不同秸秆生物炭对黄壤理化性质及综合肥力的影响

侯建伟，邢存芳，邓晓梅，索全义，卢志宏，陈 芬，余 高，谭杰斌

(1 铜仁学院 a 农林工程与规划学院，b人事处 ，贵州 铜仁 554300；2 内蒙古农业大学 草原与资源环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019;3 宁乡丰裕生物科技有限公司，湖南 宁乡 410600)

黄壤是贵州省喀斯特地区主要的农业土壤类型，面积共738.43万hm2，分别占贵州省土壤面积和全国黄壤面积的46.4%和25.3%，pH小于5.5的强酸性黄壤面积占贵州省黄壤总面积的41.2%[1]。由于黄壤具有质地黏重、比水容量小、养分含量低和酸性强等特点，从而限制了该地区农业的可持续发展[2]。基于《贵州统计年鉴》(2004-2013年)可知，贵州省水稻、玉米和油菜秸秆产量均较高，分别为300万～480万、260万～382.2万和200万～260万t[3]。近年来，秸秆废弃物转化生物炭还田提升土壤肥力改良酸性土壤，一直以来都是备受关注的焦点问题[4]。有研究指出，生物炭可减少土壤氮素淋失，施用100 t/hm2的生物炭后黑钙土、紫色土的氮素淋失分别降低74%和78%。在酸性土壤和砂质土壤上，生物炭能吸附N、P养分、避免肥料流失，进而延长供肥期而有利于作物生长[5-6]。周桂玉等[7]研究发现，添加玉米秸秆生物炭可以提高草甸黑土有机碳和有效养分含量；但张晗芝等[8]则报道，秸秆生物炭的添加对砂浆水稻土有效P和pH无显著影响。生物炭类型和炭化温度决定了生物炭的组分及特性[9]，随着裂解温度的升高，C、N元素富集，生物炭表面吸附特性及孔隙度均会发生变化[9]，从而影响其对土壤养分状况的改变程度。但截止目前，关于不同秸秆生物炭对酸性黄壤肥力影响的综合评价尚鲜见报道。为此，本研究以玉米、水稻和油菜秸秆500 ℃炭化得到的3 种生物炭为添加材料，以贵州省地带性黄壤为改良对象，通过室内培养试验，比较生物炭添加量分别为0%(CK)，1%，2%和4%时，黄壤的体积质量、pH、养分含量和酶活性的变化情况，并通过相关性分析和模糊数学原理数值化综合评价黄壤肥力的不同，以期为黄壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

生物炭：玉米秸秆生物炭、水稻秸秆生物炭和油菜秸秆生物炭，由辽宁金和福有限公司生产(炭化温度500 ℃，炭化时间6 h)。

土壤：取自贵州铜仁学院试验田耕层土壤(0～20 cm土层)，土样在实验室自然风干并过孔径2 mm的土壤筛。供试土壤和生物炭的理化性质见表1。

注：测定生物炭pH时，V(水)∶m(生物炭)=10∶1；测定土壤 pH时，V(水)∶m(土)=5∶1；全碳含量一行数据中：秸秆生物炭中的是全碳含量，土壤中的是有机碳含量。

Note:The pH value of biochar was determined under water and carbon ratio of 10∶1,and pH value of soil was determined under water and carbon ratio of 5∶1.Carbon content was total carbon content in straw biochar and organic carbon content in soil.

1.2 试验设计与样品采集

试验于2017年5-12月在室内进行。称取4 kg土样风干，将玉米秸秆生物炭(BC1)、水稻秸秆生物炭(BC2)和油菜秸秆生物炭(BC3)，分别按照1%，2%，4%的添加量与土壤充分混匀装入塑料培养盆(直径20 cm，高22 cm)中，各处理名称分别为BC1-1、BC1-2、BC1-4、BC2-1、BC2-2、BC2-4、BC3-1、BC3-2、BC3-4。补加蒸馏水至田间饱和持水量的 60%，同时以未添加生物炭处理作为空白对照(CK)，无菌膜封口，保持一定的透气性，培养盆底部中心打直径1 cm小孔，置于(25±1) ℃培养箱中进行培养。每个处理3次重复，每隔5 d用称重法补水1次。培养186 d后，于培养盆中均匀、分散选取3点(培养盆半径中点)用土钻直通盆底取样(土层厚度20 cm)、混匀，即为该处理的1个样品，分别过2 mm筛和0.15 mm筛，用于测定土壤pH、养分含量和酶活性。

