施用不同類型生物質炭對紅黃壤團聚體碳氮分布的影響

摘要： 于2018—2020年開展定位試驗，在同一溫度（350 ℃）下熱裂解的玉米秸稈炭、水稻秸稈炭、豬糞炭分別以0、0.75%、2.25%的添加量施入種植油菜—玉米的新墾紅黃壤農田中，研究不同類型的生物質炭及其不同施用量對土壤團聚體粒徑分布、碳氮分布規律的影響。結果表明，不同類型的生物質炭及其不同施用量對土壤團聚體粒徑分布均未產生顯著的影響。與對照（CK）相比，各施炭處理中豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）對各粒徑團聚體中全氮含量的提升最為顯著，在gt;0.250、0.250～0.053、lt;0.053 mm粒徑團聚體中分別顯著提高106.49%、32.82%、78.57%（Plt;0.05）。施用生物質炭顯著提升了紅黃壤各粒徑團聚體中有機碳含量，gt;0.250 mm粒徑團聚體中2.25%施用量的玉米秸稈炭（CSB2）、豬糞炭（PMB2）提升效果最好，分別提高308.40%、328.46%。在gt;0.250 mm與0.250～0.053 mm 粒徑團聚體重組組分中，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）對于全氮含量提升效果最顯著，其他施炭處理相比對照（CK）均顯著提升了全氮含量但是不顯著。豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）對于gt;0.250、0.250～0.053 mm 粒徑團聚體重組組分有機碳含量提升最明顯，lt;0.053 mm粒徑團聚體中玉米秸稈炭2.25%施用量處理（CSB2）提升最高，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）次之。團聚體與重組碳氮比在gt;0.250、lt;0.053 mm 2個粒徑團聚體中均是玉米秸稈炭2.25%施用量處理（CSB2）下最高，且gt;0.250、0.250～0.053 mm粒徑中重組碳氮比顯著高于原土。原土和重組中碳氮比與貢獻率之間僅在gt;0.250 mm粒徑團聚體中存在顯著弱相關，在其他粒徑團聚體中均不相關。說明新墾紅黃壤農田中施用生物質炭2年后，土壤中碳氮等理化性質受到了生物質炭引發的激發效應，但是未影響土壤團聚體分布。

關鍵詞： 生物質炭；粒徑；團聚體；碳氮比；重組；有機碳；全氮；紅黃壤

中圖分類號：S152.3 "文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）01-0240-08

土壤團聚體為土壤結構的最基本單元［1］。不同粒徑的團粒組合影響著表土層的土壤結構，綜合協調著土壤水分循環與養分分布［2］，團聚體穩定與否反映土壤是否具備優異的適于農業生產的土壤結構［3］。土壤有機碳作為團粒結構的膠結物質之一［4］，與土壤中碎散腐殖質、菌絲等多種物質膠結而成的團粒結構在外力擠壓的影響下形成了土壤的穩定狀態。團聚體固相骨架所具有的高孔隙度特點不但為微生物提供更適宜的棲息環境［5］，也對內部有機碳形成物理保護以有效減少與外界的接觸面積，降低土壤有機物質的礦化與分解，促進土壤有機碳固持。因此，土壤碳固存與養分保持等生態功能和土壤團聚體結構的調控密切相關［6］。

