施用生物炭对西南地区紫色土和黄壤的作用效果

张旭辉，李治玲，李勇*，王洋清(.西南大学资源环境学院，重庆40075；.中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆40074)



施用生物炭对西南地区紫色土和黄壤的作用效果

张旭辉1，李治玲1，李勇1*，王洋清2
(1.西南大学资源环境学院，重庆400715；2.中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆400714)

探究施用生物炭对紫色土和黄壤的养分含量、酶活性、微生物数量、pH和作物生长状况的影响，为西南地区紫色土和黄壤的改良提供理论依据和现实指导。以紫色土和黄壤为研究对象，分别添加质量分数0(CK)、0.8%(CT1)、2.0%(CT2)和4.0%(CT3)的稻壳生物炭，通过180 d温室油菜盆栽试验，测定土壤性质、土壤微生物数量、酶活性及植株生物量。结果表明，生物炭显著改善了两种土壤的性状，且CT3效果最佳。添加生物炭后CT3黄壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别是CK的1.3、1.2、4.0、1.1、0.9、33.1和18.0倍，而紫色土中则分别是CK的1.4、1.0、1.5、1.1、0.9、3.8和6.0倍；CT3显著提高了土壤pH值，黄壤和紫色土分别提高了1.5和0.9个单位。生物炭显著增加了两种土壤细菌、放线菌的数量，促进了紫色土真菌数量增长，CT3黄壤的细菌、放线菌数量分别较CK增加了677%、395%；CT3紫色土的细菌、放线菌、真菌数量较CK分别提高了20%、88%、82%。CT3紫色土的蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别较CK提高了106%和30%，对脲酶活性无显著影响；黄壤脲酶活性和过氧化氢酶活性较CK平均分别提高约150%和130%，但蔗糖酶活性平均降低了约40%。CT1对油菜的株高和生物量均有促进作用，黄壤中分别增加了4.6和11.4倍，紫色土中分别增加了17%和8%，而其他处理均表现为抑制作用。施用适宜比例的稻壳生物炭可以改良紫色土和黄壤的酸度，提高土壤养分含量，改变微生物数量并改善作物生长状况，可作为紫色土和黄壤的改良剂。

生物炭; 土壤养分; 土壤微生物; 土壤酶活性; 作物生长

生物炭是以作物稻秆(壳)、木屑、动物粪便等为原材料在完全或部分缺氧条件下，经热解炭化产生的一种含碳量极丰富的、性质稳定的有机物质[1]。研究表明，生物炭可以增加土壤微生物数量和生物量[2-4]，改善土壤生物活性，增加土壤微生物量碳、氮含量和土壤酶活性[5-7]。生物炭呈碱性，施用生物炭可以提高土壤碱基饱和度、降低可交换铝水平和消耗土壤质子等作用，进而调节酸性土壤pH[8]；生物炭具有发达的孔隙结构及大量羟基、羧基基团[9]，可提高土壤持水能力[10]和阳离子交换量(CEC)[11]；生物炭富含有机碳且含有一定的矿质养分，能提高土壤有机碳含量[12]以及矿质养分的有效性[13]等。因此，施加生物炭可以有效改善土壤性质及微生物群落结构、协调水肥气热，促进作物生长和产量的增加。近年来，将生物炭作为肥料的缓释载体也倍受关注[14]。

利用生物炭改良土壤的酸度及肥力衰退等已有尝试。强酸性红壤施用2.0%的花生壳生物炭后pH值增加了0.61个单位，弱酸性黄棕壤pH值提高了0.55个单位[15]。红壤性水稻土施用水稻(Oryzasativa)和玉米(Zeamays)秸秆裂解而成的生物炭可降低酸度，提高土壤养分含量和微生物量水平，并改变土壤微生物群落结构[2]。灰潮土施用生物炭能提高细菌和放线菌数量[16]。草甸黑土添加玉米秸秆炭可以提高有机碳和有效养分含量[17]。土施用果树树干、枝条热裂解所得生物炭提高了土壤微生物量，土壤酶活性，改善了土壤生物环境[18]。

