生物质炭施用量与频率对黄壤养分和关键酶活性的影响

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：李开钰,宋理洪,张龑,刘懿,冉沁瑶,杨三维,陈祖拥,何冠谛

单位：贵州大学农学院, 贵阳 550025,贵州大学农学院, 贵阳 550025,乐山师范学院新能源材料与化学学院, 乐山 614000,乐山西部硅材料光伏新能源产业技术研究院, 乐山 614000,贵州大学农学院, 贵阳 550025,贵州大学农学院, 贵阳 550025,贵州大学农学院, 贵阳 550025,贵州大学农学院, 贵阳 550025,贵州大学农学院, 贵阳 550025,贵州大学农学院, 贵阳 550025

摘要：黄壤是我国南方主要地带性土壤,占全国耕地面积的28%,探索生物炭对黄壤养分及关键酶活性的调控机制,对土壤健康恢复和粮食安全具有重要意义. 通过大田长期定位试验,以不施用生物炭为对照（CK）,研究生物炭在5、10、20和 50 t·hm-2施用水平,不同施用频率下（一次性施用：B5、B10、B20、B50和等量炭逐年连续施用：B5-3、B10-3、B20-3、B50-3）,对黄壤养分及关键酶活性的影响. 结果表明,黄壤农田施用生物炭能显著提高土壤pH和EC,增加碱解氮、有效磷和有机碳含量,增强了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性；且逐年连续施用的土壤养分和酶活性均高于生物炭一次性施用. 生物炭施用频率和施用量对土壤pH、EC、碱解氮、有机碳、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性的影响无显著交互作用；对有效磷和脲酶活性存在交互作用,对速效钾含量存在极显著交互作作用. 结构方程模型表明,生物炭对土壤脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶和蔗糖酶活性存在直接的负效应,其通过影响土壤养分间接增加酶活性. 两种施用频率下,生物炭施用均能提高土壤综合肥力；一次性施用频率处理B10综合得分高于其他处理,pH、EC、碱解氮、有效磷、速效钾、有机碳含量、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性较CK分别增加了8.31%、13.28%、22.18%、10.68%、21.49%、15.40%、44.79%、16.62%、35.68%和16.62%；逐年施用频率处理B50-3综合得分高于其他处理,pH、EC、碱解氮、有效磷、速效钾、有机碳含量、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性较CK分别增加了15.11%、26.26%、11.02%、43.30%、17.29%、36.68%、20.44%、3.71%、18.38%和16.62%. 综上,黄壤农田施用生物炭能提高土壤养分含量和关键酶活性,有效提高土壤生产力,等量生物炭逐年连续施用效果更优,研究可为生物炭的推广与黄壤农田改良提供科学依据与理论基础.

关键词：生物炭,施用频率,土壤养分,酶活性,结构方程模型,