生物炭防控镰刀菌枯萎病的研究进展

王金超，陈利民，金爱武*，陈婷婷，张燕，朱强根*

(1.丽水学院，浙江 丽水 323000；2.丽水市农林科学研究院，浙江 丽水 323000；3.浙江农林大学林业与生物技术学院，浙江 杭州 311300)

在现代种植体系中，连续多年在相同地域种植同一种作物是一种普遍现象，这种单一作物在同一区域连续多年的大面积种植，极易造成作物由土壤传播的病害大面积发生，这种现象在中国被称为土传病害引起的连作障碍，常常造成重大经济损失[1-4]。土传病害引起的连作障碍，是一种典型的作物负反馈，发生在密集连续种植单一作物上，如香蕉、黄瓜、烟草、西瓜、草莓、棉花和人参等现代集约化农业生产实践中[5-10]。其中由各类镰刀菌引起的枯萎病是土传病害引起连作障碍最为严重的真菌性病害，随着该类病害全世界范围内大面积集中爆发，已受到越来越多的关注和研究[11-12]，且相关研究表明由镰刀菌引起各类作物枯萎病，正呈现逐年加重的趋势[11]。因此，新型、绿色、安全、生态的镰刀菌枯萎病防控策略和技术亟待研究和进行相关产品开发应用。

生物炭是植物本体或残渣在低氧条件下不完全燃烧所产生的热解固体产物，是一种具有微孔结构丰富、比表面积大、稳定性强等一系列优异性质的多功能材料，如竹炭、稻壳炭、玉米秸秆炭和山核桃壳炭等。由于竹资源是世界公认的可持续利用的森林资源，制作竹炭的原材料丰富，所以竹炭在家居生活上用于净化空气、消除异味、吸湿防霉、抑菌驱虫等，而且越来越在应用于农业生产实践中得到重视，例如添加竹炭对镰刀菌污染的多年连作土壤，可以明显改良土壤理化性质，降低镰刀菌病害的发病率，促进植物生长发育，结合有机肥混合施用更有利于提高作物的产量以及诱导系统抗性。生物炭应用于农业生产上，不仅增加土壤水分和养分的保持能力，降低土壤N2O、CO2和CH4排放，释放可溶性C和微量营养元素，调节土壤pH值以改善土壤的酸碱度水平[13]，而且可以促进植物生长和提高作物抗枯萎病能力[13-15]。目前，已有研究表明生物炭可以通过改良土壤微生态、改善土壤理化特性、吸附病原菌有害代谢产物等间接抑制镰刀菌枯萎病，也可直接诱导作物提高抗枯萎病的能力，且作用效果可能与原材料类型、热解温度和施用剂量等因素有关，但是，生物炭在防控镰刀菌引起的枯萎病上开展的研究仍然不足，其具体的综合作用机制尚不明确。基于此，笔者综述了国内外生物炭防控镰刀菌枯萎病的作用机制和防控效果的影响因素等两方面研究成果，并进行分析讨论，以期为今后开展生物炭防控镰刀菌枯萎病相关研究提供理论依据和建议参考。

1 生物炭防控镰刀菌枯萎病的作用机制

1.1 改良作物根际微生态

植物通常与土壤中丰富多样的微生物互作，形成能够影响植物生长发育的良好根际微生态[16]，但在多年连作条件下，肥力常常降低和pH值下降，导致根际有益微生物的比例减少，土壤中如镰刀菌等真菌性病菌比例不断增加。因此，在使用生物炭调控作物抗枯萎病上，通过生物炭重塑作物根际微生态是一个潜在有效假设，这样可促进有益微生物或干扰有害病原微生物的定植，从而刺激植物的生长并诱导植物抗性的发生[17]。

