【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理:不施肥(CK)、低量生物炭(C15)、高量生物炭(C50)、氮磷钾配施(NPK)、炭基肥(BBF)。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后(2014年秋季)采集各处理耕层(0—20 cm)土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤(简称起始土)分别提高10%、8%;而在相同碳素(C15和BBF)或氮磷钾养分投入(NPK和BBF)条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%—15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4—232.9 kg/667m~2,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理(C15)高17%,比等养分处理(NPK)高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。

为了明确生物炭与传统土壤培肥方式对土壤中生物活性的影响，通过连续６年微区定位试验，以传统的土壤培肥方式作为对照，探究较长时间施用生物炭和炭基肥对土壤酶活性的影响，以更好地揭示施用生物炭对农业土壤微生态环境的影响，为生物炭农用提供理论参考。定位试验于２００９年开始，连续６年进行了花生微区田间试验（２ ｍ２）。试验设４个处理，分别为秸秆还田＋ＮＰＫ（ＣＳ）、施用猪厩肥＋ＮＰＫ（ＰｍＣ）、生物炭＋ＮＰＫ（ＢＩＯ）和炭基肥（ＢＦ）处理。测定了２０１４年播前以及花生各生育时期土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶以及微生物量碳和可溶性有机碳含量等指标。结果表明，连续施用６年后，ＢＩＯ处理中土壤过氧化氢酶活性除播．．．

【目的】研究长期施用生物炭对棕壤养分含量及腐殖质组分含量的影响，为评价生物炭在提高土壤肥力水平和调控土壤腐殖质组成及稳定性方面的长效作用提供科学依据。【方法】以生物炭田间定位试验为基础，采用随机区组设计，设置4个施炭量处理：0（CK）、15.75 t·hm^-2（BC1）、31.50 t·hm^-2（BC2）和47.25 t·hm^-2（BC3），分别测定生物炭施用4年和8年后土壤有机碳（SOC）、氮磷钾速效养分、氮磷钾全量养分以及土壤富里酸（FA）、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）含量。【结果】施用生物炭可提高SOC含量，BC1、BC2、BC3处理SOC含量较CK处理提高了37.35%—72.97%。施用生物炭显著提高了土壤速效钾（AK）含量，与CK处理相比，BC1、BC2和BC3处理土壤AK含量较CK处理分别提高了11.67—14.00、19.33—22.33和12.33—35.33 mg·kg^-1。施用生物炭对土壤全氮（TN）、碱解氮（AN）、全磷（TP）、速效磷（AP）和全钾（TK）含量影响不大（除个别处理）。施用生物炭显著提高了土壤HA、可溶性腐殖质（HE）和HM含量。与CK处理相比，BC1、BC2和BC3处理土壤HA含量分别提高了39.68%—40.91%、30.91%—50.79%和34.55%—57.14%。BC1、BC2和BC3处理土壤HE含量较CK处理分别提高18.02%—29.74%、16.81%—30.48%和15.92%—24.91%。与CK处理相比，BC1、BC2和BC3处理土壤HM含量分别提高了48.39%—58.94%、13.57%—89.23%和82.36%—105.82%。施用生物炭4年后对土壤FA含量无显著影响，但施用生物炭8年后显著提高了土壤FA含量，BC1、BC2和BC3处理较CK处理分别提高了22.01%、30.19%和18.24%。在2016年，各施炭处理提高了土壤HA/HE和HA/FA，但降低了HE/HM，但在2020年，仅BC1处理显著提高了土壤HA/FA,BC3处理显著降低了HE/HM。通过冗余和相关分析表明，SOC、TK、AK、TP和AP与腐殖质组分含量存在显著的正相关关系；SOC和TK与土壤腐殖质的稳定性呈显著正相关关系，但土壤SOC、AK、TP和AP与土壤腐殖质的活性呈显著负相关关系。【结论】长期施用生物炭可改善土壤养分状况，主要表现在提高SOC和AK含量；长期施用生物炭可提高土壤腐殖质组分的含量，主要表现在提高土壤HA和HM含量，但对土壤腐殖质稳定性的影响会随时间推移被减弱；土壤养分含量与土壤腐殖质组分含量及稳定性存在显著正相关关系。

施用生物质炭进行农田土壤改良已被认为是一种有效的土壤固碳与温室气体减排措施，研究深层土壤有机碳动态对于准确评估农田土壤固碳潜力有重要意义。目前，国内外学者对于生物质炭施用对土壤有机碳动态影响已有一定的认知，尤其是对表层土壤有机碳的周转情况，但对于深层土壤有机碳影响方面的研究还相对缺乏。本文主要阐述了深层土壤固碳研究的趋势，农田深层土壤有机碳的来源与稳定性，生物质炭施用下表层土壤有机碳移动性的变化及其对深层土壤有机碳动态的影响，探讨了深层土壤有机碳研究方面存在的问题和未来研究需求，期望为农业土壤固碳和生物质炭应用的相关研究发展提供参考。

