生物炭·土壤肥力·作物专题

Please wait a minute... 选择: 导出引用 EndNote Ris BibTeX 显示/隐藏图片 Select 1. 矿物改性生物炭在土壤固碳应用中的研究进展 叶江南, 陈 敏, 孙 远, 杨佳莉, 王文硕, 韩正栋, 陆胜勇 河南农业科学    2026, 55 (9): 1-7.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.001 摘要 （1748）      PDF （1276KB）（107）    可视化    收藏 回顾了矿物改性生物炭的制备方法，梳理了矿物改性对生物炭稳定性的影响及作用机制。同时，以矿物改性生物炭介导的土壤固碳过程为主线，探讨了矿物改性生物炭在土壤固碳应用中的效果与机制，并展望了矿物改性生物炭在土壤固碳应用方面需进一步探究的关键科学问题，以期为研发高效、持久固碳的生物炭材料提供参考。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 2. 生物炭制备工艺及其对土壤特性影响的研究进展 金龙, Haider Sultan, 姜乔瀚, 张运波 河南农业科学    2026, 55 (9): 8-25.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.002 摘要 （1485）      PDF （3235KB）（57）    可视化    收藏 生物炭在土壤改良中展现出改土、保肥与提质多维效应。本文系统梳理原料类型、热解温度、加热速率和停留时间对生物炭理化特性的调控规律及其对土壤性质的影响机制。现有研究表明，原料决定生物炭的基础属性，木本生物炭产率最高、孔隙结构最优，利于保水保肥；畜禽粪肥生物炭养分丰富，是优质的缓释肥载体。热解温度是调控生物炭理化特征的核心驱动力，低温热解利于保留酸性官能团，中温热解可以增加生物炭的比表面积和阳离子交换量，高温热解可以增强碳的长效稳定性和碱性中和效应；同时，慢速加热模式和延长停留时间，可有效促进生物炭内部微孔形成。在土壤改良层面，制备工艺与土壤本底理化性质的适配性，直接决定生物炭的改良成效。其中，经中温慢速加热制备的生物炭对土壤容重的降低效果最明显；相较于粪肥基生物炭，木质和壳类生物炭对砂质土有效水含量的提升效果更佳。生物炭通过为土壤微生物提供栖息地和营养供给，调控土壤生物学性质，其对酶活性的影响呈现酶特异性的反馈机制。未来应重点聚焦工艺-特性-功能大数据预测模型构建、土壤-作物系统长期演变与微生态机制解析，以及场景化定制化生物炭基新产品的创制。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 3. 稻壳炭与玉米秸秆炭对怀菊生长、品质及土壤养分的影响 扶胜兰, 谷彩花, 张艳玲, 孙万慧, 信龙飞 河南农业科学    2026, 55 (9): 26-34.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.003 摘要 （1116）      PDF （2418KB）（74）    可视化    收藏 为探明稻壳炭与玉米秸秆炭对怀菊生长、品质及土壤养分的影响，以怀菊为研究对象，设置3个稻壳炭水平（150、300、450 kg/hm²，依次编号D1、D2、D3），3个玉米秸秆炭水平（300、450、600 kg/hm²，依次编号Y1、Y2、Y3），以不施稻壳炭与玉米秸秆炭为对照（CK），共7个处理开展田间试验，研究2种生物炭对怀菊农艺性状、光合参数、产量、药效成分及土壤速效养分、关键酶活性的影响。结果表明，相较于CK，施用2种生物炭均可显著提升怀菊株高、最大光化学效率（Fv/Fm）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）与总产量。其中D3、Y3 处理株高较高，分别较CK 提升21.2%、22.5%；Y2 处理茎粗最大，较CK 提高13.49%；D2处理分枝数最优，增幅达56.23%；Y3处理净光合速率（Pn）、Gs、Tr提升幅度最高，依次较CK提高116.91%、307.21%、210.76%。产量表现以D2、Y2、Y3 处理较优，较CK 分别显著增产57.39%、53.19%、59.13%。品质方面，各生物炭处理总黄酮含量较CK显著提高18.05%~55.86%。稻壳炭组绿原酸、3，5-O-二咖啡酰基奎宁酸含量与CK无显著差异，木犀草苷含量显著降低17.42%~23.87%；玉米秸秆炭处理的绿原酸、3，5-O-二咖啡酰基奎宁酸含量分别较CK提高9.27%~22.06%、18.78%~28.45%，木犀草苷含量随施用量递增显著上升，其中Y3处理较CK显著提升16.87%。土壤指标方面，2种生物炭整体上均能显著提升土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量及脲酶、蔗糖酶活性。其中，D3与Y3处理土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量分别较CK提升5.05%、9.06%、6.67%与4.28%、6.68%、7.44%，脲酶活性分别较CK显著提高228.41%、321.59%；蔗糖酶活性峰值出现在D2、Y2处理，较CK分别提升46.71%、58.48%。