人類的耕作活動將大團聚體破碎化，使內部有機碳被微生物等消耗分解［7］，而外施生物質炭等富碳物料能促進團聚體膠結，可顯著降低耕作活動對于團粒穩定結構的影響［8］，新墾土地作用更加明顯。施用生物質炭會造成植物根際的激發效應，同時土壤結構與團聚體粒徑分布也會影響根際激發效應的方向和強度，多種潛在機制相互影響造成根際土壤碳氮比的動態變化。目前，生物質炭激發效應與土壤性質之間的關系尚無定論。譚文峰等認為，大粒徑微團聚體對有機碳的物理保護作用強于小粒徑微團聚體，而小粒徑微團聚體對有機碳的化學保護作用更能占據主導地位［9］。在撂荒恢復的土地中，大團聚體有機碳含量的增加是由大團聚體總量的增加主導的，其次依賴于大團聚體有機碳含量的增加［10］。生物質炭在土壤中的長期固碳功能是其中最重要的功能［11］。與制炭的原生物質材料相比，由于生物質炭中的碳元素有著高度芳香化的特征［12］，生物質炭在土壤中極為穩定，它的固碳時間可達數百年乃至數千年之久［13］。生物質炭的添加會對土壤質地、土壤性質以及土壤微生物群落等產生巨大的影響，通過間接改變土壤理化性質作用于土壤中原有機碳的礦化［14-15］。廢墾土地施入生物質炭等有機物料可以促進土壤中各密度組分中有機碳、氮的形成和積累，但更有利于土壤中胡敏酸和胡敏素等有機化合物的積累，從而有效提升土壤有機質的腐殖化水平，進一步提高土壤有機質的穩定性。焦歡等發現，單施有機肥顯著提高了復墾土壤輕組有機碳含量［16］。Tong等基于17年長期定位試驗發現，礦物結合有機碳是紅壤主要的固碳組分，游離顆粒有機碳對于施肥處理具有極其敏感的響應［17］。Lu等研究發現，生物質炭在沙壤土中會引發負激發效應［18］。

關于生物質炭施入土壤對土壤團聚體及其穩定性的研究仍存有較多爭議。付琳琳等在對水稻土一次施用生物質炭的3年定位研究中發現，生物質炭施用會對土壤團聚體中有機碳造成正向的積累作用，有機碳含量得到顯著提升［19］。但也有研究表明，生物質炭的施用并不會對土壤中團粒膠結形成的大團聚體產生影響［20］。

基于多種生物質炭施用試驗對于土壤團聚體碳氮分布研究結果有著不同的結論。生物質炭常為堿性，且對有機碳的研究并未消除生物質炭本身作為惰性碳源的影響。本試驗于2018—2020年通過田間微區長期定位試驗，研究油菜—玉米下不同生物質炭在不同施用量下對新墾紅黃壤農田土壤團聚體粒徑分布、團聚體中原土與重組組分碳氮含量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

定位試驗始于2018年5月。試驗田位于浙江科技學院校內東南向的山谷中，屬亞熱帶季風氣候，年均溫17.3 ℃，年均降水量 1 437 mm，年平均日照時數1 657.9 h。土壤為硅鐵質砂巖風化殼發育形成的黃壤，種植制度為玉米（夏）—油菜（冬）。供試土壤初始理化性質為：有機碳含量3.93 g/kg，全氮含量1.04 g/kg，全鉀含量4.73 g/kg，全磷含量5.02 g/kg，pH值7.17。

1.2 試驗設計

本研究共設8個處理，3次重復，共24個小區。試驗小區區劃采用隨機區組試驗設計，每個小區凈長6 m，寬3.5 m，面積為21 m2，相鄰小區通過水泥墻隔開，上部露土約10 cm。8個處理分別為不施肥不施生物質炭（CK）、單施氮磷鉀肥（NPK）、玉米秸稈炭0.75%與2.25%施用量還田（CSB1與CSB2）、水稻秸稈炭0.75%與2.25%施用量還田（RSB1與RSB2）、豬糞炭0.75%與2.25%施用量還田（PMB1與PMB2）。肥料施用量與常規施肥處理相同，玉米栽培季氮肥施用量為225 kg/hm2，磷肥施用量為120 kg/hm2，鉀肥施用量為180 kg/hm2；油菜栽培季氮肥施用量為180 kg/hm2，磷肥施用量為 90 kg/hm2，鉀肥施用量為120 kg/hm2。生物質炭基本理化性質見表1。

1.3 樣品采集與分析

采樣時間為2020年9月上旬。在玉米收獲后隨機采集10株玉米根系，取玉米根際土壤，混合均勻后為1個土壤樣品，帶回實驗室。將土樣內植物殘體、礫石等剔除減少試驗誤差，輕輕沿土壤自然裂縫掰開，避免破壞土壤結構，風干。隨后挑去細根與石塊，用四分法后采集250 g土壤，用于篩分土壤團聚體，通過振篩器所放置的套篩將土樣分離為不同粒徑（gt;0.250、0.250～0.053、0.053 mm）的團聚體，再按照團聚體各組分占比將干篩土樣配樣后放入裝有去離子水的水桶套篩中篩分出水穩性團聚體［21］。