为明确炭基有机肥施用对土壤重金属污染的缓解作用以及对土壤微生态的改良效果，设计小区试验，研究相同施氮量条件不同炭基有机肥处理（T1、T2和T3处理炭基有机肥中生物质炭的质量分数分别为3%、6%和9%）下，连续施用5年后，对土壤养分、土壤铜形态以及微生物群落的影响。结果表明：与对照组CK1（有机肥处理）相比，T1、T2和T3处理土壤pH分别显著提高0.65、0.86和0.90个单位，T2和T3处理显著提高土壤铵态氮含量，分别提高了1.94和1.66倍，T3处理土壤有机碳含量显著提高22.7%；只有T3处理对可交换态和可还原态Cu分配率的影响较大，分别显著降低了21.9%和45.1%;T2和T3处理能显著提高土壤基础呼吸速率（增幅分别为51.5%和37.6%）; T3处理能够显著提高土壤细菌、革兰氏阴性菌以及PLFAs总量（增幅分别为15.5%,16.8%和17.2%）。此外，冗余分析表明，pH和总Cu是影响土壤微生物群落特征变异的主要环境因子。综上，炭基有机肥T3处理在改善土壤化学性质、钝化重金属Cu有效性、提高土壤微生物活性和数量方面的效果最佳。

［目的］作物秸秆、竹屑等农业废弃物和畜禽粪便不合理的处理方式不仅会造成资源浪费，而且还会影响生态环境。本文以商业化生产的稻壳生物质炭基肥、竹炭基肥和猪粪有机肥为试验材料，研究其与化肥配施对蔬菜产量、品质和氮素农学利用率的影响。［方法］以番茄和辣椒为研究对象进行田间试验，共设置５个处理，分别为不施肥对照（ＣＫ）、单施复合肥（ＣＦ）、猪粪有机肥与复合肥配施（ＣＰＦ）、竹炭基肥与复合肥配施（ＣＢＦ）、稻壳炭基肥与复合肥配施（ＣＲＦ）。［结果］生物质炭基肥与化肥配施可以显著提高番茄和辣椒产量和氮素农学利用率，并改善一部分蔬菜品质。与ＣＦ处理相比，ＣＰＦ、ＣＢＦ和ＣＲＦ处理番茄产量分别提高了２２．６％、．．．

基于沈阳农业大学棕壤长期定位试验(始于1987年),研究31年化学氮肥和有机肥施用(单施化学氮肥为尿素135kgN·hm~(-2)·a~(-1)和尿素270kgN·hm~(-2)·a~(-1);化学氮肥与有机肥配施为尿素135kgN·hm~(-2)·a~(-1)+猪厩肥135kgN·hm~(-2)·a~(-1);单施有机肥为猪厩肥270kgN·hm~(-2)a~(-1))对棕壤肥力指标(pH值、容重、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、全磷和全钾)的影响,为指导化学氮肥和有机肥的合理施用提供理论依据。结果表明:(1)施用化学氮肥和有机肥均提高了玉米产量。单施化学氮肥比有机肥增产效果低,并且单独提高化学氮肥施用量不会促进产量的提升,而有机肥与化学氮肥配施增产最多;长期不施肥、单施化学氮肥,易造成酸化、板结,养分含量下降,不利于培肥土壤。(2)长期施用有机肥能够缓解单施化学氮肥造成的不良性状,并且有机肥与化学氮肥配施可以促进土壤肥力指标均衡增长,有利于培肥土壤。(3)主成分分析显示,单施化学氮肥对容重、碱解氮正相关调控以及对pH值的负相关调控较强,而有机肥的施用对除容重外的其他肥力指标的正相关调控较强,且有机肥和化学氮肥配施增强了对产量的正相关调控作用,为有机肥替代化肥奠定理论基础。

