研究快报《中南农业科技》||炭基肥对植烟土壤理化特性及烟叶生产的影响研究进展

炭基肥是以生物炭为基质，根据作物对养分的需求，采用化学和物理方法将生物炭与氮、磷、钾等肥料按一定比例混合形成的新型缓释肥料，在具备生物炭特点的同时，还兼具普通化肥的优势，通过改善土壤理化性质和生物群落结构，缓解了烟草连作障碍造成的养分失衡以及化肥大量施用导致的土壤碳库退化等问题，进而促进烟草的生长发育，提高烟叶产量和品质。综合分析炭基肥对植烟土壤特性及烟草生长和品质的影响，对实现化肥减量、土壤固碳培肥、土壤修复和促进烟叶生产可持续发展意义重大。

1炭基肥对土壤物理特性的影响

炭基肥具有丰富的微孔结构使得炭基肥密度远小于土壤密度，且微孔结构促使土壤团聚性得到提高，其本身含有的腐殖质，能够促进土壤团粒结构的形成最终达到降低土壤容重，提高土壤孔隙度的目的。此外，炭基肥还通过改善植物根系和土壤微生物的生态环境间接影响土壤容重和孔隙。炭基肥的施入提高了土壤毛管孔隙度，为水分提供了更大的存储空间，从而提高土壤的保水能力。同时，作为改良土壤水分的优质材料，刚施入时利用多孔结构和较大的比表面积影响土壤持水量，长期留存土壤后通过自身的亲水性持续优化土壤持水性的基础条件，可以有效提高土壤的渗透能力和持水特性。

2炭基肥对土壤化学特性的影响

炭基肥本身呈碱性，含有大量的盐基阳离子、腐殖酸和多种微量元素，施入土壤后能够直接提高土壤CEC，提供植物生长所需的养分。且能吸附土壤溶液中的氢离子，降低酸性土壤中氢离子的含量，促进土壤中盐基阳离子的释放，增加土壤盐基饱和度，最终达到提高土壤pH和CEC的目的；此外。炭基肥中的含氧官能团和表面吸附的矿质离子能分别与交换性铝发生络合反应和交换反应，降低交换性铝的含量，进而提高土壤pH。

炭基肥拥有较高的碳元素含量，能够促进土壤团聚体的形成，增强其稳定性，进而将碳源稳固在土壤中，达到提升农田土壤碳固持能力的目的。此外，炭基肥可通过促进土壤颗粒有机碳的累积而提升SOC含量。施入土壤后炭基肥促使低碳周转型细菌群落的转变，降低SOC矿化速率；另一方面炭基肥以碳酸盐沉淀的形式固定SOC分解释放的部分二氧化碳。此外，炭基肥具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够捕获和吸附SOC矿化释放的二氧化碳，对土壤中的氮、磷和其他矿质元素也有一定的固持作用，减少养分在土壤中的淋失，提高土壤养分的利用率。

3炭基肥对土壤生物学特性的影响

炭基肥凭借较大的比表面积和丰富的孔隙结构为微生物提供良好的栖息和繁殖环境；炭基肥含有丰富的碳、氮、磷和钾等营养物质，能够直接为微生物生长提供所需的养分，进而改变土壤微生物群落物种的多样性和丰富度，增加土壤酶的活性。施入土壤后pH增加，为放线菌提供适宜环境的同时，也抑制了变形菌的生命活动。另外，炭基肥施入补充了碳循环中有机物质的消耗，进而促进拟杆菌的生长，提高拟杆菌门的细菌丰度。

4炭基肥对烟草生产的影响

炭基肥的施用可以有效提高烤烟株高、茎围、叶长、叶宽和最大叶面积等农艺性状指标，促进上部叶开片；化肥与炭基肥配施可增加根系的总根长、总根表面积、平均根直径和根体积。添加炭基肥一方面通过提高植烟土壤pH改善土壤理化性质，降低烟株根茎部的病害发生率；另一方面通过改善土壤中微生物的群落结构降低烤烟黑胫病、普通花叶病等主要病害的发病率和病情指数，从而达到提高烟草抗病性的目的。炭基肥通过单施、减氮配施、微生物配施等方法可有效改善烤后烟的叶片结构、油分和光泽度，增加叶质重和拉力，降低含梗率，提高烟叶中的钾、还原糖和部分矿质元素（磷、铁、硼、锌、铜）含量，进而改善烟叶外观质量，物理特性，使得烟叶化学成分比例协调。

生物炭基肥有诸多优点，在国家碳中和战略引领下受到了越来越多的关注和研究，其在改善土壤理化性质和生物学特性，提高烟叶产量和质量方面取得了一定的研究成果，但仍有一些问题有待深入研究，如已有的研究多是基于短期效应，以室内培养和温室试验为主，缺少长期定位试验来阐明炭基肥对土壤特性的长远影响，以及对烟叶生产的长期效应评价；炭基肥对不同类型植烟土壤的培肥效果不同，因此应结合当地秸秆资源，根据气候、土壤等因素开发适合当地的炭基肥。

                                                                                               供稿/姚鹏伟  编辑/黄治宏