮含量、有效磷含量差異顯著(<0.05)。其中，單施化肥處理對(duì)土壤pH無(wú)顯著影響，配施生物質(zhì)炭中高等用量下處理(C140F和C280F)分別比CK顯著提高5.4%、15.3%；土壤堿解氮含量隨生物質(zhì)炭施用量的增加而下降，C0F處理土壤堿解氮含量最大，均顯著高于其他處理；土壤有效磷含量與堿解氮含量變化趨勢(shì)相反，隨生物質(zhì)炭施用量的增加而增加，各處理土壤有效磷含量均顯著高于CK。

(圖中不同小寫字母表示同一指標(biāo)不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同)

2.3 不同處理對(duì)龍腦樟幼苗生長(zhǎng)特性的影響

單施化肥和配施生物質(zhì)炭處理均可提高龍腦樟幼苗生物量，施肥處理生物量均顯著高于CK (<0.05)，化肥與生物質(zhì)炭混施比單施處理效果好。其中，C140F處理龍腦樟總生物量、根生物量和莖生物量最高，分別比CK高137.9%、141.1%、140.9%；C70F處理龍腦樟葉生物量最高，顯著高于CK 141.5%；而單施化肥和配施生物質(zhì)炭處理對(duì)龍腦樟根冠比均無(wú)顯著影響，各處理與CK差異不顯著(>0.05) (表3)。

不同處理之間龍腦樟地徑相對(duì)生長(zhǎng)速率(RGR)無(wú)顯著差異(圖2)，苗高RGR 差異顯著(<0.05)(圖3)。單施化肥顯著提高了龍腦樟苗高RGR，表現(xiàn)為C0F較CK(0.418 mm/(cm?30d))提高11.62%；配施生物質(zhì)炭處理對(duì)龍腦樟苗高RGR影響顯著(<0.05)，表現(xiàn)為低用量顯著抑制，隨生物質(zhì)炭用量的上升抑制作用逐漸消失，即C280F≈C0F>C140F>C70F，其中C280F和C0F分別較C70F顯著提高了7.29% 和10.83% (< 0.05)(圖3)。

表3 不同處理龍腦樟生物量分配情況

圖2 不同處理龍腦樟地徑RGR變化

圖3 不同處理龍腦樟苗高RGR變化

2.4 土壤理化性質(zhì)與龍腦樟幼苗葉片生物量的相關(guān)性

土壤理化性質(zhì)與龍腦樟幼苗葉片生物量的相關(guān)性分析結(jié)果表明(表4)，土壤孔隙度與持水量各指標(biāo)及葉片生物量之間呈正相關(guān)，其中總孔隙度與葉片生物量之間正相關(guān)性顯著(<0.05)；土壤pH、堿解氮、有效磷與葉片生物量之間呈正相關(guān)，其中有效磷含量與葉片生物量之間正相關(guān)性極顯著(<0.01)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.694。

表4 土壤理化性質(zhì)與龍腦樟幼苗葉片生物量之間的Pearson相關(guān)性系數(shù)

注：**表示在<0.01 水平顯著相關(guān)(雙側(cè))，*表示在<0.05 水平顯著相關(guān)(雙側(cè))。

3 討論

3.1 生物質(zhì)炭對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

本研究結(jié)果表明，施用生物質(zhì)炭到黃棕壤中可顯著降低土壤容重、提高土壤孔隙度和持水能力，從而起到改良土壤結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的作用，且高施用量下(C280F)處理效果較好。Major等[25]和Sohi等[26]研究也發(fā)現(xiàn)，隨著施炭量的增加，生物質(zhì)炭對(duì)土壤物理性質(zhì)的改良效果越明顯。生物質(zhì)炭自身具有多孔性、比表面積大，施入土壤中，能夠降低土壤容重，增加土壤孔隙度，使土壤持水量增加。另外，施用生物質(zhì)炭可以促進(jìn)龍腦樟根系生長(zhǎng)，改善土壤根際環(huán)境，促進(jìn)土壤動(dòng)物活動(dòng)，有效改良土壤結(jié)構(gòu)。