Mastubara等人[18]以椰子炭为研究材料添加到土壤中可以有效抵抗芦笋中镰刀菌引起的根腐病，并增加了芦笋根部丛枝菌根数量和丰度。徐广平等[19]以香蕉茎叶废弃物制备的生物炭施用于香蕉果园，可以增加蕉园土壤中细菌、放线菌和固氮菌的数量，降低与枯萎病传染相关联的真菌和尖孢镰刀菌的数量，提高了土壤微生物多样性，增强了蕉园土壤微生物群落的代谢活性。类似研究中，Elmer等[20]报道了硬木屑炭可以通过增加丛枝菌根的定植和减少化感残留物来减少镰刀菌根腐病。生物炭这种具有改善根际微生态的作用，可能与其自身和微生物互作的特性有关，通过扫描电镜发现，生物炭中广泛定植有绿脓单胞菌、短小芽孢杆菌和假文氏链霉菌等细菌，施入土壤后，可以有效的防治番茄辅酶和镰刀菌引起的番茄病害[21]。生物炭的施用还可以形成特定的微生物种群，形成竞争机制来抑制致病菌的发生与危害，如施用生物炭增加有益荧光假单胞菌的密度，从而与真菌形成竞争抑制镰刀菌生长，提高了根系的健康水平[22-23]。Samuel等人[24]也得到类似结果，利用甘蔗渣炭促进了木霉菌和曲霉菌等有益真菌的生长，从而抑制了根腐真菌病发生。添加生物炭经常容易引起微生物群落结构的变化，这对防控镰刀菌等病害可能发挥了综合效用。束秀玉[25]通过在土壤中施用水稻秸秆炭研究发现，生物炭有效改善了土壤微生物群落结构、降低了尖孢镰刀菌数量，提高了保护酶和抗病相关酶活性，同时促进了西瓜幼苗生长，从而增强西瓜对枯萎病的抗性。Wang等[26]通过在连作的苹果园土壤中添加稻壳炭，施用后增加了土壤酶活性和改善了真菌群落结构，提高了有益真菌的丰度，并降低了土传病原菌镰刀菌的发生与危害。此外，生物炭与其他施肥管理结合或者多种生物炭混合可能效果更佳，如采用蚯蚓堆肥和生物炭结合，根际土壤细菌丰富度和多样性显著提高，并增加了根际土壤中假单胞菌和溶杆菌等有益细菌的相对丰度，有效控制了连作西洋参的镰刀菌根腐病[27]；采用尾叶桉和沙利尼亚桉的混合物制成的生物炭具有增加土壤微生物量、促进植株生长、降低番茄枯萎病严重程度的潜力[28]。

生物炭并不是在所有的情况下都能提高有益微生物的活性来产生对病菌的抗性[29]，必须确定原始和污染环境土壤中总微生物群落或功能微生物群落特征及其对不同作物的反应机制，才能进一步明确特定生态系统下添加生物炭能否提高有益微生物的活性或间接抑制病害镰刀菌的发生。目前较多的研究结果主要是针对土壤微生态的菌群结构和丰度，而较少体现生物炭针对特定根际微生态的作用机制。因此，生物炭应该加强不同类型、不同形态和不同土壤环境条件等方面的研究和应用，明晰其作用机制，发挥生物炭的最大效用。

1.2 吸附镰刀菌及有害代谢产物镰刀毒素

生物炭疏松多孔的性质以及表面丰富的功能性基团，使其对大分子和小分子有机物具有良好的吸附功能，其吸附能力通常比土壤高出几个数量级[30-31]。在现代农业生产中，使用生物炭改良土壤来提高农业效益时常被报道。目前，较多研究结果表明，生物炭可能是通过吸附病原微生物或相关产物，减少病原菌的群集效应及在作物根际的定植来提高作物抗病性[32]。例如Elmer等[20]在添加生物炭处理镰刀菌引起的芦笋根腐病的研究中报道，生物炭能够吸附植株分解的芳香族毒性化合物(如肉桂酸、香豆素和阿魏酸等)，从而促进了芦笋根系和有益微生物的生长，提高了植株的抗病能力。Masiello等[33]发现了使用木炭可以绑定和吸附N-3-氧代-十二烷酰基-L-高丝氨酸内酯，这种物质可以结合细菌细胞分泌的信号分子来协调其活动。Gu等[32]研究报道了不同粒径(53～120 μm和380～830 μm)的松树炭可以直接或间接的吸附根系分泌物所分泌的病原菌，降低病原菌的趋化能力和毒力。病原菌不仅有直接的危害，如镰刀菌分泌的镰刀毒素，能够诱导微生物间产生特定的互作反应，减少作物根际有益微生物的数量，提高了镰刀菌侵染作物根系的能力[34]。因此，生物炭也可能吸附病原菌代谢毒素来提高作物的抗病能力，如Jaiswa等[35]利用桉树木皮和温室辣椒秸秆为原料制备的生物炭，结果表明该生物炭可以吸附镰刀菌产生的细胞壁降解酶和有毒代谢产物并使其失去活性，从而提高番茄对土传病害的抗侵害能力。

