【土壤碳调节专栏】吴强建，周春火，刘晖，等：减氮配施生物炭基肥对蜜柚土壤理化性质及酶活性的影响

 

生物炭是以农林废弃物、动植物残体等有机物料为原料，在无氧或限氧条件400~700 ℃高温裂解炭化形成的高度芳香化稳定多孔富碳物质。以生物炭为原料制成的生物炭基肥，充分发挥了生物炭的优势，不仅可以提升土壤肥力，还可以提升作物产量与品质。土壤施用生物炭基肥能有效提高土壤团聚体的稳定性、保水性，保护了土壤因缺水而产生的收缩干裂，增强了土壤吸水持水及入渗性能。江西省吉安市作为典型南方丘陵红壤区，井冈蜜柚果园普遍存在土壤酸化板结以及土壤养分失衡问题，严重制约着产业发展。

井冈蜜柚作为江西省三大果业品牌之一，在江西省水果产业有着重要地位。目前，井冈蜜柚田间管理粗放，存在施肥不平衡，土壤养分流失等问题。连年的化肥施用使得井冈蜜柚果园土壤酸化日趋严重，土壤肥力逐年降低，最终影响井冈蜜柚产业的高质量发展。目前，生物炭基肥在井冈蜜柚上应用效果以及减氮配施的比例尚不明确。本研究结合生物炭基肥的改土培肥优势，研究减氮配施生物炭基肥对井冈蜜柚果园土壤理化性质及酶活性的影响，旨在明确减氮配施生物炭基肥对井冈蜜柚生产的实际效益，为改良土壤质量，促进该产业高质量发展提供科学施肥依据。

供试井冈蜜柚品种为4 a生金兰柚。供试生物炭与生物炭基肥均由河南惠农土质保育研发有限公司提供，主要原材料为稻壳。供试有机肥氮磷钾比为2∶3.5∶3.5，总养分≥9%。供试单质化肥包括尿素、钙镁磷肥和硫酸钾。土壤类型为山地红壤。试验于2020年12月至2021年11月在江西井冈蜜柚科技小院试验基地进行。共设计7个处理，分别为不施肥（CK）、优化施肥（OF）、优化施肥+生物炭（BOF）、生物炭基肥替代20%氮肥（BF20%）、生物炭基肥替代40%氮肥（BF40%）、生物炭基肥替代60%氮肥（BF60%）、生物炭基肥替代80%氮肥（BF80%）。

在井冈蜜柚果实成熟期树冠滴水线附近或以树干为圆心向外延伸至树冠边缘的2/3处，采集土壤3份，并且采集每棵树南北对称2个点0~20 cm深度土壤，每个重复5棵果树混成一个土壤样品，按四分法取得样品，每个重复取2份土样（干样+湿样），土壤样品总共21×2=42份。土壤容积质量、孔隙度、含水率及田间持水量采用环刀法，土壤机械组成采用相对密度计速测法，土壤pH值采用玻璃电极法，有机质采用重铬酸钾容量法-稀释热法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用盐酸-硫酸浸提钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提火焰光度计法，交换性钙、交换性镁采用乙酸铵提取ICP-AES法；土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的活性均通过检测试剂盒测定。

结果表明，生物炭基肥的施用可以有效降低土壤容积质量，提高土壤孔隙度、含水率及田间持水量，随着生物炭基肥施用量的增加改良效果愈佳；生物炭基肥处理显著提高了土壤pH，改良了土壤酸性，促进了土壤中微量元素有效性的提升，以BF40%处理效果最佳，土壤pH较OF处理提高了27.22%，土壤交换性钙、交换性镁含量较OF处理分别提高了93.17%、48.81%；生物炭基肥能够显著提高土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性，整体以BF40%处理的土壤酶活性相对较高；相关性分析表明，土壤容积质量、孔隙度、含水率及田间持水量之间存在显著的相关关系，土壤酶活性与其对应的土壤养分之间有着显著的正相关关系。生物炭基肥能够有效改善土壤孔隙结构，改良土壤酸性，有效提升土壤养分及酶活性，以BF40%处理效益最佳。