3.2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤主要化學(xué)性質(zhì)的影響

pH是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)。本文研究結(jié)果表明，施用生物質(zhì)炭可顯著提高土壤pH，使土壤pH接近中性，有效改善了黃棕壤酸性土質(zhì)。現(xiàn)有大多研究也表明，施用生物質(zhì)炭可提高土壤pH[27-28]，這與生物質(zhì)炭自身呈堿性有關(guān)。另外，pH對(duì)土壤養(yǎng)分有效性有重要影響，pH在6.5 ~ 7.5間土壤養(yǎng)分有效性最高，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使土壤養(yǎng)分有效性發(fā)生變化，從而導(dǎo)致植物營(yíng)養(yǎng)元素失調(diào)，生長(zhǎng)緩慢[29]。本研究結(jié)果顯示，土壤pH與土壤有效磷含量之間呈極顯著正相關(guān)，與龍腦樟葉片生物量呈正相關(guān)，說(shuō)明土壤pH的增加顯著提高了土壤磷的有效性，從而促進(jìn)龍腦樟的生長(zhǎng)。

土壤養(yǎng)分有效性能夠直接影響植物的生長(zhǎng)[30]。目前生物質(zhì)炭對(duì)土壤堿解氮含量影響尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論，或提高[31]、或無(wú)顯著影響[32]、或降低[33]。本研究結(jié)果表明，施用生物質(zhì)炭可提高土壤堿解氮含量，但隨著生物質(zhì)炭施用量的增加而下降，單施化肥時(shí)土壤堿解氮含量最高。這可能是因?yàn)樵囼?yàn)所用肥料為速效肥，在沒有生物質(zhì)炭吸附的情況下，養(yǎng)分釋放較快，能夠在短期內(nèi)提高土壤堿解氮含量。試驗(yàn)結(jié)果顯示，土壤有效磷含量隨生物質(zhì)炭施用量的增加而增加，這可能與生物質(zhì)炭吸附減少磷的淋失有關(guān)[34]。

3.3 生物質(zhì)炭對(duì)幼苗生長(zhǎng)特性的影響

單施化肥和配施生物質(zhì)炭處理均能顯著提高龍腦樟葉片生物量(<0.05)，生物質(zhì)炭不同施用量處理之間無(wú)顯著差異，1% 施用量處理下葉片生物量最高。本研究所施肥料是速效化肥，具有見效快的特點(diǎn)，而生物質(zhì)炭不能作為養(yǎng)分的直接來(lái)源，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不易分解，所以配施生物質(zhì)炭處理與單施化肥處理之間龍腦樟葉片生物量無(wú)顯著差異。但生物質(zhì)炭可作為肥料的載體，吸附緩釋養(yǎng)分，以提高肥料利用率[35]，所以肥料與生物質(zhì)炭混施比單施處理效果好。

各處理間龍腦樟地徑相對(duì)生長(zhǎng)速率無(wú)顯著差異，這與龍腦樟為喬木，生長(zhǎng)較為緩慢有關(guān)。由于龍腦樟樹苗較小，枝芽生長(zhǎng)所占比例較大，苗高相對(duì)生長(zhǎng)速率變化較明顯，施肥后苗高顯著增加。生物質(zhì)炭施用量為1% 時(shí)，苗高相對(duì)生長(zhǎng)速率增加效應(yīng)降低，這可能與生物質(zhì)炭對(duì)土壤養(yǎng)分礦化、吸附解析等的綜合影響有關(guān)。1% 生物質(zhì)炭施用量對(duì)苗高生長(zhǎng)的顯著抑制可以考慮運(yùn)用到龍腦樟的矮化上。

本試驗(yàn)以盆栽形式進(jìn)行，對(duì)苗木生長(zhǎng)的研究存在局限性，可考慮在野外進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，觀察大田應(yīng)用結(jié)果。

4 結(jié)論

施用生物質(zhì)炭可有效改良黃棕壤土壤結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，改善土壤酸堿性，且高施用量下(4%)改良效果較好；施用生物質(zhì)炭可提高黃棕壤土壤氮磷有效性，生物質(zhì)炭低施用量下氮有效性最高，而高施用量下磷有效性最高。施用生物質(zhì)炭后，通過(guò)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改良，最終可促進(jìn)龍腦樟幼苗的生長(zhǎng)，增加其葉片產(chǎn)量，且低施用量下(1%)促進(jìn)作用最顯著。考慮到龍腦樟葉片的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，且矮化更利于實(shí)際生產(chǎn)，因此建議在寧鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)營(yíng)種植龍腦樟林，生物質(zhì)炭施用量較低(1%)時(shí)較為適宜。