有機質組分的分離參考傅積平等的方法［22］，通過使用1.8 g/cm3 NaI溶液將水穩性團聚體分散并通過密度差異分離出重組部分，然后將重組土樣研磨，過100目篩，測定有機碳和全氮含量。在此基礎上計算碳氮比（C/N）和團聚體有機碳（全氮）貢獻率。

C/N=土壤中有機碳含量/土壤中全氮含量；

團聚體有機碳（全氮）貢獻率=該粒級團聚體中有機碳（全氮）含量×該團聚體含量/原土有機碳（全氮）含量×100%。

1.4 數據計算與處理

采用Microsoft Excel 2016進行數據處理，利用DPS數據處理系統7.05進行試驗數據的統計分析，采用Duncan's法在α=0.05水平進行差異顯著性檢驗，使用GraphPad Prism繪制圖形。

2 結果與分析

2.1 生物質炭施用對紅黃壤土壤團聚體組成的影響

各處理下紅黃壤團聚體粒徑分布結果見表2。土壤團聚體粒徑分布主要以gt;0.25 mm 粒徑團聚體為主，占比達49.59%～57.39%；其次為 0.250～0.053 mm 粒徑團聚體，占比為24.50%～28.21%；lt;0.053 mm粒徑團聚體占比最小，僅占15.67%～23.07%。各粒徑團聚體占比在不同處理之間均未有顯著性差異（Plt;0.05）。

2.2 生物質炭施用對團聚體全氮與有機碳含量的影響

由圖1可知，在紅黃壤gt;0.250 mm與0.250～0.053 mm粒徑團聚體中，所有處理全氮含量相比于對照（CK）均有提高。生物質炭施用處理下，gt;0.250 mm 粒徑團聚體全氮含量為1.33～2.23 g/kg，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）較對照差異最明顯；0.250～0.053 mm粒徑團聚體全氮含量為1.45～1.74 g/kg，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）最高；lt;0.053 mm粒徑團聚體中全氮含量為0.40～0.75 g/kg，豬糞炭處理相比植物秸稈炭處理對此粒徑全氮含量提升效果更好，相比對照（CK），豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）在 gt;0.250、0.250～0.053、lt;0.053 mm粒徑團聚體中分別顯著提高106.49%、32.82%、78.57%（Plt;0.05）。

從各處理團聚體有機碳含量統計結果（圖2）可知，在gt;0.250 mm粒徑團聚體中，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）與玉米秸稈炭2.25%施用量處理（CSB2）中有機碳含量較高，在gt;0.250 mm粒徑團聚體中，2.25%施用量的玉米秸稈炭處理（CSB2） 有機碳含量比對照提高308.40%，2.25%施用量的豬糞炭處理（PMB2）比對照提高328.46%，且所有施炭處理與對照（CK）相比有機碳含量均有顯著提升。而在0.250～0.053 mm粒徑團聚體中，水稻秸稈炭2.25%施用量處理（RSB2）對有機碳含量的提升效果最佳，且所有施炭處理與對照（CK）相比有機碳含量均有顯著的提升效果，植物秸稈炭處理隨著施用量的增加也顯著提高了此粒徑團聚體有機碳含量，而豬糞炭施用量對有機碳含量的提升效果相反。在lt;0.053 mm 粒徑團聚體中，施用0.75%生物質炭（CSB1、RSB1、PMB1）對于有機碳含量有顯著的提升效果，但是這3個處理之間差異不顯著；玉米秸稈炭2.25%施用量處理（CSB2）對此團聚體有機碳含量提升最顯著，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）次之。所有處理的有機碳含量都與對照（CK）相比具有顯著性提升。