1.3 测试项目与方法

土壤pH用复合电极电位法测定[10]，有效磷含量用分光光度计法测定，速效钾含量用火焰光度法测定。土壤体积质量采用烘干法测定，碱解N含量采用碱解扩散法测定，全氮含量采用开氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，全钾含量采用火焰光度法测定，有机质含量采用外加热法测定[11]。土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法[12]测定，土壤蔗糖酶活性采用 3,5-二硝基水杨酸比色法[12]测定，土壤脲酶活性采用苯酚钠比色法[12]测定，土壤中性磷酸酶活性采用苯磷酸二钠法[13]测定。

1.4 土壤肥力评价

采用模糊数学法[14]评价土壤肥力，具体步骤如下。

1.4.1 肥力指标选取 选取有代表性的且能反映土壤肥力水平的肥力指标，如土壤的物理、化学性质及微生物特性等均能反映出土壤的肥力水平。根据生产实际，本研究选取土壤体积质量、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶11个指标对土壤肥力进行综合评价。

1.4.2 各肥力指标隶属度值的计算 根据各肥力指标的隶属度函数，计算各肥力指标的隶属度值。

(1)体积质量。首先对土壤体积质量进行分级，其标准见表2。

表2 土壤体积质量分级标准[15]

根据土壤体积质量的分级标准，采用如下函数计算隶属度值[15]：

(1)

式中：x为土壤体积质量。

(2)土壤养分和酶活性 。根据全国第2次土壤普查的养分分级标准(表3)，确定隶属度函数曲线转折点的取值[14](表4)，计算各肥力指标的隶属度值[15]。隶属度值一般在0.1和1.0之间，当隶属度最大值为1.0时，表示土壤养分含量或酶活性最高，适宜作物生长；当隶属度最低值为0.1时，表示土壤养分含量或酶活性较低。由于土壤中不可能无某种养分，为符合生产实际，同时消除各参数指标间的量纲差异，因此将隶属度最小值定为0.1[15]。由于土壤酶活性目前尚无统一的分级标准，为便于比较和分析，在本研究中，土壤酶活性的S型隶属度函数曲线转折点的取值根据文献[15]方法由式(2)确定，将本试验中10个处理3次重复的所有酶活性数据的最小值和最大值确定为相应的x1和x2(表5)。

(2)

式中：x为土壤某一养分元素含量或酶活性值，x1和x2分别为土壤中某养分元素含量或酶活性的最小值和最大值。

表3 全国第2次土壤普查中不同养分含量的分级标准[15]

表4 土壤养分隶属度函数曲线转折点取值

注：x1和x2分别为土壤某养分元素含量的最小值和最大值。

Note:x1andx2are the minimum and maximum of soil nutrient element contents, respectively.

表5 土壤酶活性隶属度函数曲线转折点取值

注：x1和x2分别为土壤某种酶活性的最小值和最大值。

Note:x1andx2are the minimum and maximum of soil enzymatic activities, respectively.

1.4.3 确定单项肥力权重系数 由于各项指标对土壤肥力的贡献不同，故对各项指标应给予一定的权重。确定权重系数是肥力综合评价中的关键问题之一，为避免人为的主观影响，应根据土壤肥力各要素之间的相关系数来确定权重系数[16]。计算步骤为：

(1)求单项肥力指标之间的相关系数。

(2)求某项肥力指标与其他肥力指标之间相关系数的平均值，若相关系数为负值则取绝对值，并将该平均值占所有肥力指标相关系数平均值总和的百分比(权重系数)，作为该单项肥力指标在表征土壤肥力中的贡献。

1.4.4 计算土壤肥力综合指标值(Integrated fertility index， IFI)[15]根据加法法则，在相互交叉的同类指标间采用加法合成，计算土壤肥力综合指标值(IFI)，IFI值越大，表明土壤的综合肥力水平越高。其计算公式为：