[1] 康熙龍, 張旭輝, 張碩碩,等. 旱地土壤施用生物質(zhì)炭的后效應(yīng)——水分條件對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響[J]. 土壤, 2016, 48(1): 152-158

[2] Lee J W, Kidder M, Evans B R, et al. Characterization of biochars produced fromcornstovers for soil amendment[J]. Environmental Science & Technology, 2010, 44(20): 7970-7974

[3] 李敏, 趙立欣, 孟海波, 等. 慢速熱解條件下生物炭理化特性分析[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2015(3): 248-253

[4] 袁金華, 徐仁扣. 生物質(zhì)炭的性質(zhì)及其對(duì)土壤環(huán)境功能影響的研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2011, 20(4): 779-785

[5] 周志紅, 李心清, 邢英, 等. 生物炭對(duì)土壤氮素淋失的抑制作用[J]. 地球與環(huán)境, 2011, 39(2): 278-284

[6] 蓋霞普, 劉宏斌, 翟麗梅, 等. 玉米秸稈生物炭對(duì)土壤無(wú)機(jī)氮素淋失風(fēng)險(xiǎn)的影響研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 34(2): 310-318

[7] 周麗麗, 李婧楠, 米彩紅, 等. 秸稈生物炭輸入對(duì)凍融期棕壤磷有效性的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2017, 54(1): 171-179

[8] 李江舟, 張慶忠, 婁翼來(lái), 等. 施用生物炭對(duì)云南煙區(qū)典型土壤養(yǎng)分淋失的影響[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2015(1): 48-53

[9] 吳志丹, 江福英, 尤志明,等. 配施生物基質(zhì)肥料對(duì)茶園土壤酸度的改良效應(yīng)[J]. 茶葉科學(xué), 2015(2):196-196

[10] Noguera D, Barot S, Laossi K R, et al. Biochar but not earthworms enhances rice growth through increased protein turnover[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2012, 52(3): 13-20

[11] 鄭瑞倫, 王寧寧, 孫國(guó)新, 等. 生物炭對(duì)京郊沙化地土壤性質(zhì)和苜蓿生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 34(5): 904-912

[12] Schulz H, Dunst G, Glaser B. Positive effects of composted biochar on plant growth and soil fertility[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2013, 33(4): 817-827

[13] 鄧霞. 濕地植物生物炭的制備及其對(duì)土壤氮素生物有效性的影響[D]. 山東青島: 中國(guó)海洋大學(xué), 2012

[14] 劉園, Jamal, Khan, 等. 秸稈生物炭對(duì)潮土作物產(chǎn)量和土壤性狀的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2015, 52(4): 849-858

[15] 張晗芝, 黃云, 劉鋼, 等. 生物炭對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收及土壤化學(xué)性狀的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2010, 19(11): 2713-2717

[16] 曲晶晶, 鄭金偉, 鄭聚鋒, 等. 小麥秸稈生物質(zhì)炭對(duì)水稻產(chǎn)量及晚稻氮素利用率的影響[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào), 2012, 28(3): 288-293

[17] 唐光木, 葛春輝, 徐萬(wàn)里, 等. 施用生物黑炭對(duì)新疆灰漠土肥力與玉米生長(zhǎng)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 30(9): 1797-1802

[18] 黃超, 劉麗君, 章明奎. 生物質(zhì)炭對(duì)紅壤性質(zhì)和黑麥草生長(zhǎng)的影響[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版), 2011, 37(4): 439-445

[19] 張愛平, 劉汝亮, 高霽, 等. 生物炭對(duì)寧夏引黃灌區(qū)水稻產(chǎn)量及氮素利用率的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2015, 21(5): 1352-1360

[20] 陳建南, 曾惠芳, 李耿, 等. 龍腦樟揮發(fā)油及天然冰片成分分析[J]. 中藥材, 2005, 28(9): 781-782

[21] 吳茂隆, 陳小蘭, 廖振欣, 等. 龍腦樟研究利用及其發(fā)展前景[J]. 南方林業(yè)科學(xué), 2011(2): 33-35

[22] 趙炳梓, 姚賢良. 黃棕壤的結(jié)構(gòu)特性及其改良[J]. 土壤, 1993(2): 79-82

[23] 中華人民共和國(guó)林業(yè)部科技司. 林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編(三)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社, 1992

