2.4 不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表5可見，深耕和綠肥掩青條件下配施生物炭對(duì)土壤pH和CEC含量無顯著影響。與單獨(dú)深耕相比，深耕+生物炭3000kg/hm²或綠肥+生物炭1500kg/hm²及以上時(shí)顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量。與單獨(dú)深耕或綠肥掩青相比，土壤DOC含量在生物炭用量3000kg/hm²及以上時(shí)顯著增加，穴施750kg/hm²生物炭后DOC含量變化不大。與單獨(dú)深耕相比，每公頃撒施量4500kg或綠肥+生物炭1500kg/hm²及以上后土壤總氮含量顯著提高。與單獨(dú)深耕或綠肥掩青相比，隨著生物炭施用量的增加，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量呈增加趨勢(shì)；相同生物炭施用量條件下，與深耕處理相比，綠肥掩青后土壤有機(jī)質(zhì)、DOC、總氮、堿解氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量的增幅相對(duì)較高。

2.5 不同處理對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

由表6可見，深耕條件下增施生物炭可顯著增加細(xì)菌數(shù)量。綠肥掩青后，條施和撒施生物炭可顯著增加圓頂期時(shí)的細(xì)菌數(shù)量，但穴施效果不明顯。采烤結(jié)束后，綠肥掩青處理之間細(xì)菌數(shù)量無顯著差異，但均顯著高于深耕處理。圓頂期時(shí)，與單獨(dú)深耕或綠肥掩青相比，配施生物炭顯著增加了真菌數(shù)量，且綠肥掩青后的效果更顯著。采收結(jié)束后，撒施4500kg/hm²生物炭配合深耕或綠肥掩青的真菌數(shù)量相對(duì)較高。圓頂期內(nèi)不同處理間放線菌數(shù)量的變化趨勢(shì)與采收結(jié)束后相似，與單獨(dú)深耕或綠肥掩青相比，條施或撒施生物炭顯著增加了放線菌數(shù)量，但穴施生物炭后無顯著變化。

3 討論

生物炭有利于提高農(nóng)作物葉片凈光合速率和干物質(zhì)積累，并最終提升農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。施用生物炭后，水稻、玉米、大豆的株高、葉片面積及干物質(zhì)積累量明顯增加，烤煙的株高、有效葉片數(shù)、最大葉長寬、產(chǎn)量和產(chǎn)值等農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著提高，這與本研究中的結(jié)論一致，主要原因可能是施用生物炭能改善土壤孔隙性質(zhì)、微生態(tài)環(huán)境和烤煙根系的通氣狀況，促進(jìn)根系的發(fā)育及對(duì)養(yǎng)分的吸收效率，增加烤煙葉片的類胡蘿卜素和葉綠素含量，有利于光合能力的提高，從而促進(jìn)了烤煙的干物質(zhì)積累。烤煙生產(chǎn)過程中，有效葉片數(shù)和葉面積是產(chǎn)量的基礎(chǔ)。張廣雨通過盆栽和大田試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)施用生物炭后烤煙苗期和旺長期時(shí)的有效葉片數(shù)顯著增多；肖和友等發(fā)現(xiàn)生物炭對(duì)烤煙不同生育期有效葉片數(shù)的影響與生物炭的施用年限有關(guān)，施用生物炭的前2年有效葉片數(shù)增加，第3年則無顯著變化；張志浩報(bào)道烤煙有效葉片數(shù)受土壤類型影響，在暗棕土壤中施加生物炭可增加烤煙葉片數(shù)，然而在褐土和水稻土中施加生物炭對(duì)烤煙葉片數(shù)的影響不顯著。本研究中，生物炭顯著提高了烤煙圓頂期時(shí)的有效葉片數(shù)，原因可能是生物炭改善了土壤保肥性能和養(yǎng)分有效性，葉片凈光合速率增強(qiáng)，從而有利于烤煙中上部煙葉的營養(yǎng)吸收和開片，烤煙的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例也隨之增加。從煙葉經(jīng)濟(jì)性狀來看，綠肥掩青與生物炭結(jié)合（穴施750kg/hm²或撒施4500kg/hm²）效果較好。