紫色土和黄壤是西南地区主要的农耕区土壤类型，由于西南地区热量丰富、湿度大、多降酸雨，人口密度大、坡地高强度利用[2]，均存在土壤侵蚀的现象，呈现明显粘化、酸化和黄化以及土壤养分贫瘠化的问题，华中和华南的红壤地带和四川、贵州、云贵高原的黄壤地带土壤酸化程度及面积仍在增加[19]，而这又会加速土壤结构退化以及土壤养分流失。因此有效的土壤改良技术对缓解土壤退化、改善土壤生态和农业环境以及提高可持续开发利用潜力具有重要的理论和实践意义。但是就生物炭对西南地区紫色土、黄壤土的微生物活性，酶活性等研究并未见广泛报道；而且生物炭对土壤微生物数量的影响与生物炭的特性及土壤的基本性质有关[14]，生物炭对不同类型土壤的作用差异尚不清楚，其影响机制也有待进一步揭示。因此本研究拟通过温室盆栽试验初步分析生物炭对西南地区代表性土壤中微生物数量、酶活性和土壤养分的影响，以评估生物炭在西南地区酸化土壤改良中的应用潜力。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

试验所用紫色土采自重庆市国家紫色土肥力与肥料效益监测基地(E 106°24′33″，N 29°48′36″)的水稻土，是由沙溪庙组灰棕紫色沙泥岩母质发育形成的紫色土；黄壤采自重庆市北碚区缙云山国家森林公园(E 106°19′43″，N 29°44′08″)，土壤属于三迭纪须家河组(T3x i)厚层石英砂岩风化发育的酸性黄壤。以“多点混合”采样法[20]在每种土壤的各个样点5～20 cm土层取土样5 kg并混匀。其基本理化性状见表1。

表1 供试土壤理化性状Table 1 Physicochemical properties of the experimental soil

1.2 供试生物炭的基本性质

试验选用的生物炭购于重庆力宏科技有限公司，原料为废弃稻壳，在高温500 ℃、部分缺氧条件下热解6 h而成，其有机碳含量为239.7 g/kg，全磷10.6 g/kg，全钾35.6 g/kg，有效钙2.63 g/kg，有效镁0.38 g/kg，SiO2470 g/kg，有效铜、铁、锰、锌分别为10、27、40、18 mg/kg，pH 10.4(水土比10∶1)。

2)加入特征点的TIN优化法：本方法是对离散等值线直接生成法的优化，采用加入特征点的方法来消除“平三角形”。

1.3 试验设计

盆栽试验于2014年11月至2015年4月在西南大学进行。试验共设4个生物炭与土样质量比例处理：0(CK)、0.8%(CT1)、2%(CT2)和4%(CT3)，每个处理3盆，每盆装土1.9 kg，将生物炭与过筛土壤充分混匀后装入塑料盆，加水，培养1个月后，进行油菜播种，每盆播6粒，每盆留3株幼苗，不施肥。

1.4 样品采集及预处理

于油菜植株收获后采样，一部分土样置于4 ℃保存，用作微生物培养、计数，另一部分风干后研磨过筛备用，测定土壤酶活性和养分含量。在保留整体完整的前提下移出植株，并轻微抖落附带土粒，先用蒸馏水冲洗根部，然后尽快用吸水纸擦干，以测定植物株高及生物量。