综上，D2、Y2、Y3处理综合表现较优，怀菊大田栽培生物炭建议用量为稻壳炭 300 kg/hm²或玉米秸秆炭450~600 kg/hm²。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 4. 减磷配施腐植酸与生物炭对红壤磷供给及玉米磷利用的影响 刘志军, 保德珏, 周世永, 张乘龙, 吴丹丹, 普梓娴, 尹丽肖, 周锋 河南农业科学    2026, 55 (9): 35-47.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.004 摘要 （1496）      PDF （15557KB）（32）    可视化    收藏 为探究红壤耕地在减磷条件下，添加腐植酸和生物炭对土壤磷供给及玉米磷吸收利用的影响，采取随机区组设计，在减磷40%（P2，P2O5 90 kg/hm2）条件下，分别设置不同水平的腐植酸（H1，10 000 kg/hm2；H2，5 000 kg/hm2）和生物炭（B1，10 000 kg/hm2；B2，5 000 kg/hm2）共4 个处理，以当地常规施磷量（P2O5 150 kg/hm2）作为对照（CK），研究减磷条件下添加腐植酸和生物炭对红壤理化性质、玉米磷吸收量及产量的影响。结果表明，与CK处理相比，添加腐植酸和生物炭均能不同程度降低0~30 cm耕层土壤容重，增加土壤总孔隙度和毛管持水率，提高红壤pH值和阳离子交换量（CEC），改善耕作层土壤理化性质，提高土壤有机质含量，显著影响酸性磷酸酶（ACP）与碱性磷酸酶（ALP）活性。其中，P2H1和P2B1处理均可提高土壤全磷和有效磷含量。与CK相比，大喇叭口期P2H1和P2B1处理的全磷含量分别显著提高35.35%、35.40%，有效磷含量分别提高13.92%、35.69%；蜡熟期P2H1和P2B1处理的全磷含量分别提高6.38%、48.94%，且P2B1处理与CK处理差异显著。与CK相比，蜡熟期P2H1和P2B1处理的根、茎生物量和根冠比分别显著提高24.61%、3.81%、24.65% 和16.65%、12.39%、9.75%，玉米产量分别提高8.46%、12.03%，叶磷吸收量分别显著提高22.14%、37.57%。玉米产量和磷吸收量与生物量、土壤因子之间的相关性分析结果表明，碱性磷酸酶活性、有机质含量与全磷和有效磷含量均呈极显著正相关，土壤总孔隙度与全磷和有效磷含量分别呈显著正相关和极显著正相关，CEC、土壤毛管持水率与有效磷含量分别呈显著正相关；产量与全磷和有效磷含量分别呈显著正相关和正相关，植株磷吸收量与全磷含量呈正相关。综上，腐植酸和生物炭是通过调控土壤理化性质和磷酸酶的活性提高红壤磷供给能力，最终促进玉米磷肥高效吸收利用。在减磷40%条件下，施用10 000 kg/hm2生物炭能有效改善红壤理化性状，促进磷供给和玉米对磷的吸收，保障玉米生长发育和产量形成。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 5. 生物炭配施有机肥对盐碱胁迫下黑麦草生长发育、干物质积累特性和产量效益的影响 李艳, 李晓真, 张晓丽 河南农业科学    2026, 55 (9): 48-57.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.005 摘要 （1429）      PDF （2282KB）（27）    可视化    收藏 为探究生物炭配施有机肥对盐碱胁迫下黑麦草生长发育、生理特性、干物质积累及产量和产量效益的影响，确定黑麦草适宜的生物炭和有机肥用量，以黑麦草为试验材料，采用田间随机区组试验，设置5个处理［对照（CK）：不添加生物炭、有机肥和氮磷钾复合肥；T1：氮磷钾复合肥（15：15：15）500.3 kg/hm2（常规化肥用量）；T2：1 000.5 kg/hm2生物炭+2 001.0 kg/hm2有机肥；T3：1 500.8 kg/hm2生物炭+4 002.0 kg/hm2有机肥；T4：2 001.0 kg/hm2生物炭+6 003.0 kg/hm2有机肥］，分析不同用量生物炭与有机肥配施对盐碱胁迫下黑麦草生长发育和生理特性的调控效应。结果表明，生物炭配施有机肥可有效缓解盐碱胁迫对黑麦草生长发育、生理特性及产量的抑制效应。与对照相比，T3处理黑麦草的株高、根系长度和叶面积分别显著提高了65.6%、157.6%、37.1%；叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量分别显著提高了111.1%、34.1%、93.6%、65.3%，净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率分别显著提高了200.5%、71.4%、31.1%、58.4%；超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别显著提高了90.1%、21.4%、85.9%，抗坏血酸过氧化物酶活性显著降低了47.5%；鲜草产量和干草产量均最高，其中干草产量达4 262.1 kg/hm2，效益增量达5 332.7 元/hm2。