尽管生物炭很强的吸附性被得到广泛应用，但目前大多数研究是关于生物炭对土壤中化感物质吸附方面的研究，对于评估生物炭对根系分泌物、镰刀毒素以及根际微生态之间关系的综合影响研究仍需加强。如生物炭的吸附能力在随着时间的推移下可能会降低；根系分泌物对土壤中的病原菌有引导作用，添加生物炭后如何改变病原菌对根际的趋向运动等仍需要做进一步的明晰。

1.3 诱导作物对镰刀菌枯萎病产生抗性

与外部环境相比，增强作物抗病的内在因素通常更为重要，因此诱导作物对病害产生抗性是生物炭有效防控镰刀菌的重要方面。生物炭对真菌疾病的抑制程度分为系统获得抗性和诱导性系统性抗性[36]。其中植物诱导抗性，特指植物在受到一定的激发子刺激后，对随后的病原微生物侵染表现出的快速防御反应[3]。

Jaiswal等[15]采用茎基接种法研究了生物炭诱导番茄植株对尖孢镰刀菌引起的番茄枯萎病产生抗性的分子机制，结果表明生物炭对番茄抗性基因表达具有启动作用，如能够启动番茄茉莉酸、油菜素类固醇、细胞分裂素、生长素以及类黄酮、苯丙酸和细胞壁的合成基因的表达，同时参与植物防御和番茄生长的基因和途径的上调，从而部分解释了生物炭的施用显著提高番茄抗镰刀菌枯萎病这一现象。Meller等[37]研究了木材和温室辣椒秸秆制备得到的生物炭来诱导草莓植株对灰霉病、炭疽病和白粉病的抗性能力，结合应用荧光定量PCR技术对5种植物防御基因(FaPR1、Faolp2、Fraa3、Falox和Fawrky1)进行表达，结果表明植株接种病原菌以后，生物炭显著的诱导了水杨酸、茉莉酸和乙烯相关途径的系统抗性，提高了植株的抗病能力。生物炭可诱导植株抗病性的产生，但可能需要致病的刺激条件，如Rogovska等[36]以大豆为研究对象发现，生物炭尽管显著提高大豆的产量，但在生物炭没有接触镰刀菌的时候不会产生抗性，当其接触到被镰刀菌侵染的大豆植株时，可以显著的降低镰刀菌引起的根腐病。同样的研究结果还出现在了Viger等人[38]以拟南芥和莴苣为研究对象上，当未受到环境胁迫添加杨木屑炭处理时，生物炭显著的促进了植物的生长，上调了生长素、油菜素内酯等激素合成相关基因的表达，下调了茉莉酸、水杨酸和乙烯等激素合成相关基因的表达，表明在没有病原菌侵染时，生物炭没有产生诱导抗性，但有促进植物生长的作用。