1.5 测定指标与方法

土壤基本化学性质的测定：主要参照杨剑虹等[20]编著的《土壤农化分析与环境监测》中有关土壤样品养分含量测定的常用方法。有机质(organic matter, OM)：重铬酸钾容量法-丘林法；全氮(total nitrogen, TN)：半微量凯氏定氮法；碱解氮(available nitrogen, AN)：碱解扩散法；全磷(total phosphorus, TP)：氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法；有效磷(available phosphorus, AP)：碳酸氢钠浸提-分光光度法；全钾(total potassium, TK)：氢氧化钠熔融-火焰光度计法；速效钾(available potassium, AK)：NH4OAc浸提-火焰光度法；土壤pH值：采用梅特勒-托利多便携式pH计进行测定，水土比为5∶1。

土壤微生物数量测定：采用梯度稀释平板涂布法[21]对土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量进行计数。根据微生物对培养基选择特性，选取适合的培养基。细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基，真菌采用马丁氏培养基、放线菌采用改良的高氏1号培养基。

土壤酶活性的测定：参照关松荫等[22]编著的《土壤酶及其方法研究》中有关土壤酶的常规测定方法。蔗糖酶：二硝基水杨酸比色法；脲酶：苯酚钠比色法；过氧化氢酶：高锰酸钾滴定法。

植株生物量：收获后的油菜样品分为地上部和地下部，置烘箱在105 ℃下烘30 min杀青，然后于72 ℃下烘干至恒重，冷却后称量其干重。

1.6 数据处理

使用IBM SPSS Statistics 21统计软件进行数据的统计分析，采用单因素方差分析进行均值显著性检验，Duncan法进行多重比较；应用Microsoft Excel 2007进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 土壤养分和pH值

如表2所示，随生物炭含量增加，两类土壤的有机质、全磷、有效磷和速效钾的含量显著增加，并显著提高了土壤pH值。黄壤CT3处理有机质、全磷、有效磷和速效钾含量分别是对照(CK)的1.3、4.0、33.0和18.0倍；pH值提高了1.5个单位。紫色土CT3的有机质、全磷、有效磷和速效钾含量，分别为对照的1.4、1.5、3.8和6.0倍；pH值则提高了0.9个单位。黄壤各处理的全氮含量差异均不显著(P>0.05)；紫色土CK的全氮含量最高，但仅与CT2间差异达到显著水平(P<0.05)。黄壤CT1处理的全钾含量最高，仅与CK具有显著性差异(P<0.05)；紫色土CT3处理全钾含量显著高于CK，与其他处理均无显著性差异(P>0.05)。生物炭处理紫色土和黄壤碱解氮的含量有所减少，黄壤CK的碱解氮除与CT2差异不显著，与其他处理均具有显著性差异(P<0.05)；紫色土CK的碱解氮除与CT1差异不显著，与其他处理间均具有显著性差异(P<0.05)。

表2 不同处理土壤化学性质的差异Table 2 Effects of different treatments on nutrient and chemical properties

均值±标准差(n=3). 不同小写字母表示同一土壤不同处理间差异显著(P<0.05), 不同大写字母表处理间差异极显著(P<0.01). Mean±SD(n=3).
Different lowercase letters represent the existence of significant differences atP<0.05, different uppercase letters represent the existence of significant differences atP<0.01.OM: Organic matter; TN: Total nitrogen; TP: Total phosphorus; TK: Total potassium; AN: Available nitrogen; AP: Available phosphorus; AK: Available potassium.

2.2 土壤微生物数量

图1 不同生物炭添加量对土壤微生物数量的影响Fig.1 Effects of biochar adding on the quantity of microorganism in soils 不同小写字母表示差异显著，下同。The different letters mean significant differences, the same below (P<0.05).

