不同改良劑對黃棕壤和紅壤上白菜生長及 土壤肥力影響的差異

呂波，王宇函，夏浩，姚子涵，姜存倉

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不同改良劑對黃棕壤和紅壤上白菜生長及 土壤肥力影響的差異

呂波，王宇函，夏浩，姚子涵，姜存倉

（華中農業大學資源與環境學院/微量元素研究中心，武漢 430070）

【目的】分析對比黃棕壤和紅壤上施用不同改良劑對白菜生長狀況及土壤肥力影響的差異，為改良劑的合理利用提供依據?！痉椒ā恳陨锾浚–）、腐殖酸鉀（HA-K）和生石灰（CaO）為試驗材料，不施改良劑為對照，分別以黃棕壤和紅壤為供試土壤，通過土培盆栽試驗，研究不同改良劑對白菜的生物量、養分含量、可溶性蛋白和丙二醛含量的影響，以及對不同土壤pH、養分含量、交換性鋁含量和酶活性的差異?！窘Y果】（1）與對照相比，黃棕壤和紅壤上施用生物炭和生石灰均能促進白菜生長，增強其抗性，主要是提高了白菜產量、葉片氮磷鉀養分含量及積累量、可溶性蛋白含量，顯著降低丙二醛含量。但黃棕壤和紅壤上施用腐殖酸鉀對白菜生長影響不同，黃棕壤上施用腐殖酸鉀使得白菜產量顯著增加，達到25.93 g/株，然而紅壤上施用腐殖酸鉀對白菜的生長無明顯改善，產量僅為0.18 g/株。（2）3種改良劑對黃棕壤和紅壤的肥力效應不同，與對照相比，生物炭增加土壤pH、有效磷、速效鉀、有機質含量以及脲酶與酸性磷酸酶活性，顯著降低堿解氮和交換性鋁含量，對土壤蔗糖酶活性無顯著影響，土壤肥力得以增強，其中黃棕壤的pH 增加1.39個單位，交換性鋁含量減少了89.3%，有機質含量提高了168.4%；紅壤的pH增加0.82個單位，交換性鋁含量降低了93.9%，有機質含量提高了775.6%。對于施用腐殖酸鉀和生石灰，二者均顯著提高土壤pH及蔗糖酶活性，減少交換性鋁含量，但腐殖酸鉀對有效磷、速效鉀、有機質含量以及脲酶與酸性磷酸酶活性無顯著影響，顯著降低堿解氮含量，交換鋁含量依然很高；而施用生石灰降低土壤堿解氮、速效鉀、有機質含量，對有效磷含量、脲酶與酸性磷酸酶活性無顯著影響。【結論】不同改良劑對兩種類型土壤上白菜生長與土壤肥力的影響有較大差異，生物炭和生石灰能改善兩種土壤肥力和提高白菜的產量，而腐殖酸鉀在黃棕壤中的施用效果好于紅壤。