竹炭在诱导作物抗性的研究上报道甚少，Zhu等[3]通过选取尖孢镰刀菌污染的土壤为试材，系统比较分析了竹炭对辣椒生长发育、抗病性以及果实品质的影响。在通过室内盆栽实验研究得到，添加竹炭增加了辣椒株高和茎粗，并促进了根系的生长，可能是因为添加竹炭后土壤有效磷和水解氮增加及pH值的改善，但同时也发现了添加竹炭后辣椒的枯萎病发病率的降低与抗性相关酶(Cpr、ASA、SOD和CAT活性)的增加有很好的相关性。为此，Zhu等进一步通过田间试验进行了重复和验证，应用转录组学和代谢组学的研究方法，进一步明确了竹炭通过诱导辣椒抗病、光合相关基因高表达以及激活苯丙酸代谢途径，从而提高辣椒抗枯萎病能力的分子作用机制(图1)。竹炭的应用非常广泛，但竹炭大面积应用于改良土壤的研究还不多，由于竹资源在南方非常丰富，开发竹炭在促进作物生长和土壤理化性质改良上应更具优越性，今后应加强在不同竹类、不同年龄、不同烧制温度、不同颗粒大小和不同的应用环境条件及对象等方面上开展竹炭改良退化土壤和诱导植物产生抗病性的研究，为竹炭的生产应用提供更多理论和技术支撑。

图1 辣椒枯萎病生物炭诱导途径的转录组和代谢组学综合分析[3]Fig.1 Integrated transcriptome and metabolome analyses of biochar-induced pathways in response to Fusarium wilt infestation in pepper[3]

1.4 改良作物生长的土壤环境，提高其抗枯萎病能力

生物炭不仅有发达孔隙结构和巨大比表面积，还带有较高的电荷密度，通常其物质本身也含有大量的微量元素和具有相对较高的pH值，因而在施用于土壤中，常常能够产生提高土壤的离子交换和吸附能力的作用，同时可调节土壤pH值和增强养分有效性等改良土壤化学性质方面的功能。另外，生物炭在调节土壤物理性质方面也有着广泛的应用，如提高土壤保水、保肥能力和降低土壤容重，增加土壤黏粒含量等，进而间接地提高了作物对养分的吸收和利用[39-40]。

利用生物炭改良土壤理化性质的研究较多，例如，施用生物炭显著增加了土壤中K、S、Mn和B的含量[20]，Steiner等[41]报道了利用木炭能够提高土壤N的吸附性并增加N的利用率。类似的还有香蕉茎叶废弃物制备的生物炭对蕉园土壤理化性质有显著影响，增加了土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾和速效氮等养分含量和调节了土壤pH值[19]。这些生物炭改良土壤的效应有助于培肥土壤，提高土壤质量，促进植物生长，提高植物抗性水平，从而降低了植株枯萎病的发病率。王彩云等[42]在连作6 a和连作10 a的土壤中添加玉米秸秆炭种植黄瓜，结果表明生物炭的施用显著降低了2种连作土壤的容重，显著提高了有机质、有效磷含量、阳离子交换量(CEC)和pH值，进而降低了镰刀菌的数量使土壤类型由真菌型向细菌型转变。周丽靖等[43]通过在百合连作土壤中施用竹炭和稻壳炭提高了土壤的有机质、碱解氮、有效磷、有效钾的含量及土壤酶活性，导致镰刀菌的丰度下降，降低了枯萎病发生的几率。邱岭军等[44]在种植烟草的连作土壤中添加生物炭后，土壤全氮、碱解氮、速效钾和有效磷含量显著提高，同时根腐病的发病率显著降低，极大地提高了抗病能力。由此可见，生物炭通过对连作土壤理化性质的改善，优化了植株根区环境，可间接促进植株生长并提高其抗枯萎病能力。这种生物炭改良土壤条件和提高植株抗枯萎病能力的表现通常同时出现，因此，两者也可能发生了综合的协同效应。例如，Yao等[45]研究表明，随着施用玉米秸秆炭含量的增加，土壤pH值、水分、全C、全氮、全P、硝态氮、有效钾和C/N比明显增加，同时革霉菌的相对丰度也相应增加，而土壤容重、全K含量和镰刀菌的相对丰度不断降低，呈现为对控制镰刀菌导致的病害方面起到了良好的综合效果。类似的研究还有，顾美英等[46]在新疆连作棉田中添加生物炭，提高了风沙土的pH值，降低了灰漠土的pH值，两种土壤速效磷和速效钾含量有增加趋势，但降低了速效氮含量，同时根际土壤养分和微生物多样性提高，降低了枯、黄萎病的发病率。