由图1可见，随生物炭量的增加，黄壤中细菌数量有明显变化，呈CT3>CT2>CT1>CK；与CK相比，CT3、CT2和CT1分别增加了7.8、2.6和1.7倍，且各处理间差异达到显著水平(P<0.05)。而紫色土中，CT3的细菌数量达到4.3×106CFU/g干土，比CK增加了20%，与CT1、CT2之间差异不显著(P<0.05)。

黄壤中真菌数量呈现出随生物炭添加量增加而减少的趋势(图1)，与CK相比，CT3、CT2均显著减少(P<0.05)，其中CT3减少了89%；紫色土中CT3、CT2和CT1处理的真菌数量较CK增加了1.8、2.1和0.8倍；CT2和CT3处理间无显著性差异(P>0.05)，其余各处理间差异均达到显著水平(P<0.05)。

图1显示，两类土壤的放线菌数量均随着生物炭添加量增加而增加。黄壤中CT3、CT2和CT1的放线菌数量较CK分别增加了5.0、2.7和1.0倍，各处理之间差异显著(P<0.05)。紫色土中CT3、CT2和CT1放线菌数量较CK增加了1.9、1.1和0.5倍，各处理间差异达到显著水平(P<0.05)。

2.3 土壤酶活性

图2 不同生物炭添加量对土壤酶活性的影响Fig.2 Effects of biochar adding on soil enzyme activity

图3 不同生物炭添加量对油菜株高的影响Fig.3 Effects of biochar adding on the height of rapeseed

如图2所示，添加生物炭后，紫色土的蔗糖酶活性呈现先下降后上升的趋势，其中CT3和CT2的蔗糖酶活性显著高于CK(P<0.05)；黄壤的蔗糖酶活性呈下降趋势，表现为CK>CT3>CT1>CT2，不同处理间差异显著(P<0.05)。黄壤的脲酶活性呈升高趋势，其中CT3、CT1与CK均达到显著性差异(P<0.05)；紫色土不同处理的脲酶活性均无显著性差异(P>0.05)。紫色土和黄壤CT3的过氧化氢酶活性较CK均显著增加(P>0.05)。

2.4 作物株高及生物量

2.4.1 作物株高 由图3可以看出，黄壤CT1、CT2和CT3株高均显著高于CK(P<0.05)，油菜株高增加了4.0～4.6倍，但CT1、CT2、CT3之间差异不显著。紫色土中油菜株高表现为CT1>CK=CT2>CT3的趋势，CT1处理株高较CK增加了17%，除CK和CT2之间无显著性差异，其余各处理间差异达到显著水平(P<0.05)。

2.4.2 作物生物量 由图4可知，黄壤CT1处理油菜生物量积累最多，CT2和CT3油菜生物量积累差异不显著，较CK而言，所有添加量处理均显著增加了油菜根系和地上部生物量(以干重计)(P<0.05)，油菜地上部生物量增加了5.0～7.2倍，根系生物量增加了11.2～14.7倍。紫色土不同生物炭比例处理下油菜生物量的大小表现为：CT1>CK>CT2>CT3，与CK相比，CT1的油菜地上部生物量增加了10%，根系生物量增加了8%，两处理间差异达显著水平(P<0.05)。

图4 不同生物炭添加量对油菜干重的影响Fig.4 Effects of biochar adding on the dry biomass of rapeseed