生物炭；腐殖酸鉀；生石灰；白菜生長；土壤肥力；黃棕壤；紅壤

0 引言

【研究意義】我國酸性土壤分布廣泛，遍及湖北、湖南和江西等14個省區，總面積達203×104km2，約占全國耕地面積的21%[1]。酸性土壤養分有效性低，鋁活性較高，鋁毒害和肥力低下是對作物生長和環境造成嚴重負面影響的主要因素[2]。隨著我國工業發展和社會進步，土壤酸化程度進一步加劇，對我國糧食總量造成巨大威脅，因此改良酸性土壤對農業生產意義重大。【前人研究進展】研究發現，施用石灰是目前改良酸性土壤的普遍措施，它可直接降低土壤酸度，顯著提高蔬菜類作物的產量[3]。腐殖酸鉀在促進作物營養代謝，增強作物抵抗外界變化的能力以及改良土壤性狀等[4]方面都有良好作用。生物炭在改良酸性土壤和促進作物生長等[5-6]方面有明顯的效果，其富含礦質養分可提高土壤中速效磷鉀等養分含量，較強的吸附能力可減少養分的淋失及固定等損失[7]。胡敏等[8]通過比較生石灰、油菜秸稈等5種不同改良劑，發現其對酸性土壤的改良效果以生石灰較好。張濟世等[9]分析比較不同改良劑對濱海鹽漬化土壤理化性質及小麥生長的影響，表明含鈣物料的改良劑對土壤改良效果較好，腐殖酸類物質對小麥生長的作用明顯。張祥等[10]研究表明，生物炭對酸性黃棕壤和紅壤理化性質的影響不同，對紅壤的改良效應優于黃棕壤。植物可溶性蛋白及丙二醛含量通常作為衡量抗逆能力大小的指標，可更好地體現多種改良劑對不同類型土壤上作物的生長狀況，已有研究[11]證實作物可溶性蛋白及丙二醛含量與其抗逆性有關。此外，試驗通過測定土壤酶活性以及速效養分含量[12]作為土壤肥力的指標。于寒青等[13]以及包耀賢等[14]研究均說明有機質、速效氮、速效磷和速效鉀可作為土壤肥力綜合評價指標。陳心想等[15]研究發現土壤酶活性也常作為土壤肥力指標之一，土壤酶活性的高低能夠反映土壤養分轉化能力的大小?！颈狙芯壳腥朦c】在不同類型酸性土壤上，多種改良劑對作物生長及土壤肥力的影響存在差異。目前關于不同改良劑對單一類型土壤或某一改良劑對不同類型土壤改良的研究較多，而多種改良劑在不同類型土壤上的作用機制及施用效果的對比研究相對缺乏。【擬解決的關鍵問題】在這項研究中，選取我國南方典型的兩種酸性土壤（黃棕壤和紅壤）作為試驗材料，綜合考慮酸性土壤上白菜的生長狀況及土壤肥力，對比生物炭、生石灰和腐殖酸鉀等對酸性土壤改良效應的差異，從而揭示3種改良劑對酸性土壤改良的機制，為其實際應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試作物為魯白六號白菜。供試土壤分別為黃棕壤（Yellow-brown Soil，YS）和紅壤（Red Soil，RS），其黃棕壤取自華中農業大學校內大田耕層，紅壤取自咸寧市賀勝橋鎮土壤耕層，均為第四紀黏土沉積物母質發育，質地黏重。土壤自然風干后，除去石塊及植物未腐爛殘體，全部研磨過2 mm篩，混勻后儲存備用。供試改良劑分別為生物炭（C）、腐殖酸鉀（HA-K）和生石灰（CaO）。生物炭由沈陽農業大學提供，以花生殼為原料在400℃下熱解制備而成，全碳含量321.9 g·kg-1，全氮18.8 g·kg-1，全磷2.6 g·kg-1，全鉀8.5 g·kg-1。腐殖酸鉀（K2O含量為10%）易溶于水，黑色粉末。供試土壤和改良劑基本性質如表1所示。

表1 供試土壤及改良劑的基本性質

1.2 試驗設計

試驗以土培盆栽的方式進行，黃棕壤（YS）和紅壤（RS）2種土壤共設8個處理，分別采用腐殖酸鉀（HA-K）、生物炭（C）和生石灰（CaO）與基肥配施。具體為：（1）CK+NPK(YS)；（2）0.3%HA-K +NPK (YS)；（3）3%C+NPK(YS)；（4）0.3%CaO +NPK(YS)；（5）CK+NPK(RS)；（6）0.3%HA-K+NPK(RS)；（7）3%C+NPK(RS)；（8）0.3%CaO+NPK(RS)，每個處理4次重復，改良劑的百分比（%）=改良劑重量/干土重量×100%。試驗所用塑料盆底部有孔，排水通氣良好，高12 cm，外口直徑21 cm，內口直徑17.7 cm。具體步驟為：取過2 mm篩的風干土樣2.0 kg于盆中，稱取基肥：NH4NO30.57 g·kg-1，KH2PO40.44 g·kg-1，KCl 0.48 g·kg-1（其中N 0.20 g·kg-1干土，P2O50.10 g·kg-1干土，K2O 0.38 g·kg-1干土）。腐殖酸鉀、生物炭、生石灰分別和基肥分別施入各不同處理土壤且均勻混合，微量元素用阿農營養液（pH為6.0）。種子晾曬后浸泡于純水中過夜（4℃），挑選飽滿一致的種子播種于塑料盆中，每盆約20顆，均勻分散。發芽后間苗培養，每盆定植2株長勢一致的幼苗繼續培養。試驗于8月1日播種，8月31日收獲，期間定時澆水，通過重量差減法控制為75%的田間持水量。收獲時把白菜地上部齊土剪下，備用。收獲后的土壤去除根系后風干磨碎且分別過20目和100目篩備用。