总体来看，生物炭通过改良土壤进而增强作物的抗病性较为常见，但是生物炭在改良土壤和防控枯萎病上的作用并不总是正向或者协同一致，如生物炭具有的丰富孔隙结构，可以降低土壤EC值[47]，减少土壤中N、Fe和Mg的含量[20]。Knox[48]在施用生物炭处理的土壤中发现土壤pH值虽然有所提高，但在根腐病方面没有明显的效果，甚至还会加重病害的严重性。因此，对于不同类型的生物炭、不同的施用比例以及不同的土壤环境条件和作物类型等，都有可能造成生物炭施用以后的作用效果产生差异，对于生物炭在改良土壤理化性质和提高植株抗枯萎病能力的相关性或协同关系上仍需更进一步开展研究和总结。

2 影响生物炭防控镰刀菌效果的因素

生物炭以其良好的解剖结构和理化性质，广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景，成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点[49]。在应用于防控镰刀菌病害上，生物炭也越来越得到重视，总体表现为生物炭具有改良土壤理化性状、增加特定微生物菌群、改变微生物群落结构、提高微生物生物量和增强植株抗镰刀菌病害的能力等(表1)。这些效果呈现的原因可能是多方面的，从表1也可看出，目前使用的生物炭类型多样，应用对象广泛，使用剂量和方法上也多有差异，同时观测的指标侧重点也不尽相同，因此对生物炭的作用效果进行综合分析较为困难。但是，就生物炭本身而言，其原材料加工生产中的热解温度等条件和使用上的施用剂量将直接影响生物炭产品特性和生产使用效果。

表1 不同类型生物炭对镰刀菌病害的作用

2.1 生物炭的原材料及热解温度

生物炭具有的不同理化性质与其原材料及热解条件(如氧气的可用性和热解温度等)关系密切，其中热解温度常常是影响生物炭比表面积和孔隙结构的重要因素之一[53-55]。一般情况， 随着温度的升高，生物炭比表面积不断增大，但温度过高，会破坏生物炭结构，比表面积反而变小。另外，原材料本身的差异对生物炭制备也有很大影响，如通常以木质素为原料制备的生物炭产量要比纤维素和半纤维素为原料制备的生物炭的产量要高[56]。

Jaiswal等[50]以镰刀菌导致的番茄土传枯萎病为研究对象，对比了桉树木材和温室辣椒秸秆在2种不同的温度(350 ℃和600 ℃)下热解制成的生物炭对番茄枯萎病的防控效果。结果显示，2种不同的温度(350 ℃和600 ℃)下热解制成的生物炭对镰刀菌引起的番茄土传枯萎病都有明显的效果，其中温室辣椒秸秆在低温热解下效果更好，而木材在高温热解下效果更佳，进一步对比发现在一定的生物炭施用量下，350 ℃热解制成的温室辣椒秸秆制备的生物炭比600 ℃热解制成的桉树木材制备的生物炭抑制番茄枯萎病的效果更明显，显著降低了番茄发病率。刘春来等[51]通过定量的向接种了尖孢镰刀病原菌土壤中添加稻壳炭(500 ℃热解4 h和20 min)、竹炭(500 ℃热解4 h)和麦秆炭(200 ℃热解10 min)，结果表明种植的大豆株高、根长和植株生物产量均高于未添加生物炭对照处理，其中竹炭在促进大豆生长上更加明显，且对镰刀菌的抑制效果也最有效。不同原材料及热解条件对生物炭防控镰刀菌病害有着不同的影响，但也有例外的情况，如Elad等[57]研究了用3种不同原材料(温室辣椒秸秆、橄榄果渣、桉树木材)在2种不同温度(350 ℃和450 ℃)下制备的生物炭来诱导植物系统抗性，尽管各生物炭理化性质差异明显，但结果表现为它们在诱导番茄对灰霉病的抗性上所起的作用程度没有显著差异，因此仍在开展相关研究。