3 讨论

本研究表明，施用生物炭后，紫色土和黄壤的pH明显升高，这与生物炭在其他酸性土壤方面的研究结果一致[23-24]。因为，生物炭本身为碱性(pH 10.4)，并且可以通过提高土壤碱基饱和、降低可交换铝水平和消耗土壤质子等作用提高酸性土壤pH值[23]。生物炭还能够有效改善土壤通透性、CEC、持水能力等理化性质，从而有利于土壤中营养元素的保持和吸收效率[25]。紫色土和黄壤的有机质、有效磷和速效钾含量不同程度的增加，土壤碱解氮含量有所降低，与顾美英等[3]施用22.5和45.0 t/hm2小麦秸秆炭对新疆风沙土、灰漠土的研究结果一致；也与张祥等[15]添加0.5%、1.0%和2.0%花生壳炭对黄棕壤的研究结果相近。表明生物炭对不同类型土壤均有不同程度的改良效果，不同条件下其改良效果可能不同，但改善土壤性状、提升土壤肥力的趋势是一致的。碱解氮含量降低可能是由于土壤pH值升高，促进铵态氮向硝态氮的转化，导致土壤有效N降低[26]。本研究结果显示，生物炭对两种土壤全氮含量无显著影响，这与郭俊娒等[27]研究结果一致。本实验中，添加生物炭后土壤全磷含量显著增加，全钾含量略有提高，但不显著，与韩光明[28]对灰漠土的研究结果一致，而与张晗芝[29]添加生物炭对土壤全磷没有显著影响的研究结果存在差异。生物炭对土壤养分的影响可以总结为两方面：一是生物炭本身富含矿质养分，施用后一部分养分可以返还给土壤；二是生物炭的吸附性可减少养分流失，提高土壤养分的有效性，从而提高土壤肥力。物料类型和裂解温度可以决定生物炭的组分及特性，随着裂解温度升高，碳氮元素富集，生物炭的脂肪性减弱，芳构化增强，表面吸附特性及孔度也发生变化[30]。生物炭中的碳主要由无定型碳和芳香族碳组成[31]，高温条件下，生物质中的碳形成稳定的芳香族碳存在。生物炭中损失的碳主要来自于炭化过程，这部分碳随着热解温度升高和热解时间延长而增加[32]。本研究所用的生物炭为稻壳高温500 ℃条件下热解6 h而成，其含碳量及化学性质与其他材料生物炭或不同条件制成的稻壳炭略有差异，这也会影响其对土壤养分状况的改变程度。而且不同土壤类型和不同生物炭种类对不同矿质元素的吸附能力可能存在差异，不同植物对不同营养元素的利用率也略有不同，因此生物炭对不同类型土壤中养分含量的影响也不尽相同。

本试验结果表明，生物炭显著增加了紫色土中细菌、真菌、放线菌的数量。陈伟等[33]对茶园土壤的研究也表明，生物炭的添加改善了土壤的水分、营养、通气等环境条件，可以增加土壤细菌、真菌和放线菌的数量。但生物炭对黄壤的研究结果显示，土壤细菌数量和放线菌数量随生物炭含量的增加而增加，而真菌数量则随生物炭含量的增加而降低，这与韩光明[28]对白浆土和潮土施用生物炭的研究结果一致。添加生物炭后真菌数量减少，可能因为真菌更适宜在弱酸环境中生长，细菌和放线菌则在中性或接近中性环境生长良好，添加生物炭后土壤pH值提高，从而不利于真菌生长和繁殖，但有利于细菌和放线菌生长和繁殖，使得土壤中细菌和放线菌能够快速、大量的繁殖生长，进而会抑制真菌的繁殖。生物炭本身含有较多易分解态有机质，提供微生物更多可利用原料，从而提高土壤微生物活性[4]。也有研究表明，生物炭提高土壤中P，Ca，Mg，K的利用率，会抑制土壤真菌生长[34]。生物炭对土壤微生物数量的影响与生物炭自身性质、土壤质地及肥力水平有关。一方面，生物炭添加可以通过土壤pH和养分特性(速效磷、有机碳、速效钾)，间接影响土壤微生物群落结构的分布[2]，而且生物炭含有部分微生物可直接利用养分，有利于微生物生长。另一方面，生物炭的多孔性和巨大表面积。能为微生物提供良好的栖息地，有效吸附微生物[35]。试验结果表明，添加生物炭改变了土壤中的微生物类群分布，增加了微生物数量，但由于微生物培养实验有一定局限性，生物炭对紫色土和黄壤微生物群落结构影响的变化规律还需要进一步探讨。