1.3 測試方法

收獲的植株測定株高、葉片數和鮮重等農藝性狀后，在105℃下殺青，75℃烘干至恒重后稱干重，干樣磨碎后儲存備用。采用硫代巴比妥酸反應法[16]測定葉片丙二醛含量；采用考馬斯亮藍比色法測定葉片中可溶性蛋白含量[16]；采用濃H2SO4-H2O2消煮，蒸餾定氮法測定植株全氮含量[17]，鉬銻抗比色法測定植株全磷含量[17]、火焰光度法測定植株全鉀含量[17]。

土壤基本理化性質參照鮑士旦[17]《土壤農化分析》測定：使用pH計測定土壤pH（土水比1﹕2.5），10.0 g土+25.0 mL水；堿解擴散法測定土壤堿解氮；NH4OAc浸提，火焰光度法測定土壤速效鉀；NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定土壤速效磷。采用靛酚藍比色法測定土壤脲酶活性[18]；采用3，5二硝基水楊酸比色法測定土壤蔗糖酶活性[18]；采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤酸性磷酸酶活性[18]；用龐叔薇等[19]浸提方法測定土壤交換性鋁的含量。

1.4 數據處理

養分積累量[20]（total accumulation amount, TAA）=養分含量×植株干物質積累量。

采用Microsoft Excel 2010對數據整理，ANOVA進行顯著性差異比較，用SAS 9.1軟件進行單因素方差分析，所有數值均為3次重復的平均值（±標準誤差，<0.05）。

2 結果

2.1 不同改良劑對兩種類型土壤上白菜農藝性狀及生物量的影響

如表2所示，相對于黃棕壤上各處理，紅壤上白菜的株高、葉片數及產量較低。與對照相比，添加3種改良劑均可以有效促進白菜的生長。黃棕壤上添加生物炭，白菜的株高、產量和葉片數均高于對照處理，其中株高和產量達到顯著水平，分別增加了44.7%和49.9%；與腐殖酸鉀或生石灰處理相比，生物炭處理的株高、產量和葉片數較低，且均達到顯著水平；就產量而言，與對照相比，施用生物炭后增加量最低，施用生石灰后增加幅度最大，達到了66.7%，其次是腐殖酸鉀，增加了63.1%。紅壤上施用生物炭后，相對于對照處理白菜株高增加了3.4倍，產量也大幅提升，均達到顯著水平。這些結果表明，無論是對紅壤還是黃棕壤，添加生石灰時白菜的生長和產量均最好；添加生物炭在黃棕壤上效果最差，但在紅壤上對白菜生長的促進作用顯著高于腐殖酸鉀。

表2 不同改良劑對兩種類型土壤上白菜農藝性狀及生物量的影響

不同小寫字母之間表示各處理間差異顯著（＜0.05）。下同

Different small letters in the same column meant significant difference at 0.05 level. The same as below

2.2 不同改良劑對兩種類型土壤上白菜養分吸收的影響

相對于黃棕壤各處理，紅壤上白菜對養分的吸收受到抑制（表3）。黃棕壤上添加改良劑后白菜的氮磷鉀含量及積累量均高于對照處理，促進白菜對養分的吸收；相對于對照處理，生物炭的施用效果最差，其氮磷鉀積累量分別增加了53.7%、74.0%和49.3%；施用腐殖酸鉀與生石灰的效果相近，施用生石灰對白菜氮磷鉀含量及積累量的提升幅度最大，其氮磷鉀積累量分別增加了77.5%、102.0%和40.5%。紅壤上添加生物炭或生石灰后，白菜的氮磷鉀含量及積累量顯著高于對照處理；但施用腐殖酸鉀后，其氮磷鉀含量及積累量與對照相比無顯著差異。無論是在紅壤還是黃棕壤上，添加生物炭或生石灰均可以促進白菜對養分的吸收；在紅壤上添加腐殖酸鉀效果最差，但黃棕壤上其效果顯著優于生物炭。