2.3 生物質炭施用對團聚體重組全氮與有機碳含量的影響

各粒徑團聚體重組組分中全氮含量（圖3）顯示，在gt;0.250 mm粒徑團聚體重組中，除對照（CK）以外，其他處理之間全氮含量沒有顯著性差異，且玉米秸稈炭0.75%施用量處理（CSB1）以外的所有處理中全氮含量均相比對照（CK）有顯著提高；在0.250～0.053 mm 粒徑團聚體重組組分中，各處理的全氮含量與對照相比均有提升，且除水稻秸稈炭2.25%施用量處理（RSB2）以外均有顯著性提升效果； lt;0.053 mm粒徑團聚體重組中的全氮含量在3種粒徑團聚體中最高，除玉米秸稈炭0.75%施用量處理（CSB1）以外的所有處理中全氮含量均與對照（CK）有顯著差異性（Plt;0.05）。在所有粒徑團聚體重組中，豬糞炭2.25%施用量處理（PMB2）的全氮含量最高。

從團聚體重組有機碳含量（圖4）可以看出，生物質炭的施用對于各粒徑團聚體重組中有機碳含量的影響高于其對全氮含量的影響。除gt;0.250 mm 團聚體中豬糞炭0.75%施用量處理（PMB1）相比于對照（CK）重組有機碳含量提升效果較小外，其他處理均對重組有機碳含量有著顯著影響（Plt;0.05），其中玉米秸稈炭2.25%施用量處理（CSB2）、豬糞炭2.25%施用（PMB2） 對于各粒徑團聚體重組有機碳"含量的提升在所有處理中效果較好。

2.4 生物質炭施用對各粒徑團聚體碳氮比的影響

從不同粒徑團聚體及重組碳氮比（圖5）可以看出，gt;0.250 mm 與0.250～0.053 mm等2個粒徑團聚體中的碳氮比顯著低于lt;0.053 mm粒徑團聚體，gt;0.250、0.250～0.05 mm粒徑團聚體中碳氮比 分別為3.4～10.45、2.86～6.30。 而各粒徑之間重 組碳氮比總體未有顯著差異，且gt;0.250 mm與0.250～ 0.053 mm 2個粒徑團聚體中原土碳氮比顯著小于重組部分碳氮比。在原土碳氮比中，除0.250～0.053 mm粒徑團聚體中碳氮比隨豬糞炭施用量增加減小以外，其他處理土壤碳氮比均隨著施用量增加而增高。gt;0.250 mm粒徑團聚體重組組分施炭處理碳氮比除豬糞炭處理隨著施用量增加而顯著提高，秸稈炭處理碳氮比未隨著施用量變化而顯著變化；0.250～0.053 mm粒徑團聚體重組組分中，施炭處理碳氮比變化趨勢與gt;0.250 mm粒徑團聚體中重組組分相反，僅豬糞炭施用處理未隨施用量變化而顯著變化；lt;0.053 mm重組部分施炭處理碳氮比僅玉米秸稈炭處理施用量增加而顯著提高，其他2種生物質炭處理施用量變化未對重組碳氮比產生顯著影響。團聚體與重組部分lt;0.053 mm粒徑中豬糞炭處理土壤的碳氮比均相比對照（CK）未有顯著變化。

各粒徑團聚體和重組土壤中碳氮比與貢獻率的相關性分析結果見表3，生物質炭施用對于土壤各粒徑團聚體理化性質有不同程度的改變，在 gt;0.250 mm 粒徑中，團聚體與重組土壤碳氮比與貢獻率之間為顯著弱相關；而在0.250～0.053 mm與lt;0.053 mm粒徑中，團聚體與重組土壤碳氮比與貢獻率皆為不相關關系。