对两种土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的研究结果表明，施用生物炭后黄壤的脲酶和过氧化氢酶活性均有所提高，但蔗糖酶活性受到不同程度的抑制；紫色土蔗糖酶和过氧化氢酶活性显著提高，但对脲酶活性无显著影响。冯爱青等[36]研究表明，添加0.5%小麦秸秆生物炭可增加20%土壤脲酶活性，降低11%土壤脱氢酶并抑制中性磷酸酶活性，对土壤过氧化氢酶活性没有显著影响。陈心想等[37]研究表明，施用80 t/hm2生物炭可将土壤脲酶活性提高约25%、过氧化氢酶活性提高20%左右，但对蔗糖酶活性影响不显著。生物炭的特殊结构及其吸附性能决定了其对土壤酶作用的复杂性，一方面生物炭对反应底物的吸附，有利于酶促反应，提高土壤酶活性；另一方面，由于生物炭对酶分子的吸附，保护了酶促反应的结合位点，从而有可能抑制了酶促反应的进行。还有研究[21]表明，生物炭通过土壤中碳、氮、pH、阳离子交换量影响这些指标间接对土壤酶起作用。因此，生物炭对土壤酶活性的影响因生物炭和土壤类型、生物炭施用量及土壤酶种类的不同而有差异。

本研究发现，在黄壤中，不同生物炭添加量均显著增加了油菜(Brassicacampestris)植株的株高和生物量，且0.8%的比例效果最佳；而在紫色土中，仅0.8%的添加量增加了油菜的株高和植株生物量。由于作物、生物炭和土壤类型众多，生物炭对作物生长的影响并不一致，有很多研究发现施用生物炭能不同程度的促进作物的生长状况，但也有相反的研究结论[38]。报道显示生物炭能够促进烟草(Nicotianatabacum)[39]、水稻[40]、黑麦草(Loliumperenne)[41]、小白菜(Brassicachinensis)[42]、番茄(Solanumlycopersicum)[43]等作物的生长。但是Zwieten等[38]将造纸污泥热解得到2种生物炭单施或与化肥配施在红壤和钙质土上，结果表明，红壤上单施生物炭对小麦(Triticumaestivum)生物量无显著影响，与化肥配施则显著提高小麦生物量；而钙质土中，生物炭1无论单施还是与化肥配施均显著降低小麦生物量，而生物炭2对小麦生物量则无显著影响。生物炭可以显著提高低肥力土壤的作物产量，对高肥力土壤增产效应较低甚至减产，黄超等[44]研究表明,施用200 g/kg生物炭时对黑麦草生长产生轻微的抑制作用，产量有一定的下降；Kishimoto等[45]试验表明，分别施用5和15 t/hm2生物黑炭时，大豆(Glycinemax)和玉米表现为减产。吴鹏豹等[46]研究发现,添加0.1%、0.5%、1.0%生物炭对王草(Pennisetumpurpureum)产量和品质均有降低趋势；邓万刚等[47]同样发现低量生物炭对王草和柱花草(Stylosanthesguianensias)生长及产量无正面影响。国内外有关生物炭对作物产量的影响基本为短期试验，结果不一，主要是由于生物炭除本身含有一定的养分可被作物直接利用外，还具有很大的内表面积，为吸附养分和微生物群落的生存提供了较大空间，从而改善土壤理化性状和微生物、土壤酶活性等环境条件，促进了作物的生长[48]，但施加不适比例的生物炭就可能使土壤中的C/N升高，影响土壤氮素的利用，提高土壤pH值，降低某些微量元素的有效性，这都会出现生物炭抑制作物生长的现象[13]。生物炭对作物的增产效应会受到土壤性质、生物炭特性与用量以及作物类型、气候区域、配施底肥等多方面的综合影响，土壤理化性质的改良、土壤微生物数量、多样性和土壤酶活性的提高可能会引起地上植物多样性、覆盖度和丰富度的提高，反之，地上部分高的生物多样性可能会引起作为地下生物资源的凋落物质量、数量和类型的多样性，而资源的差异性也可能会引起微生物的多样性，这能在很大程度上改良土壤[49]，因此，生物炭对土壤改良效果、微生物群落结构以及作物产量的影响值得进一步深入研究。