表3 不同改良劑對兩種類型土壤上白菜養分吸收的影響

NC：養分含量；TAA：養分總積累量NC: Nutrient content; TAA: Total accumulation amount

不同小寫字母之間表示各處理間差異顯著（P＜0.05）。下同

2.3 不同改良劑對白菜葉片可溶性蛋白與丙二醛含量的影響

圖1所示，相對于對照處理，黃棕壤上施用生物炭使白菜葉片的可溶性蛋白含量顯著增加，增加了25.4%，其效果較腐殖酸鉀和生石灰處理差，腐殖酸鉀和生石灰處理分別增加了47.2%和51.7%；紅壤上添加不同改良劑使白菜葉片可溶性蛋白含量均顯著提高，其影響效果以生石灰最好，增加了85.9%，其次是生物炭，增加了43.7%，施用腐殖酸鉀影響效果最差，僅增加了24.4%。與對照相比，黃棕壤上施用生物炭可以降低白菜葉片丙二醛含量，但未達到顯著水平，施用腐殖酸鉀與生物炭效果相近，但生石灰處理使白菜葉片丙二醛含量顯著降低，降低了36.2%。相對于對照處理，紅壤上施用生物炭和生石灰均顯著降低丙二醛含量，分別降低了46.2%和56.5%；但腐殖酸鉀處理的白菜葉片丙二醛含量顯著增加了27.4%，加重了白菜遭受逆境脅迫的程度。結果表明，無論是在黃棕壤還是紅壤上，添加生石灰改良劑對于提高白菜抗逆性均有最好的效果；在黃棕壤上添加腐殖酸鉀和生物炭無顯著影響，但在紅壤上添加生物炭有很好的效果。

2.4 不同改良劑對兩種類型土壤養分的影響

如表4所示，與對照相比，各處理土壤堿解氮含量均顯著降低，黃棕壤上添加生物炭、腐殖酸鉀和生石灰分別降低了20.4%、7.0%和26.8%，紅壤上添加生物炭、腐殖酸鉀和生石灰分別降低了28.5%、9.3%和56.0%。不同改良劑對土壤有效磷含量的影響不同，黃棕壤上施用生物炭和腐殖酸鉀均使土壤有效磷含量顯著增加，分別增加了17.3%和59.6%，但施用生石灰使有效磷含量顯著降低，其中施用生物炭的優勢更加突出；而在紅壤各處理中，3種改良劑處理的土壤有效磷含量相對于對照無顯著差異。相對于對照處理，黃棕壤上施用生物炭對土壤速效鉀含量影響最好，增加了8.5%，腐殖酸鉀處理與對照無顯著差異，而添加生石灰使速效鉀含量顯著降低；紅壤上各處理間差異較大，施用生物炭使速效鉀含量顯著增加，增加了38.6%；腐殖酸鉀處理與對照無顯著差異；但施用生石灰使速效鉀含量顯著降低，降低了17.0%。相對于對照處理，施用生物炭和腐殖酸鉀均分別提高兩種類型土壤的有機質含量，但影響效果不同，其中以生物炭處理效果最好，黃棕壤上有機質含量提高了168.4%，紅壤上有機質含量提高了775.6%，說明生物炭可以促進土壤有機質的積累；腐殖酸鉀處理與對照無顯著差異；但施用生石灰使兩種土壤上有機質含量顯著降低，分別降低了43.6%和19.5%。總體而言，兩種類型酸性土壤下，施用生物炭對堿解氮、有效磷、速效鉀和有機質的作用最明顯，其作用效果優于腐殖酸鉀或生石灰。