IFI=∑Wi×Ni。

(3)

式中：Ni和Wi分别表示第i种养分指标的隶属度值和权重系数。

计算得到的各处理土壤肥力指标的IFI,并用软件SAS 9.0在P=0.05水平下进行差异显著性检验。根据IFI值对不同处理土壤肥力水平进行综合评价。

1.5 数据处理与分析

试验数据经Excel 2007整理后，用SAS 9.0统计软件进行数理统计，在符合正态分布的情况下进行one way ANOVA单因素方差分析，采用多重比较法对数据进行差异显著性检验，采用Correlate进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 添加生物炭对黄壤体积质量的影响

表6显示，供试土壤0～5 cm和5～10 cm土层的土壤体积质量分别为1.30和1.34 g/cm3，根据全国第2次土壤普查的养分分级标准(表3)可知，本研究土壤体积质量达偏紧等级。添加不同秸秆生物炭后，0～5 cm和5～10 cm土层的土壤体积质量较对照分别降低了1.54%～8.46%和1.49%～5.97%，降幅平均值分别为4.19%和3.65%。说明添加生物炭能够降低土壤体积质量，且对0～5 cm土层影响较大。

表6 不同添加量玉米、水稻和油菜秸秆生物炭对黄壤体积质量的影响

注：同列数据后标不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下表同。

Note:Different letters indicate significant difference atP<0.05 level,the same below.

由表6还可以看出，所有处理土壤的体积质量均表现为5～10 cm土层高于0～5 cm土层，生物炭类型及添加量均未改变这种整体趋势。生物炭添加量为1%或2%时，不同秸秆生物炭均未显著改变土壤体积质量，而添加4%的不同秸秆生物炭可以显著降低土壤体积质量。土壤体积质量随着生物炭添加量的增加而降低，添加 4%的生物炭后，0～5 cm土层的土壤体积质量为1.19～1.22 g/cm3，已使土壤体积质量达适宜等级(1.00～1.25 g/cm3)，而5～10 cm土层的土壤体积质量虽有所降低,但仍处于偏紧等级。

2.2 添加生物炭对黄壤pH和养分含量的影响

2.2.1 土壤pH和有机质含量 表7显示，生物炭处理土壤pH和有机质含量较对照分别增加3.38%～18.04%和146.80%～445.63%，可知添加一定量的生物炭可以提高土壤的pH和有机质含量，说明生物炭具有提高酸性土壤pH值和增加土壤碳库的作用。

表7表明，对土壤pH值而言， BC2-1、BC3-4处理与其他各处理间的差异达显著水平(P<0.05)，而其余处理间差异均未达显著水平，但与CK相比pH均显著升高(P>0.05)。说明与CK相比，添加生物炭均可以显著提高土壤pH，其中以添加1%水稻秸秆生物炭(BC2-1)处理的土壤pH最低，以添加4%油菜秸秆生物炭(BC3-4)处理的土壤pH最高。

表7还表明，对土壤有机质含量而言，除添加2%和4%不同生物炭处理间的差异均未达显著水平外，其余处理间的差异均达显著水平，且均与CK相比差异显著(P<0.05)。说明当添加量为1%时生物炭类型对土壤有机质含量有显著影响，而当添加量为2%和4%时生物炭类型并未显著改变土壤的有机质含量。

表7 不同添加量玉米、水稻和油菜秸秆生物炭对黄壤pH值和有机质含量的影响

2.2.2 土壤氮磷钾含量 表8显示，土壤氮磷钾含量对生物炭类型及添加量的响应不同。与对照相比，BC1-2和BC3-1处理显著降低了土壤碱解N含量，降幅分别为26.58%和32.84%；而BC3-4处理显著提高了土壤碱解N含量，增幅为 31.23%；其他生物炭处理对土壤碱解N含量影响不显著。与对照相比，添加生物炭可以显著增加土壤的有效P和速效K含量，增幅分别为28.04%～134.58%(平均为72.48%)和19.76%～162.48%(平均为88.58%)，其中BC2-4处理土壤的有效P含量最高，增幅为134.58%；而BC1-1和BC3-1处理土壤有效P含量最小，增幅均值为20.04%。同一生物炭的不同添加量处理之间，土壤有效P含量差异均达显著水平；而同一添加量下不同生物炭处理间的土壤有效P含量差异均不显著。土壤速效K含量随着生物炭添加量的增加而增大，在同一添加量下，不同生物炭类型间土壤的速效K含量表现为BC3>BC2>BC1。说明生物炭类型和添加量均是影响土壤有效养分含量的主控因子。