大量的研究表明制备生物炭的原材料以及热解温度均对生物炭的理化性质有显著的影响，进而表现为不同生物炭在促进作物生长和防控病害上存在差异[58]。对此，针对不同的作物病害和应用不同的生物炭类型需要开展大量的研究工作以获得最优效果，可为规模化生物炭生产和应用提供生产条件标准。

2.2 生物炭的施用剂量

生物炭的施用剂量也是影响镰刀菌防控效果的重要因素之一，如徐广平等[19]研究认为，随着生物炭施用剂量(0%、0.5%、1%和3%，百分含量为生物炭与土的重量之比，以下同此)的增加，香蕉枯萎病的发病率逐渐降低，并且对香蕉的生长发育起到了免疫诱抗的作用。通常情况下，生物炭的添加有助于提高土壤水分含量，这也会间接的对降低镰刀菌毒害上发挥作用，但随着生物炭的施用量增大也可能会出现相反的情况[59]。Jaiswal等[50]研究了桉树木材和温室辣椒秸秆为原料制作的生物炭在不同施用量(0%、0.5%、1%和3%)下对番茄枯萎病的防控效果，结果表明与0%对照相比，桉树木材和温室辣椒秸秆制备的生物炭在施用量1%和3%时效果明显，且两者均显著降低了镰刀菌的毒害性，促进了植株的生长。但是，Meller[37]以温室辣椒秸秆制备的生物炭研究发现，只有在3%的生物炭浓度下才会对草莓叶部的病害有良好的防控效果。Liu等[60]在不同施用量(0%、0.5%、1%、2%、3%)使用稻壳炭和竹炭下，呈现为不同的施用量和不同原材料生物炭对禾谷镰刀菌引起的玉米茎腐病防治效果上均存在差异，以添加量为2%的稻壳炭和1%的竹炭时对玉米茎腐病防治最有效。武春成等[52]也研究发现，在连作土壤中加入不同施用量(1%、3%、5%、7%、9%)的玉米秸秆炭，对黄瓜的生长和产量都有明显的提高，但仅在5%时可以显著降低土壤真菌和尖孢镰刀菌数量。

较多的研究结果表明，随着土壤中添加生物炭的增加，植株的抗病性及其生长高度和生物量均会有所增加[30]，这可能与试验所采用的生物炭剂量范围有关，而且情况并不总是如此。例如，有研究表明施用生物炭的剂量与土传病害的防控无关甚至增加了土传病害的严重程度[18]；也有研究得到生物炭施用剂量对病害的严重程度呈U型曲线，在用松树木材制备的生物炭防控由疫霉引起的橡树、槭树幼苗溃疡病试验中，相对低剂量时明显抑制病害发生，而相对更高剂量时对病害无影响或加重病害[58,61]。因此，针对生物炭在防控镰刀菌等病害上，不同的施用剂量条件还需要与生物炭原材料类型和具体使用方法、使用对象和具体土壤或植物障碍因素等结合起来考虑，难以一概而论，在实验研究和生产应用上也需要更多的精细管理和科学观测，以获得更为详实的数据进行判断。

