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研究表明， 生物炭在土壤中能够保持长期稳定，可以改善土壤理化性质及提高土壤微生物的活性，增加土壤有机质含量，促进作物生长和增产。此外，由于生物炭可延缓肥料释放，降低肥料损失，将其与有机肥混施增产效果更佳。 根系是作物吸收水分、养分和其他溶质溶液的重要器官，其分布特征和发育情况与地上部生长和产量密切相关。生物炭施入土壤后，会对土壤容重、总孔隙度、水分、温度和阳离子交换量产生明显的促进作用，进而影响到植株的生长。 施加生物炭对植株的影响研究大多集中在蔬菜和小麦、水稻等一年生作物上，而在多年生果树上少见报道。葡萄作为多年生果树需要长期稳定的优良土壤性状，但近年来生产上大量施用化肥，造成土壤板结、酸化，碳氮比失衡等问题，土壤性状的恶化已成为制约葡萄产业可持续发展的重要因素，因此提高土壤有机碳含量，改善土壤理化性状是果园生产面临的一项艰巨任务。 本文利用盆栽试验研究了不同生物炭施用量对‘赤霞珠’葡萄的根系构型参数、生长性状及土壤根域环境的影响，旨在为应用生物炭改良土壤、合理施肥、促进葡萄根系发生提供科学依据。 本试验于2013—2014年在山东农业大学葡萄示范基地进行。供试材料为‘赤霞珠’葡萄一年生扦插苗。所选用生物炭是以本葡萄园修剪下来的葡萄枝条为原料，风干后粉碎，利用炭化炉在隔绝氧气的450 ℃下炭化裂解制成的黑色颗粒；商品性生物有机肥的有机质含量高于50%，N、P2O5和K2O含量高于6%。盆栽土壤为壤土，土壤基本指标为含水量6.43%、容重1.41 g/cm3、总孔隙度41.97%、pH为6.86，将土壤、生物炭和有机肥按比例混合均匀，装入直径24 cm，高22 cm的花盆。 通过2013年预试验确定合适的碳氮比例，设5个处理，按照每千克干土中施入生物炭量（g），处理1：对照（CK），即生物炭为0＋有机肥；处理2：施加10 g生物炭＋有机肥，标记为C10；处理3：施加15 g生物炭＋有机肥（标记为C15）；处理4：施加20 g生物炭＋有机肥（标记为C20）；处理5：施加25 g生物炭＋有机肥（标记为C25）。各处理中有机肥的量相同，约1 kg，每盆一株，每处理6个重复。 生物炭作为一种含碳量丰富的多孔性物质，其容重小，比表面积大，吸附能力强，稳定性强，在自然条件下通常呈碱性。土壤中添加生物炭后对土壤水肥气热等环境条件产生重要影响。 生物炭的多孔结构能够提高土壤的持水能力，提高土壤持水量，提高土壤中可供作物利用的有效含水量，对植株生长产生积极影响。 本试验研究结果也证明了施加生物炭提高了土壤的持水能力，并且随着施炭量的增加，持水能力越强。生物炭的容重远低于矿质土壤，因此，将生物炭添加到土壤中可以降低土壤的容重。 Eastman在粉砂壤土上施用25 g/kg的生物炭，土壤容重从1.52 g/cm3降低到1.33 g/cm3。本试验研究结果表明，在土壤本底容重是1.39 g/kg的背景下，施入25 g/kg生物炭后，土壤容重降为1.27 g/kg，是葡萄生长发育适合的容重。生物炭的加入显著降低了土壤容重，提高了土壤的总孔隙度，并且随着生物炭量的增加，效果越明显。生物炭的结构和性质在影响土壤物理性质的同时也会影响土壤的化学性质。 土壤中加入生物炭后，土壤pH将会发生变化。试验结果显示，土壤施入生物炭后，pH明显提高，说明可以缓解土壤酸化的问题。Lehmann等的研究表明，生物炭的结构和性质能够提高对一些表面富含多种官能团有机物质的吸持能力，提高土壤有效养分含量，减少养分流失，对土壤肥力的提高起到重要促进作用。本试验结果显示施入生物炭后，碱解氮含量明显提高。 Lehmann等研究发现，生物炭会促进与N、P等矿质元素利用相关的土壤酶活性，但会降低参与土壤碳矿化等生态学过程的土壤酶活性。张伟等研究发现，长期的秸秆还田，增强了土壤中过氧化氢酶和蔗糖酶的活性，但降低了脲酶的活性。本试验结果显示生物炭显著提高了土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和FDA酶的活性。 生物炭的多孔性和表面特性为土壤微生物生长与繁殖提供了良好的栖息环境，本试验结果显示生物炭施入土壤后，微生物的数量明显提高。研究发现，施加较高比例的生物炭促进了根系的发育，促进了地上部的生长和干物质的积累，目前有关生物炭对葡萄根系的影响研究还不多，值得深入研究。  End 本文详见《中外葡萄与葡萄酒》2018年第6期 |
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