3 討論

3.1 生物質炭施用對紅黃壤土壤團聚體粒徑分布的影響

土壤大團聚體的膠結是由微生物活動、植物根系、氣候等多種因素相互作用而綜合影響的過程，高占比的大團聚體意味著土壤團粒膠結具有非常強的穩定性，對于土壤中植物根系、雨水侵蝕有著較強的抵抗能力［23］。本研究結果顯示，在紅黃壤施用2年生物質炭的情況下，所有生物質炭處理均未能使土壤中gt;0.250 mm粒徑水穩性團聚體的含量得到顯著變化，這與王富華等的研究結果［24］相似。雖然破碎化的生物質炭本身作為多孔結構團聚著土壤中粒徑較小的黏粒部分［25］，且其表面所具有的如羥基、羧基等多種官能團所帶有的電荷，可通過靜電引力與礦物質顆粒相結合［26］，形成穩定的土壤團粒結構，但是生物質炭是裂解產生的高度羧酸酯化固態物質，其芳香化結構是其保持穩定性的基礎，微生物與自然環境難以分解這種惰性碳源使其更好地與土壤團粒膠結融合［27］。穩定性的土壤團聚體結構是膠結后的團粒經過外力的擠壓選擇而成的，生物質炭在施入土壤后對其理化性質的影響是一個長期的動態過程，無法在短期內通過影響植物根系與菌絲間接介導微團聚體向大團聚體膠結；且新開墾的紅壤具有立地條件差、耕作層瘠薄的特點，耕作層中大量存在的石塊導致膠結的大團聚體無法保持水穩性而破碎，無法形成穩定的大團聚體結構。Peng等在向紅壤施用稻草生物質炭的研究中并未發現生物質炭處理對于土壤中大團聚體的團聚作用產生影響［28］，本試驗結果與之相似。但李江舟等的研究結果顯示，土壤團聚結構對生物質炭用量反應明顯，大團聚體占比得到有效提升［29］。這說明具有不同性質的土壤在不同施用水平的生物炭處理下呈現著多種團聚體結構組成［30］，同時不同生物質的組織結構與內含物差異顯著，這使得不同原料在不同熱解溫度下所產生的生物質炭也有著巨大的結構區別［31］，因而對團聚體粒徑分布影響效果不同。

3.2 生物質炭施用對紅黃壤土壤團聚體與重組碳氮影響

生物質炭作為有機物料的熱裂解產物，其本質仍是富碳的有機物質，施入農田土壤后，通過間接改變土壤結構促進土壤中腐殖酸等活躍有機組分的形成［32-33］，而且其多孔結構營造了微生物適宜的生存環境，通過對微生物活性的提升促進土壤“協同共代謝作用”機制，提升了有機碳含量。土壤團聚體外部膠結的多種物質形成對于內部有機碳的有效物理保護并儲存在其中。安艷等的研究結果顯示，土壤中所有粒徑團聚體中有機碳含量均因生物質炭施用處理得到了有效提升，有機碳含量增加幅度與生物質炭的施用量顯著正相關［34］。本研究也發現，不同類型生物質炭處理隨著其施用量的增加顯著提高各粒徑土壤團聚體中的有機碳含量。由于生物質炭作為以富碳為主要特點的土壤改良劑，本身也是為土壤碳庫實現碳封存的重要參與者。在本研究中，gt;0.250 mm和lt;0.053 mm粒徑團聚體中有機碳含量最高，0.250～0.053 mm 粒徑團聚體中有機碳含量最低，這與Huang等的研究結果［35］一致。這表明大團聚體所存在的菌絲將部分穩定的生物質炭顆粒膠結其中，此粒徑團聚體所提升的有機碳含量多為生物質炭本身的惰性碳源；同時大團聚體中含有較多的腐殖質等物質也影響了有機碳含量［3］。

重組有機質由于其穩定性強，無法像活性有機碳對于外界環境具有敏感的反應［16］。在本試驗中，施用生物質炭也顯著提升了重組部分的有機碳含量，但是相比于團聚體總有機碳的提升幅度具有顯著的差異?？赡苁巧镔|炭優異的比表面積提供了微生物的生存空間，微生物活性的提升進而影響了土壤中不同有機組分的活化。