一般認(rèn)為，河南烤煙中部煙葉煙堿含量、糖堿比、氮堿比、鉀氯比和兩糖比的較合適范圍分別為2.0%～2.8%、8.0～9.5、0.7～1.0、≥3.0和≥0.8。研究表明，增施生物炭能顯著提高烤煙中部煙葉的總糖含量，降低煙堿含量，使化學(xué)成分更協(xié)調(diào)，煙葉的香吃味和口感得以改善。此外，生物炭能降低烤煙對(duì)銨態(tài)氮的吸收速率，提高土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的相對(duì)比例，減少植株對(duì)氮素的吸收，從而削弱煙葉中煙堿的合成。本研究中發(fā)現(xiàn)，生物炭可降低烤煙的煙堿和總氮含量，提高總糖、還原糖和鉀含量，這與前人的研究結(jié)果一致。同時(shí)，生物炭改變了煙葉兩糖及鉀氯含量，提高了糖堿比、鉀氯比和燃燒性，這可能與生物炭調(diào)節(jié)土壤碳/氮比值、改善土壤微生態(tài)環(huán)境、提高煙葉質(zhì)體色素含量，進(jìn)而提升煙葉品質(zhì)有關(guān)。此外，關(guān)于生物炭對(duì)烤煙氯離子含量的影響，不同研究者的結(jié)論有所差異，煙葉氯離子含量有上升、不變和下降3種變化，并受生物炭用量、土壤類型等因素的影響。因此，生物炭對(duì)烤煙吸收氯離子方面的影響與生物炭種類、施用方式及土壤環(huán)境密切相關(guān)，其具體作用機(jī)理還需進(jìn)一步研究。綜合來看，深耕條件下配施生物炭撒施4500kg/hm²和穴施750kg/hm²，或綠肥掩青后撒施4500kg/hm²、條施生物炭3000kg/hm²和穴施750kg/hm²，均可改善烤煙化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。

由于生物炭含有大量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等鹽基離子，且本身是堿性的，故可提高酸性土壤的pH，但其對(duì)偏堿性土壤的pH作用效果不明顯。有報(bào)道指出，生物炭可提高土壤總碳和總氮含量，大田增施生物炭后土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量上升顯著，且提升效果隨著生物炭用量的增加而增加，本研究中也發(fā)現(xiàn)有類似趨勢(shì)，這可能與生物炭和肥料的互補(bǔ)或協(xié)同作用有關(guān)，即生物炭豐富的官能團(tuán)和巨大的比表面積可吸附多種離子，延緩肥料養(yǎng)分在土壤中釋放并降低養(yǎng)分淋失，從而增加土壤保肥性能和養(yǎng)分的有效性。本研究中還發(fā)現(xiàn)，與深耕處理相比，相同用量的生物炭結(jié)合綠肥處理后土壤養(yǎng)分指標(biāo)的增幅相對(duì)較高，這可能是由于油菜綠肥的養(yǎng)分較為豐富，碳氮比適中，還田后易于被微生物分解發(fā)酵，進(jìn)而促進(jìn)了土壤養(yǎng)分的增加。此外，生物炭可促進(jìn)以羧酸類和多聚物類物質(zhì)為碳源的土壤微生物生長，增強(qiáng)微生物對(duì)碳源的利用程度。

本研究中生物炭施入土壤后顯著增加了圓頂期時(shí)土壤的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量，這與前人的研究結(jié)果一致，這可能與生物炭的多微孔結(jié)構(gòu)為微生物提供了較好的棲息環(huán)境有關(guān)。生物炭對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響與生物炭自身特性、土壤類型及試驗(yàn)地條件等多種綜合因素密切相關(guān)，而土壤環(huán)境變化的復(fù)雜性，使生物炭對(duì)土壤微生物的數(shù)量和多樣性的影響較難預(yù)計(jì)；本研究中穴施生物炭后圓頂期時(shí)細(xì)菌、放線菌數(shù)量無明顯變化，可能與取樣點(diǎn)位置距離生物炭穴施點(diǎn)相對(duì)較遠(yuǎn)、穴施生物炭用量相對(duì)有限等因素有關(guān)。

4 結(jié)論

深耕或綠肥掩青條件下配施生物炭，提高了烤煙株高、葉片數(shù)、莖圍和葉面積等農(nóng)藝性狀指標(biāo)，烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙比例等經(jīng)濟(jì)性狀也相應(yīng)提升，烤煙化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性得到明顯改善。深耕或綠肥掩青條件下配施生物炭可提高土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、堿解氮、速效磷和速效鉀、DOC及總氮等養(yǎng)分含量。與對(duì)照相比，條施和撒施生物炭顯著增加了圓頂期時(shí)的微生物數(shù)量；相比深耕處理，綠肥掩青后土壤多種養(yǎng)分含量的增幅相對(duì)較高，更有利于微生物的繁殖。綜合比較各處理，以撒施4500kg/hm²或穴施750kg/hm²效果較好。

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