[24] 王沙生, 高榮孚, 吳貫明. 植物生理學(xué), (第二版)[M]. 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社, 1991

[25] Major J, Rondon M, Molina D, et al. Maize yield and nutrition during 4 years after biochar application to a Colombian savanna oxisol[J]. Plant & Soil, 2010, 333(1/2): 117-128

[26] Sohi S P, Krull E, Lopezcapel E, et al. A review of biochar and its use and function in soil[J]. Advances in Agronomy, 2010, 105(1): 47-82

[27] 何緒生, 耿增超, 佘雕, 等. 生物炭生產(chǎn)與農(nóng)用的意義及國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2011, 27(2): 1-7

[28] Lehmann J. A handful of carbon[J]. Nature, 2007, 447(7141): 143-144

[29] 唐琨, 朱偉文, 周文新, 等. 土壤pH對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展[J]. 作物研究, 2013, 27(2): 207-212

[30] 韋劍鋒, 陳濤, 岑忠用, 等. 施氮量對(duì)木薯養(yǎng)分吸收和土壤有效養(yǎng)分平衡的影響[J]. 土壤, 2016, 48(5): 873-878

[31] 張萬(wàn)杰, 李志芳, 張慶忠, 等. 生物質(zhì)炭和氮肥配施對(duì)菠菜產(chǎn)量和硝酸鹽含量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 30(10): 1946-1952

[32] 章明奎, Walelign, Bayou, 等. 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)活性的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2012, 26(2): 127-131

[33] 郭偉, 陳紅霞, 張慶忠, 等. 華北高產(chǎn)農(nóng)田施用生物質(zhì)炭對(duì)耕層土壤總氮和堿解氮含量的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2011, 20(3): 425-428

[34] 褚軍, 薛建輝, 金梅娟, 等. 生物炭對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染氮、磷流失的影響研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 30(4): 409-415

[35] 康日峰, 張乃明, 史靜, 等. 生物炭基肥料對(duì)小麥生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收及土壤肥力的影響[J]. 中國(guó)土壤與肥料, 2014(6): 33-38

Effects of Biochar on Physicochemical Properties of Yellow-brown Soil and Growth ofSeedlings

YAN Taotao1,2, DING Ziju1,2, ZHU Qian1,2, BU Xiaoli1,2, XUE Jianhui1,2,3*, WU Yongbo1,2

(1Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 2 College of Biology and the Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 3Institute of Botany, Jiangsu Provincial and Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210014,China)

An outdoor pot experiment was conducted to study the effects of different dosages of biochar (0, 1%, 2%, 4%) on yellow brown soil physicochemical properties and the growth ofseedings. Results showed that: 4% of biochar dosage amended yellow-brown soil most effectively, compared with chemical fertilizer treatment (C0F), soil total porosity, saturation moisture capacity, capillary moisture capacity and field moisture capacity were significantly increased, while soil bulk density was significantly reduced (<0.05). Biochar increased soil pH significantly (<0.05). Biochar improved nitrogen and phosphorus availabilities, which was the highest in N availability with low biochar dosage and the highest in P availability with high biochar dosage. With the dosage 1%,’s leaves biomass reached the maximum (41.54 g), 141.53% and 11.16% higher than those of the control (CK) and C0F, respectively; The relative growth rate in height was decreased by 6.79% compared with that of C0F, which is helpful for dwarf trees. So, the appropriate dosages of biochar were different for soil physico-chemical properties and for the growth ofseedings. Considering the economic benefits, 1% of biochar dosage is appropriate to leaf biomass of.

Biochar; Yellow brown soil; Physicochemical properties;; Growth Characteristics

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC0502605)和江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目(PAPD)資助。

(jhxue@njfu.com.cn)

嚴(yán)陶韜(1989—)，男，江蘇射陽(yáng)人，博士研究生，研究方向?yàn)橹参餇I(yíng)養(yǎng)與林業(yè)生態(tài)工程。E-mail: ecologyan@qq.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.04.005

S641.2

A