表4 不同改良劑對兩種類型土壤養分的影響

2.5 不同改良劑對兩種類型土壤pH及交換性鋁的影響

圖2顯示，各處理土壤pH均較對照提高，但提高幅度相差較大，其中黃棕壤上生物炭處理提高1.39個單位，其效果高于腐殖酸鉀處理，但較生石灰處理的低，施用生石灰提高3.25個單位；紅壤上生物炭處理提高0.82個單位，腐殖酸鉀和生石灰處理分別提高0.52和3.22個單位。總的來說，各處理對黃棕壤和紅壤兩種典型土壤pH的影響表現出一致性，均以生石灰效果最好，其次是生物炭，最差的是腐殖酸鉀。交換性Al3+對植物生長的影響最大。黃棕壤和紅壤上添加生物炭均顯著降低交換性鋁含量，分別降低了89.3%和93.9%，其效果優于腐殖酸鉀處理，但與生石灰處理無顯著差異。添加腐殖酸鉀對黃棕壤和紅壤上交換性鋁含量影響不同，黃棕壤交換性鋁含量有所增加，但紅壤交換性鋁含量顯著減少，其中紅壤上對照處理為448.72 μg·g-1，腐殖酸鉀處理為371.81 μg·g-1，腐殖酸鉀對紅壤交換性鋁含量的減少幅度較小，其含量仍很高。無論是在黃棕壤上還是紅壤上，添加生物炭和生石灰均提高土壤pH，降低交換性鋁含量；黃棕壤上施用腐殖酸鉀提高土壤pH，增加交換性鋁含量，紅壤上施用腐殖酸鉀使土壤pH增加且使交換性鋁含量降低。

圖2 不同改良劑對兩種類型土壤pH及交換性鋁的影響

2.6 不同改良劑對兩種類型土壤酶活性的影響

如表5所示，相對于對照處理，黃棕壤上各處理均增加了脲酶活性，施用生物炭增加幅度最大，增加了24.2%，生物炭處理顯著優于生石灰和腐殖酸處理，其中生石灰處理顯著增加了11.1%，而腐殖酸鉀處理與對照無顯著差異；紅壤上各處理與黃棕壤不同，施用生物炭和腐殖酸鉀均未達到顯著水平，其中生物炭處理僅增加了19.0%，而生石灰處理降低脲酶活性，達到顯著水平，降低了28.6%。相對于對照處理，施用生物炭對兩種土壤蔗糖酶活性無顯著影響；黃棕壤和紅壤上施用腐殖酸鉀和生石灰均顯著增加了蔗糖酶活性，其中在黃棕壤上分別增加了44.7%和99.0%，在紅壤上分別增加了152.7%和303.6%，且均以施用生石灰效果最好。相對于對照處理，施用生物炭顯著增加了黃棕壤和紅壤的酸性磷酸酶活性，分別增加了51.9%和132.4%；施用腐殖酸鉀對兩種類型土壤酸性磷酸酶活性均未顯著影響；施用生石灰對黃棕壤的酸性磷酸酶活性無顯著影響，但顯著降低了紅壤的酸性磷酸酶活性，降低了70.5%。

表5 不同改良劑對兩種類型土壤酶活性的影響

3 討論

3.1 改良劑施用對兩種類型土壤上白菜生長的影響

本試驗中，兩種酸性土壤上施用生物炭、生石灰和腐殖酸鉀后，白菜的生長狀況在一定程度上均得以改善，諸多研究[5-6,8]有類似的結果。相比于黃棕壤，紅壤上白菜的生物量減少，葉片丙二醛含量較高，受逆境脅迫程度大，對比兩種土壤的性質發現紅壤中各處理的有效磷含量與pH均低于黃棕壤，其交換性鋁含量均遠遠高于黃棕壤，因此這可能與紅壤中低有效磷含量、低pH及鋁毒害等因素[21]密切相關。黃棕壤上施用生物炭、腐殖酸鉀和生石灰均顯著提高了白菜產量，促進其對氮磷鉀養分吸收與積累，增加葉片可溶性蛋白含量且顯著降低丙二醛含量，增強其抗逆性；3種改良劑中以生物炭的改良效果較小，可能是生物炭自身含有少量有毒物質使其對作物產量的提升局限于一定范圍之內，王欣等[22]的研究有相同的結果。值得注意的是，腐殖酸鉀在兩種土壤上的改良效果表現不同，黃棕壤上施用腐殖酸鉀對白菜的影響較好，可能是由于腐殖酸鉀作為一種生理活性物質，促進白菜根系生長發育，進而對白菜生長的促進作用較為明顯。梁太波等[23]對生姜的研究以及王宇函等[24]對白菜的研究有相同的結果；然而紅壤上施用腐殖酸鉀對白菜的生長無明顯改善作用，對比腐殖酸鉀和生物炭處理不難發現，施用腐殖酸鉀后紅壤pH 提升0.52個單位，交換性鋁含量為371.81 μg·g-1，白菜長勢較好的生物炭處理的紅壤pH 提升0.82個單位，交換性鋁含量僅為27.48 μg·g-1，說明腐殖酸鉀處理的白菜生長受到抑制主要與鋁毒害有密不可分的聯系；但KALIS等[25]研究認為腐殖酸鉀可與鋁結合降低其生物利用度和毒性，與本結果不太一致，對此，DOBRANSKYTE等[26]認為腐殖酸鉀僅部分減少鋁毒害，且形成的腐殖酸-鋁復合物仍對作物有毒害作用，因此腐殖酸鉀并不能較好地改善土壤肥力，只是很大程度上利于作物根系發育從而促進其生長，其作用存在一定局限性。