[目的]本文旨在研究重金属污染土壤施用生物质炭后对土壤有机碳稳定性的影响,为环境污染修复条件下土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以苏南地区长期Cd/Pb污染和邻近未污染水稻土为研究对象,采集对照无污染土壤(P0)、低污染土壤(P1)和高污染土壤(P2)3种土壤,每种土壤分别设置施用量为0(C0)、10 g·kg~(-1)(C1)和20 g·kg~(-1)(C2)的玉米秸秆生物质炭处理,进行为期60 d的恒温恒湿室内培养试验,对比分析施用生物质炭对不同程度重金属污染水稻土中CO_2-C释放动态、总有机碳和活性碳库含量和激发效应的影响。[结果]添加生物质炭能够显著增加不同程度重金属污染水稻土CO_2排放,其中未污染和低污染土壤施加生物质炭后其CO_2的释放速率及累积矿化量显著高于高污染土壤。相比于污染土壤,施加生物质炭对未污染土壤易氧化态碳含量的增加影响更显著;P1土壤低炭和高炭处理分别比原土微生物量碳含量增加23.1%和27.1%,P2土壤增加49.7%和41.7%;P1土壤低炭和高炭处理颗粒态有机碳含量分别比对照增加66.9%和200.2%,P2土壤增加22.2%和45.8%;施炭处理可显著降低土壤中的可溶性有机碳含量。施用生物质炭对各处理土壤产生负激发效应,且在低污染土壤中表现最为显著;生物质炭抑制土壤本底碳的矿化,促进土壤原有有机碳的稳定性。[结论]施用生物质炭可提高重金属污染水稻土中有机碳的累积量,增加土壤中活性碳库的组分,抑制土壤中原有有机碳的矿化分解,存在显著的负激发效应。

为探讨施用生物炭对梨园土壤理化性质的改良作用以及对黄冠梨果实品质的持续影响，在河北省晋州市黄冠梨试验基地进行连续4 a的定位试验，以不施用生物炭处理为对照(CK),设置生物炭0.45(B1),0.90(B2),1.35(B3),1.80 kg/m~2(B4)4个处理，研究不同用量生物炭对土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率以及pH值的影响，并探究对黄冠梨成熟期果实品质的影响(如可溶性总糖、可滴定酸、硬度、可溶性固形物、单果质量),为河北省黄冠梨园的高效施肥提供依据。连续4 a施用生物炭使土壤硝态氮含量显著降低，土壤表层(0～20 cm)的有机质含量、速效磷、速效钾及pH值有所上升，且生物炭对表层(0～20 cm)的影响大于20～40 cm土层。在B3处理时对土壤养分的改良效果最佳。对黄冠梨果实品质的可溶性固形物含量的影响呈上升趋势，可滴定酸呈下降趋势，B2、B3处理对黄冠梨品质的差异不显著。综合分析生物炭用量对土壤理化性质和梨果品质的影响，以0.90～1.35 kg/m~2为适宜施用量，考虑生物炭的经济成本，本试验条件下推荐用量为0.90 kg/m~2。

为探讨连续施用生物炭及生物炭不同用量对土壤肥力及氮肥利用率的影响,在沈阳农业大学后山棕壤新型肥料试验基地(始建于2013年)布置生物炭用量定位试验,设置4个生物炭用量梯度0,1.5,3,6 t·hm-2,研究不同用量生物炭对棕壤理化性质、玉米产量及氮肥利用率的影响。结果表明:生物炭对玉米苗期土壤含水量的影响不大,随着生育期的推进,逐渐表现出其保水性能;添加生物炭可以降低土壤容重,不同用量生物炭处理的土壤容重较NPK处理平均降低了6.04%,且容重随施炭量的增加而降低;施用生物炭可以提高土壤pH值、有机质和

采用5年定位试验,研究秸秆还田、有机肥对辽宁北部棕壤土壤速效养分及有机质含量的影响。结果表明:与2005年相比,有机肥、秸秆还田处理增加了土壤有效氮和速效磷含量,速效钾含量有增有降,有机质含量持平或下降;增加有机肥数量可提高土壤有效氮、速效磷、速效钾含量,增加秸秆还田数量可提高土壤速效钾含量;施用有机肥的土壤有效氮、速效磷、速效钾含量比秸秆还田处理分别增加了7.06%~13.77%、7.48%~7.99%和37.65%~45.35%;全量秸秆还田、全量有机肥处理的土壤有机质含量相近,半量秸秆还田和半量有机肥的土壤有机质含量高于全量处理,平均分别增加了24.45%和16.53%,半量秸秆还田和半...