表8 不同添加量玉米、水稻和油菜秸秆生物炭对黄壤氮、磷、钾含量的影响

表8还显示，添加生物炭可以显著增加土壤的全N、全P、全K含量，且土壤全N、全P、全K含量均随着生物炭添加量的增加而增大，添加1%～4%生物炭处理黄壤的全N、全P和全K含量较对照分别增加了13.85%～112.31%(平均为54.19%)，6.25%～43.75%(平均为21.53%)和10.53%～31.58%(平均为21.05%)。多重均值检验结果表明，不同处理的土壤全N含量差异均达显著水平(P<0.05)；全P和全K含量均表现为同一生物炭类型的不同添加量处理间差异达显著水平(P<0.05)，而同一添加量下不同生物炭类型处理间均无显著差异。这一方面说明，生物炭对土壤全N、全P、全K含量均有较好的提升效果，提升效果依次表现为全N>全K>全P；另一方面说明，土壤全量养分含量对生物炭类型及添加量的响应不同，生物炭添加量对土壤全P和全K含量影响更大。

2.3 添加生物炭对黄壤酶活性的影响

表9显示，与对照相比，添加生物炭显著降低了土壤的过氧化氢酶活性，降幅为5.0%～30.0%(平均12.78%)，同时显著提升了脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性，其增幅分别为26.6%～341.0%(平均12.78%)，5.5%～104.3%(平均56.9%)和33.3%～433.3%(平均144.4%)。 与对照相比，BC3-1处理土壤过氧化氢酶活性降幅最大，为30.0%；BC1-1、BC1-4、BC2-2和BC3-2处理的降幅最小，均为5.0%。说明添加生物炭可以明显影响土壤的过氧化氢酶活性，其中以添加1%油菜秸秆生物炭(BC3-1)处理的抑制作用最为显著。对土壤脲酶活性而言，不同类型生物炭均表现为添加量4%时最大，添加量2%时最小。相同添加量下，BC3处理的脲酶活性最大，其平均值分别是BC1和BC2处理的2.65和2.32倍，说明油菜秸秆生物炭(BC3)最有利于提高土壤脲酶活性。对土壤蔗糖酶活性而言，不同类型生物炭均表现为添加量2%时最大，添加量4%时最小，其中BC2-2处理土壤的蔗糖酶活性最高。对土壤中性磷酸酶活性而言，相同添加量下，不同生物炭类型间差异显著，其中BC3处理的土壤中性磷酸酶活性均最大，为0.12～0.16 mg/(g·d)，较对照提高了300.0%～433.3%；而相同生物炭类型的不同添加量处理之间，只有BC3-1与BC3-2、BC3-4处理间的差异达到了显著水平(P<0.05)。由此可知，生物炭类型是影响土壤中性磷酸酶活性的主效因子，添加1%的油菜秸秆生物炭(BC3)即可明显提高土壤的中性磷酸酶活性。

表9 不同添加量玉米、水稻和油菜秸秆生物炭对土壤酶活性的影响

2.4 添加生物炭对黄壤肥力的影响

根据土壤肥力评价的具体步骤，首先运用公式(1)计算土壤体积质量，再用公式(2)计算土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶11个土壤肥力指标的隶属度值，结果见表10，然后用SAS 9.0进行相关性分析(Correlate)并计算添加不同生物炭后土壤肥力指标的相关系数和权重系数，结果见表11。最后用公式(3)计算IFI值，结果见表12。