4 结论

1)施用不同比例生物炭对紫色土和黄壤的养分含量、微生物数量、土壤酶活性均有较明显影响，且CT3(4%生物炭)效果最佳，而在两种土壤类型中的作用效果存在差异。

2)在紫色土中，生物炭提高了土壤细菌，真菌和放线菌的数量，并促进蔗糖酶、过氧化氢酶活性；而在黄壤中的生物炭只提高了细菌和放线菌数量，促进了脲酶和过氧化氢酶活性。

3)施用4%生物炭可以改良紫色土和黄壤的酸度，提高土壤养分含量，改变微生物数量，在黄壤中，4%生物炭能够促进作物的生长，但是在紫色土中不利于作物生长；添加0.8%生物炭虽然显著提高了黄壤和紫色土的作物生长，但不是土壤改良的最佳比例。

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Effect of biochar amendment on purple and yellow soil

ZHANG Xu-Hui1, LI Zhi-Ling1, LI Yong1*, WANG Yang-Qing2

1.CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China; 2.ChongqingInstituteofGreenandIntelligentTechnology,ChineseAcademyofSciences,Chongqing400714,China

Purple soil was collected from the National Monitoring Base for Purple Soil Fertility and Fertilizer Efficiency in Beibei, Chongqing and yellow soil from Jinyunshan National Forest Park and used in a greenhouse pot experiment with rapeseed (Brassicanapus). Rice husk biochar was applied at 0, 0.8%, 2.0% and 4.0% of the soil weight in each pot; CK, CT1, CT2and CT3respectively. The soil nutrient content, soil enzyme activity, microorganism density and plant growth indices were measured after 180 days. The results indicated that both soils were significantly improved by the addition of biochar, the best treatment being CT3. The organic matter content, total N, P, K, available N, P, K in CT3were 1.3, 1.2, 4.0, 1.1, 0.9, 33.1 and 18.0 times those of the CK for yellow soil respectively and 1.4, 1.0, 1.5, 1.1, 0.9, 3.8 and 6.0 times the CK in the purple soil respectively. Compared with the CK, the application of biochar significantly increased the pH in both the purple and yellow soil. Biochar significantly increased the number of two species of soil bacteria, including actinomycetes, and promoted the growth of fungi in the purple soil. The numbers of bacteria and actinomycetes in the CT3treatment were increased by 677% and 395% in the yellow soil, while the numbers of bacteria, actinomycetes and fungi in the purple soil were increased by 20%, 88% and 82%, respectively. Invertase and catalase activity were significantly increased by 106% and 30% in the CT3treatment, respectively. Similarly, urease and catalase activity were increased by 150% and 130% respectively. Plant heights and biomass of rapeseed in the CT1treatment were 4.6 times and 11.4 times of those of the CK in the yellow soil respectively, and 17% and 8% higher than those in CK in the purple soil respectively; other treatments suppressed growth. It was concluded that rice husk biochar could be used as amendment for yellow soil and purple soil in southwest region of China at appropriate application rates.

biochar; soil nutrient; microorganism; enzyme activity; crop growth

10.11686/cyxb2016367

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-10-08；改回日期：2016-12-23

科技部农业科技成果转化资金项目(2013GB2F100396)，西南大学博士基金项目(SWU113018)和中央高校基本科研业务费专项资金 (XDJK2012C035)资助。

张旭辉(1990-)，男，河南洛阳人，在读硕士。 E-mail: nanmulinsenZXH@126.com*通信作者Corresponding author. E-mail: Liyongwf@swu.edu.cn

张旭辉, 李治玲, 李勇, 王洋清. 施用生物炭对西南地区紫色土和黄壤的作用效果. 草业学报, 2017, 26(4): 63-72.

ZHANG Xu-Hui, LI Zhi-Ling, LI Yong, WANG Yang-Qing. Effect of biochar amendment on purple and yellow soil. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(4): 63-72.