综上，T3处理（1 500.8 kg/hm2生物炭+4 002.0 kg/hm2有机肥）可有效缓解盐碱胁迫对黑麦草生长发育的抑制，提升其光合性能，平衡抗氧化酶活性，促进生物量积累与产量提升，进而提高黑麦草种植的经济效益。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 6. 生物炭与饼肥配施对烤烟生长及烤后烟叶香味成分的影响 程培军, 李伟观, 李亮, 常栋, 何晓冰, 张翔, 许跃奇, 邱岭军, 索炎炎, 司贤宗, 张恒, 张谦, 徐凤丹, 李倩, 闫萌 河南农业科学    2026, 55 (9): 58-67.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.006 摘要 （1233）      PDF （1318KB）（31）    可视化    收藏 为了探讨增施生物炭与饼肥对烤烟生长及烤后烟叶香味成分的影响，明确烤烟提质丰产适宜施肥模式，设置5个处理［单施化肥（CK）、化肥+生物炭（T1）、化肥+生物炭+菜籽饼（T2）、化肥+生物炭+芝麻饼（T3）、化肥+生物炭+豆饼（T4）］，测定烟叶农艺性状、光合参数、抗氧化酶活性、烤后烟叶化学成分和香味成分。结果表明，与CK处理相比，增施生物炭（T1处理）可促进烤烟生长，旺长期株高、最大叶宽、叶片数、净光合速率（Pn）及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性分别增加了15.5%、5.4%、6.5%、8.2%、8.7%、15.3%、15.5%，烤烟增产8.7%，中部叶香味成分总量提高24.6%。增施生物炭与饼肥较增施生物炭使旺长期株高、最大叶长、最大叶宽、叶片数、Pn及SOD、CAT、APX 活性分别显著增加了7.0%~20.0%、7.4%~12.5%、5.8%~13.2%、12.0%~23.1%、3.3%~7.8%、10.6%~13.9%、20.3%~37.8%、10.7%~26.4%，烤烟增产6.8%~10.2%，并协调烤烟化学成分。增施生物炭与饼肥烤烟棕色化反应产物、类胡萝卜素降解产物、类西柏烷类降解产物和香味成分总量较增施生物炭均显著增加，分别增加8.9%~20.9%、17.4%~33.4%、31.8%~54.1%和6.4%~32.3%。增施生物炭与饼肥对叶绿素降解产物和香味成分总量影响显著，且菜籽饼、芝麻饼、豆饼的整体施用效果依次递增。综合分析，增施生物炭与饼肥效果优于增施生物炭。其中，增施生物炭与豆饼的整体效果最优。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 7. 生物炭对镉污染土壤微生物群落结构及镉有效性的影响 蒋亚, 王丽, 罗丽娜, 刘桂华, 柴冠群, 韦小了, 秦松, 范成五 河南农业科学    2026, 55 (9): 68-78.   DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.09.007 摘要 （1227）      PDF （30160KB）（26）    可视化    收藏 为探究不同用量生物炭对镉（Cd）污染耕地土壤微生物群落结构及Cd有效性的影响，以Cd污染耕地土壤为供试基质开展盆栽试验，设置4个处理［不施生物炭（对照，CK）；施用生物炭2 g/kg（B1）；施用生物炭4 g/kg（B2）；施用生物炭8 g/kg（B3）］，测定土壤理化性质、有效态Cd含量、土壤酶活性、微生物生物量及土壤微生物群落组成。结果表明，B3处理土壤pH值较CK提升0.25，有机质、有效磷、速效钾含量较CK分别提高35.90%、28.67%、14.29%，土壤有效态Cd含量降低6.82%。B1、B2处理微生物生物量碳较CK分别增加9.90%、15.54%，B1、B2、B3处理微生物生物量氮较CK分别增加46.08%、21.77%、62.05%。B2、B3处理土壤过氧化氢酶活性较CK分别增加19.33%、20.72%，土壤酸性磷酸酶活性较CK分别降低43.25%、42.25%。各处理土壤细菌优势菌群均为变形菌门（Pseudomonadota）、厚壁菌门（Bacillota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、酸杆菌门（Acidobacteriota）。其中，B2、B3处理均提高了变形菌门和酸杆菌门的相对丰度，降低了蓝细菌门（Cyanobacteriota）的相对丰度。各处理土壤真菌优势菌群为子囊菌门（Ascomycota）、Unclassified_k_Fungi。其中，B2处理提高了子囊菌门的相对丰度，各生物炭处理均降低了被孢霉门（Mortierellomycota）的相对丰度。土壤过氧化氢酶活性与变形菌门、酸杆菌门相对丰度正相关，是影响细菌群落的关键因素，土壤脲酶活性与罗兹菌门（Rozellomycota）相对丰度显著负相关，是影响真菌群落的关键因素。综上，生物炭可提高土壤pH值及有机质、有效磷和速效钾含量，增强土壤过氧化氢酶活性，提高微生物生物量氮，重塑Cd污染土壤微生物结构，提升细菌变形菌门、酸杆菌门和真菌子囊菌门相对丰度，降低土壤有效态Cd含量；施用量以8 g/kg效果最佳。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价