表10 不同生物炭处理下黄壤肥力指标的隶属度值

表10(续) Continued table 10

表11 不同生物炭处理下黄壤肥力指标的相关系数及权重系数

表12 不同生物炭处理黄壤的综合肥力指标(IFI)值

由表12可知，与对照比较，不同生物炭处理均有效提高了土壤肥力，且生物炭添加量越大，IFI值越高，增幅为18.30%～48.47%。不同生物炭处理的IFI值由高到低的顺序依次为BC3-4(IFI 59.55)> BC1-4(IFI 57.74)> BC3-2(IFI 57.04)> BC2-4(IFI 55.50)> BC2-2(IFI 52.83)> BC1-2(IFI 49.36)> BC3-1(IFI 47.51)> BC1-1(IFI 47.45)> BC2-1(IFI 46.09)> CK(IFI 40.11)。说明生物炭类型和添加量均是土壤肥力的主要影响因子，相同添加量下，油菜秸秆生物炭(BC3)较玉米(BC1)和水稻秸秆生物炭(BC2)更能提高土壤肥力水平，其中添加4%的油菜秸秆生物炭是提高土壤肥力的最优选择。

3 讨 论

本研究结果表明，施用生物炭可以提高土壤的pH，这与前人在其他酸性土壤方面的研究结果[17-18]一致。研究表明，生物炭自身呈碱性(pH 8～12)，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的pH[17]。本研究中的生物炭均呈碱性，pH为8.23～9.59，生物炭处理土壤pH较对照增加0.21～1.12，其中以添加4%油菜秸秆生物炭处理的pH最大(pH 7.33)。张旭辉等[19]通过180 d 温室油菜盆栽试验表明，将0.8%～4%的稻壳生物炭添加到土壤中，黄壤和紫色土pH分别提高了1.0～1.6和0.5～1.0，其中以添加4%稻壳生物炭处理的pH值最大。说明生物炭自身的碱性是显著提高土壤pH值的主要因子，此外土壤pH变化还与生物炭来源、添加量和土壤类型有关。

本研究中，添加生物炭不同程度地增加了黄壤的有效P、速效K、有机质、全N、全P和全K含量，这与顾美英等[20]施用小麦秸秆生物炭对新疆风沙土、灰漠土影响的研究结果及张祥等[21]添加花生壳生物炭对黄棕壤影响的研究结果相近，表明生物炭对不同类型土壤均有不同程度的改良效果，虽然其改良效果不尽相同，但改善土壤性状、提升土壤养分含量的趋势是一致的。生物炭对土壤养分含量的提高作用可以概括为两个方面：一方面是因为生物炭本身就含有 N、P、K 、Ca、Mg、S 等矿质营养元素，施用后返还到土壤中即可以直接提高土壤的养分含量[22]。Lehmann等[23]研究表明，生物炭显著增加了土壤的K、Mg、Ca、Mn、Zn、Cu 等主要阳离子的可给态含量，提高了土壤养分的有效性，为植物生长提供必需的营养元素。另一方面，生物炭施入后可以提高土壤养分的有效性，降低养分淋溶损失。郑浩[24]的研究表明，生物炭可以降低N的淋溶损失，对土壤中的N具有持留作用，从而增强了氮的有效性。本研究结果显示，土壤碱解N含量对不同生物炭处理的响应有一定差异，如添加2%玉米秸秆生物炭(BC1-2)和1%油菜秸秆生物炭(BC3-1)后土壤碱解N含量显著降低，而添加4%油菜秸秆生物炭(BC3-4)处理土壤的碱解N含量显著升高，其他处理与对照无显著差异，这与前人的一些研究结果[20-21]相近。碱解N含量降低可能是由于土壤 pH值升高，促进了铵态氮向硝态氮的转化，导致土壤有效N降低[25]。本研究结果还表明，不同生物炭处理均可以显著提高土壤的有机质含量，这与前人研究结果[15]相近。以往研究表明，生物炭富含性质稳定的非活性有机碳(惰性碳)，可以直接提高土壤的全C含量[26]。本研究所用生物炭含碳24.8%～53.5%，这可能是生物炭处理明显提高土壤有机质含量的主要原因。