【目的】分析生物质炭和有机物料施用对旱地红壤有机碳组分和酶活性的影响，探明微生物的碳氮磷元素限制特征，为提升红壤有机碳稳定性提供理论依据。【方法】采用田间试验，设置不施有机物料对照(ck)、玉米Zea mays秸秆单施、羊粪单施及其分别与生物质炭(玉米秸秆炭)配施等6个处理。试验开始2 a后测定土壤有机碳组分、土壤养分质量分数、碳氮磷循环相关碱解酶活性和氧化酶活性。【结果】与单施秸秆和羊粪相比，生物质炭与有机物料配施显著增加了土壤有机碳和碱解氮质量分数(P<0.05)，提高了土壤碳氮比和碳磷比及惰性碳组分质量分数，降低了有机碳活性指数。有机物料施用显著提高了纤维二糖水解酶(CB)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(PERO)活性(P<0.05)；与单施羊粪相比，生物质炭与羊粪配施处理显著降低β-葡萄糖苷酶(BG)活性50.9%、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性32.1%、NAG活性45.3%、酸性磷酸酶(PHOS)活性40.0%(P<0.05)。与单施秸秆相比，生物质炭与秸秆配施降低了多酚氧化酶(PHOX)活性28.6%和PERO活性22.2%，但对其他酶的活性无影响。与单施秸秆相比，生物质炭配施秸秆降低了向量长度；与单施羊粪相比，生物质炭配施羊粪对酶化学计量比、向量长度及向量角度均无显著影响。PERO和PHOX与土壤惰性碳质量分数、碳氮比、碳磷比呈显著负相关(P<0.05)。冗余分析表明：土壤惰性碳质量分数、碳氮比和碳磷比是影响土壤酶活性及其化学计量特征的主要因子。【结论】与有机物料单施相比，生物质炭与有机物料配施可以更好地提高旱地红壤养分和惰性碳组分质量分数，降低有机碳分解酶活性，缓解碳磷限制，可作为改善红壤微生物养分限制和提高碳汇能力的有效措施。图2表3参44

为提高设施农田氮素利用,减少土壤氮素积累,选用填闲糯玉米和饲用甜高粱为供试作物,设计6个不同用量水平生物炭,即C1(0)、C2(0.5%)、C3(1%)、C4(2%)、C5(4%)、C6(8%),研究生物炭施用对夏填闲作物氮素吸收及土壤碳氮变化的影响。结果表明:2种填闲作物随着生物炭施用量的增加,吸氮量先增大后减小,其中填闲糯玉米C3处理地上部吸氮量最大(142.69 kg/hm~2),而填闲饲用甜高粱是C4处理最优(132.43 kg/hm~2);填闲糯玉米不同处理土壤全氮降低幅度为2.5%～11.0%,其中C3处理降低最多(15.4%),各个处理之间差异不显著(P>0.05),填闲饲用甜高粱除C6处理外,其他处理降低幅度为1.4%～15.5%,C3处理降低最多;种植饲用甜高粱后,不同处理不同土层土壤硝态氮含量与种植前相比均有所降低;不同用量生物炭与填闲作物结合种植均能提高设施土壤C/N值,施用生物炭后有利于增加有机碳含量,种植填闲作物能降低后茬生长初期土壤脲酶活性,降低后茬作物生长时期氮素的供给能力;随着生物炭施用量的增加,各处理土壤脲酶活性先增加后减少,定植15 d后NC3(前茬糯玉米+C3)处理脲酶活性最高,为3.33 mg/(g·d),填闲饲用甜高粱种植后,定植45 d后,TC3(前茬甜高粱+C3)处理最高,TC2(前茬甜高粱+C2)处理次之。生物炭施用与填闲作物种植结合能增加后茬初期土壤微生物量碳含量,有利于土壤肥力提高。在本试验条件下得出,生物炭施用量在1%～2%种植填闲糯玉米促进氮素吸收效果较好,生物炭施用量在0.5%～2%种植填闲饲用甜高粱促进氮素吸收效果较好,有利于减少土壤氮素积累,种植填闲饲用甜高粱比种植填闲糯玉米对降低土壤氮素移动的效果更好。

[目的]为提高黑老虎产量及品质,提高红壤肥力,本研究探讨在土壤中添加生物炭对黑老虎人工栽培和土壤肥力的影响。[方法]采用林下小区栽培试验,设置4个处理,分别为生物炭添加量10 t/hm~2(T1)、20 t/hm~2(T2)、30 t/hm~2(T3)和不添加生物炭(CK);试验过程中测定土壤指标,黑老虎生长和生产指标。[结果]施用生物炭能够改良红壤肥力状况,与对照相比,最高分别提高土壤全氮达13.3%,速效氮4.2%,有机质为20.4%,阳离子交换量为14.9%,土壤含水率为19.5%,全磷为65.3%,pH为46.1%。施用生物炭可以显著提高黑老虎生长和根药用品质,与对照相比,最高分别提高黑老虎株高达15.6%,地径为13.8%,生物量为25.8%,根总木脂素含量为43.0%。[结论]施用生物炭能够改善土壤状况,保水保肥,提高黑老虎产量,促进黑老虎药用成分的累积,是黑老虎在我国南方亚热带红壤区林下推广的良好栽培措施。

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P<0.01),含水量和全钾有显著影响(P