3 小结与展望

生物炭疏松多孔、具有很好的吸附性而在生活中有着广泛的应用，其自身表面带有丰富的功能性基团和含有植物所需的微量元素及其显碱性等特征，又成为了农业生产和与环境改善等领域的重要应用材料。在生物炭应用于农业土壤改良过程中，研究者发现其对防控病原菌引起的植物黄、枯萎病有良好的效果。笔者综述了生物炭防治作物镰刀菌引起枯萎病的作用机制及其影响因素，作用机制主要集中在调节植物根际土壤微生态、吸附镰刀菌及有害代谢产物镰刀毒素或诱导作物对镰刀菌枯萎病产生抗性，也可以通过改良土壤理化性质，促进植物生长而提高植物的抗病能力，但在目前的研究中，尚不能很好地明确各作用机制间是否相互独立或存在某种协同效应。例如，生物炭在土壤根际微生态的影响上主要围绕微生物群落调查较多，针对特定根际微生态下生物炭和菌群的互作关系研究较少。再如生物炭具有改良土壤理化性质的作用已得到充分肯定，但其在土壤理化性质改良、吸附病原菌或有毒代谢产物和诱导植物产生抗性等不同方面的综合表现或关键因子的认识还不够透彻。此外，生物炭防控镰刀菌病害还受到诸如作物类型、生物炭类型、施用量和土壤环境条件等因素影响，如在致病刺激下生物炭相对更可能诱导植物产生抗性。总体来看，系统解析生物炭-作物-土壤-病原菌间的互作关系，进而明确生物炭防控镰刀菌枯萎病内在机制有助于更好认识和理解生物炭的作用；而在生物炭的分子作用机制上，可充分利用新型分子生物学技术手段和多组学联合分析方法重点解析生物炭免疫诱抗镰刀菌枯萎病的代谢途径，为生物炭在农业生产实践上的应用提供更全面的理论基础和技术支撑。

在生物炭防控镰刀菌等病害的大面积生产应用上，还应考虑原材料来源稳定、资源丰富和绿色可持续利用。农业废弃物是传统的生产量大、分布广和开发利用便利的资源，但由于其类型多样、原材料一致性相对较差，而竹林作为世界公认的可持续利用森林资源，其稳定的竹材来源用于生产制备生物炭，可在农林土传病害防控和土壤改良上发挥重要的作用。例如，Elad等[57]研究得到竹炭在诱导植物系统抗性上与温室辣椒秸秆相比有更好的效果，Zhu等[3]在连作障碍土壤上防控辣椒镰刀菌病害上取得了显著成效，李静辉等[62]添加竹炭在广藿香连作障碍土壤上防控根腐病取得了良好的效果。竹炭与一般秸秆等生物炭相比，在土壤酸化、劣变退化等土壤改良应用上，其自身性状特点具有较好的比较优势，如富丽等[63]在500 ℃热裂解条件下对不同原料制备的生物炭性质进行分析，结果表明竹炭pH值为10.06，灰分含量为41.67%，电导率为3.41 mS·cm-1，土壤阳离子交换量为19.077 cmol·kg-1，各性状均优于秸秆类(玉米秸秆)和壳渣类(水稻壳、果壳、花生壳)，而竹炭含有较高的Si，有助于水稻等需硅元素较大作物的生长。另外，竹炭中固定碳含量较一般秸秆炭更高，达到了82.86%，这有助于其应用在土壤上提升土壤碳库[64]。与木炭相比，竹炭在某些应用上也表现了更优异的效果，如在杉木连栽造成的地力衰退改良上，添加竹炭的处理下，土壤物种多样性指数和生态优势度指数均优于木炭处理[65]。总的来看，竹炭的原材料绿色可持续利用，资源丰富，原材料性质相对稳定，适合规模化和标准化生产，可成为一种良好的土壤改良，在促进植物生长和防控镰刀菌病害方面有着很好的应用前景。

生物炭防控镰刀菌枯萎病的应用具有很大潜力，但目前的研究主要在实验室和温室内开展较多，在大田中大规模应用防控病害的试验示范和效果验证仍需更进一步开展研究和总结。同时，在生物炭生产应用上，为了更好地发挥其最大作用，也可探索多种生物炭并用产生的协同增效作用及结合病害的生物防控与化学防控开展技术研究，提高防控效果且能拓展病害的防控种类。总之，生物炭应用于镰刀菌枯萎病的防控上，在不同的生物炭类型、不同的作物对象和不同的使用方式等方面需要开展针对性的研究工作，同时考虑生物炭制备的原材料稳定性、绿色可持续利用性，从而更好为规模生产应用提供理论支持和技术支撑。