3.2 改良劑的施用對兩種類型土壤肥力的影響

本研究中，與對照和腐殖酸鉀處理相比，施用生物炭后，土壤堿解氮含量顯著降低，這與張晗芝等的研究[27]結果一致，其可能是由于生物炭具有很高的C/N以及不穩定碳分解導致氮的固定，從而降低了堿解氮的含量；然而，宋大利等[28]研究表明生物炭提高潮土土壤速效氮含量，其結果與本研究相矛盾，這可能與土壤性質以及生物炭用量有關。生物炭與其他改良劑對土壤有效磷含量的影響不同。施用腐殖酸鉀和生石灰較施用生物炭其土壤有效磷含量減少，這可能與改良劑性質和土壤pH變化[29]有密切聯系。一方面，生物炭自身含有豐富的磷素，添加后不僅會直接提高土壤有效磷的含量，還會促進磷酸根在土壤中的溶解[30]，但腐殖酸鉀和生石灰的磷素含量較低；另一方面，生物炭對土壤pH起緩沖作用[10]，提高了黃棕壤和紅壤的pH，進而減少了磷素在土壤中的固定；雖生石灰也顯著提高了土壤pH，但胡敏等[8]認為生石灰pH較高，使得土壤pH過高，交換鋁水解產生對磷具有強吸附作用的羥基鋁聚合物，從而降低磷的有效性。雖然生物炭施用均增加了土壤有效磷含量，但在黃棕壤和紅壤中表現不一致，其在黃棕壤中達到顯著水平，但在紅壤中未達到顯著水平。這可能是由于紅壤中鐵氧化物對磷的吸附以及養分易淋失等[31]原因造成的。各處理中土壤速效鉀含量均較高，3種改良劑中以生物炭施用影響效果最好，是因為生物炭含有礦質養分且由于孔隙結構和巨大的表面積使其易吸附鉀離子[5]，從而提高了土壤速效鉀含量；但值得注意的是，腐殖酸鉀雖然含有大量速效鉀養分，但其對土壤鉀養分的提高較生物炭差，腐殖酸可與金屬離子絡合影響金屬離子的可用性[32]，而且其結構復雜，可能導致金屬結合位點的類型和數量分布發生變化[33]，從而降低土壤速效鉀含量。

在兩種土壤上，與對照處理相比，施用生物炭均增加脲酶、酸性磷酸酶的活性，施用腐殖酸鉀對脲酶、酸性磷酸酶無顯著影響，而施用生石灰顯著降低脲酶、酸性磷酸酶的活性。蔗糖酶與其他酶不同，施用生石灰和腐殖酸鉀均顯著增加蔗糖酶活性，而生物炭對該酶活性無顯著影響。相關研究[15,34]表明生物炭可以改變土壤微生物的數量和活性，在提高土壤酶促反應速率的同時，增加酶-底物復合物的穩定性，從而提高土壤脲酶、酸性磷酸酶活性；然而蔗糖酶的輔基會受到某些陰離子的封阻[35]，在提高酶活性的同時也被一些因素限制，因此生物炭對蔗糖酶活性無顯著影響；而生石灰使得土壤養分降低、pH過高[36]也會間接影響土壤酶活性的大小。