周志红等[27]以50和100 t/hm2的施用量将生物炭分别施入黑钙土、紫色土后，氮素淋失分别降低29%和74%及41%和78%。Angst等[28]研究表明，生物炭具有很强的吸附作用，可以吸附土壤中的水溶性离子，减少营养离子的溶解迁移，使其缓慢持续释放，避免营养元素的淋失，从而提高土壤的有效养分含量。说明生物炭结构特性在持留土壤养分和提高养分有效性等方面具有重要作用，生物炭类型及其添加量的变化只会影响其肥力效果，但不能改变生物炭具有的培肥土壤作用。

本研究中，添加生物炭提高了土壤的脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性，降低了过氧化氢酶活性，与前人研究结果[29-30]类似。黄剑[29]将小麦秸秆生物炭施入砂姜黑土，进行了为期 4 年的定位试验，结果表明，生物炭能够大幅度提高土壤中的转化酶、脲酶和中性磷酸酶活性。Jin[30]研究证明，施用生活垃圾生物炭能一定程度上增加土壤中性磷酸酶活性；Jones等[31]连续3年将淤泥生物炭以50 t/hm2的施用量施入农田，发现土壤反硝化酶活性显著增高。张旭辉等[19]将不同比例生物炭施入黄壤和紫色土，结果表明黄壤蔗糖酶活性下降，紫色土蔗糖酶活性升高,黄壤脲酶活性随着培养时间延长而增加，培养时间对紫色土脲酶活性无显著影响。说明生物炭对土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性的影响规律大致相同，但是土壤类型、生物炭来源及其添加量和培养时间对土壤酶活性的影响存在一定差异。冯爱青等[32]研究表明，添加0.5%小麦秸秆生物炭可使土壤脲酶活性增加20%，土壤脱氢酶活性降低11%，并会抑制中性磷酸酶活性，但对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。李治玲[33]研究指出，施用稻壳生物炭，培养30～60 d后黄壤和紫色土过氧化氢酶活性无显著变化，培养180 d后过氧化氢酶活性显著增加，且添加4%稻壳生物炭处理的过氧化氢酶活性最高，这与本研究结果并不一致。本研究结果表明，添加生物炭抑制了土壤过氧化氢酶活性，其中添加1%油菜秸秆生物炭(BC3-1)处理土壤的过氧化氢酶活性降幅最大，为30.0%；添加1%玉米秸秆生物炭(BC1-1)、4%玉米秸秆生物炭(BC1-4)、2%水稻秸秆生物炭(BC2-2)和2%油菜秸秆生物炭(BC3-2)处理土壤的过氧化氢酶活性均较低且无显著差异。因此，生物炭对土壤过氧化氢酶活性的影响不仅与其来源和添加量有关，而且还与土壤类型及培养时间关系密切。

本研究结果显示，添加生物炭对土壤的物理、化学及生物性质都有影响，不同生物炭处理的土壤肥力水平不同，其中添加4%油菜秸秆生物炭为培肥黄壤的最优处理。研究表明，土壤肥力受多方面因素的影响，某单一指标并不能表征不同生物炭的培肥效果，对添加生物炭的土壤肥力进行数值化综合评价，对指导实际生产更能发挥应有的作用[34]。本研究根据全国第二次土壤普查土壤养分分级标准，对供试土壤的体积质量、养分指标和酶活性的隶属度进行了计算，但在确定隶属度函数曲线转折点的取值时，因为土壤酶活性尚无统一的分级标准，所以本研究按照张丽琼等[15]的研究方法，通过试验样本测定中酶活性的最大值及最小值确定隶属度函数曲线转折点的取值，这与实际可能存在出入。因此在对土壤肥力进行数值化综合评价时，对于酶活性的分级标准，还需进一步研究和探索。

4 结 论

生物炭能够明显提高酸性黄壤的肥力水平，具有较好的培肥效果，生物炭类型及添加量对黄壤理化性质和生物活性的影响有差异。生物炭添加量越大越有利于降低黄壤体积质量，添加4%的生物炭可使0～5 cm土层的黄壤体积质量达适宜等级。添加量为1%～4%时，随着生物炭添加量增加，土壤pH、有机质、有效P、速效K、全N、全P、全K含量均相应增大。3种生物炭中，油菜秸秆生物炭最有利于土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性的提高及过氧化氢酶活性的降低。因此，添加4%油菜秸秆生物炭是提高酸性黄壤肥力水平的最优选择。