4 結論

4.1 施用生石灰和生物炭均顯著增加兩種土壤上白菜產量，且增強其抗逆性。添加腐殖酸鉀在黃棕壤和紅壤上的效果不同，其明顯促進黃棕壤上白菜生長，提升其抗逆性并提高產量，但對紅壤上白菜的生長無明顯改善作用。

4.2 施用生物炭、生石灰和腐殖酸鉀均提高了兩種土壤的pH，降低了堿解氮含量；施用生物炭增加了土壤的有效磷、速效鉀、有機質的含量、增強脲酶及酸性磷酸酶的活性，減少了交換性鋁含量；施用生石灰促進了蔗糖酶活性提升，減少了有效磷、速效鉀、有機質含量、降低脲酶與酸性磷酸酶活性以及交換性鋁含量；添加腐殖酸鉀提高了土壤的pH、有機質含量和蔗糖酶活性，降低了有效磷含量。

因此，生物炭、生石灰和腐殖酸鉀對兩種酸性土壤上白菜生長和土壤肥力的改良效果有較大差異，但其在長期應用中的具體機制有待進一步探索。

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（責任編輯 李云霞）

Effects of Biochar and Other Amendments on the Cabbage Growth and Soil Fertility in Yellow-brown Soil and Red Soil

Lü Bo, WANG YuHan, XIA Hao, YAO ZiHan, JIANG CunCang

(College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University/Microelement Research Center, Wuhan 430070)

【Objective】A pot experiment of cabbage was conducted to investigate the various effects of 3 soil amendments (biochar (C), potassium humate (HA-K) and lime (CaO)) on plant growth and soil fertility of yellow-brown soil and red soil, so as to provide information for reasonable use of soil amendments.【Method】The present research set 4 different treatments in 2 different types of soil to study biomass, nutrient content, soluble protein and malondialdehyde content of cabbage and pH, available nutrients content, exchange-aluminum (Al) content and enzyme activity in soil.【Result】The results showed that: (1) compared with control treatment, the application of biochar and lime promoted the growth and stress-tolerance of cabbage in yellow-brown soil and red soil, in consequence of improved cabbage yield, nitrogen (N) and potassium (K) content, soluble protein content, and reduced malondialdehyde content in leaf. However, after HA-K application, the cabbage yield in yellow-brown soil was increased to 25.93 g/plant, while only 0.18 g/plant in red soil; (2) the effects of the 3 amendments on soil fertility differed in yellow-brown soil and red soil were different. Biochar application increased soil pH, available phosphorus (P), available K, organic matter, activities of urease and acid phosphatase, which improved soil fertility of the two types of soil. In addition, the supply of C significantly decreased alkaline hydrolysis N and exchange-Al content in soil. The soil pH and organic matter content in yellow-brown soil increased by 1.39 units and 168.4%, respectively, and the exchange-Al content decreased by 89.3%, while the pH value and organic matter content in red soil increased by 0.82 and 775.6%, respectively, and the exchange-Al content decreased by 93.9%. What was more, the application of HA-K and CaO significantly increased soil pH and invertase activity, and reduced exchange-Al content in both two types of soil. However, there were no significant effects of HA-K on available P, available K, organic matter, urease and acid phosphatase activities, and exchange-Al content, while significantly reduced the content of alkali-hydrolyzed N. The application of CaO only reduced soil alkaline N, available P and organic matter.【Conclusion】Generally, All of the 3 different soil amendments had great effects on the growth of cabbage and soil fertility in two different types of soil. Lime and biochar were recommended soil amendments, which could improve not only the soil fertility but also the yield of cabbage, and the application effect of humate potassium in yellow brown soil was better than that in red soil.

biochar; humate potassium; lime; cabbage growth; soil fertility; yellow-brown soil; red soil

2018-04-08；

2018-07-17

國家重點研發計劃（2017YFD0200803）、中央高?；究蒲袠I務費專項資金（2017PY055）

呂波，E-mail：lvbo2017@webmail.hzau.edu.cn。

姜存倉，E-mail：jcc2000@mail.hzau.edu.cn