氮是植物發育所必需的營養元素，可吸收的氮元素維持著植物生長活動過程中多種重要化合物的組成，因此土壤碳氮之間具備一定程度的耦合關聯。本試驗結果顯示，施用不同類型生物質炭處理與對照相比，新墾紅黃壤根際土中各粒徑團聚體全氮含量均得到了大幅度的提升，且豬糞炭對于全氮含量提升最顯著，說明生物質炭施用會有效固持土壤中的氮素，同時一定程度上影響其轉化。Doydora等研究認為，pH值較小的生物質炭施用后能降低土壤中50%以上的氮素損失［36］，這與本試驗酸性生物質炭施用研究結果相似。同時，由于豬糞炭制備原料中相較于其他生物質炭原料具有較高的氮含量，此處理為外加氮源，因此具有最顯著的全氮含量。此外，本研究中施炭處理重組有機碳中全氮含量相比對照也有顯著提升，這說明生物質炭施用后，除本身對于氮素的吸附，還可能通過影響土壤環境進而增強微生物活性來間接動態影響土壤中的氮含量。 生物質炭的多孔結構為微生物提供了棲息環境與營養物質等碳源，提高了微生物合成氨基酸等代謝過程對氮的需求，進一步提升了固氮能力［37］。

3.3 生物質炭施用對紅黃壤土壤團聚體碳氮比與影響

土壤碳氮比與微生物對有機物的分解有著顯著的關聯，較高的碳氮比意味著土壤中對于碳源物質的分解不徹底，土壤碳庫可以得到有效的積累［38］。本研究中秸稈類生物炭施用處理能顯著提高新墾紅黃壤農田土壤碳氮比，且隨著施用量的增加會進一步增強碳氮比的提升效果；豬糞炭施用對于黏粒中碳氮比未產生影響。這與前人的研究結果［39］類似。這表明生物質炭可以對土壤中碳源物質形成有效的積累作用，為新墾土壤中營養元素與土壤結構的提升產生積極的影響。本研究發現，團聚體中碳氮比的變化并沒有隨著團聚體粒徑的增大而有升高的趨勢。雖然土壤團聚體作為微生物生存的重要載體，土壤碳氮比的變化可能會通過影響微生物的活動而影響大團聚體的膠結程度，但不同粒徑團聚體之間微生物也存在著一定的差異，使得土壤中碳氮固持和礦化有著差異，從而影響土壤的碳氮比。

4 結論

施用生物質炭未對新墾紅黃壤團聚體粒徑分布產生顯著影響，土壤團聚體穩定性無明顯變化，gt;0.250 mm粒徑團聚體占比最高，約50%。

土壤有機碳含量與全氮含量在各粒徑團聚體中隨生物質炭的施用量增加而增加，施用豬糞炭對于各粒徑團聚體中全氮含量增加效果最為顯著，土壤有機碳主要分布在gt;0.250 mm粒徑中，有機碳含量隨著團聚體粒徑的減小呈現“高—低—高”的趨勢。

土壤團聚體重組組分中有機碳和全氮含量均是lt;0.053 mm粒徑團聚體中最高，且各粒徑團聚體中生物質炭施用均顯著增加其含量。

本次新墾土壤生物質炭施用研究中 lt;0.053 mm 粒徑團聚體碳氮比最高，各粒徑團聚體重組組分碳氮比相近，無顯著差異，且原土與重組中僅gt;0.250 mm粒徑團聚體中碳氮比與貢獻率之間存在顯著弱相關，其他粒徑均不相關。

參考文獻：

［1］ Hans J V，Maria B，Alexandra K，et al. A holistic perspective on soil architecture is needed as a key to soil functions［J］. European Journal of Soil Science，2021，73（1）：13152.

［2］劉中良，宇萬太，周 樺，等. 不同有機廄肥輸入量對土壤團聚體有機碳組分的影響［J］. 土壤學報，2011，48（6）：1149-1157.

［3］Six J，Elliott E T，Paustian K. Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation：a mechanism for C sequestration under no-tillage agriculture［J］. Soil Biology and Biochemistry，2000，32（14）：2099-2103.

［4］劉鴻宇. 泡桐人工林土壤團聚體穩定性及其影響因素研究［D］. 長沙：中南林業科技大學，2020：1-5.

［5］Pulleman M M，Marinissen J C Y. Physical protection of mineralizable C in aggregates from long-term pasture and arable soil［J］. Geoderma，2004，120（3/4）：273-282.

［6］徐香茹，汪景寬. 土壤團聚體與有機碳穩定機制的研究進展［J］. 土壤通報，2017，48（6）：1523-1529.

［7］劉恩科，趙秉強，梅旭榮，等. 不同施肥處理對土壤水穩定性團聚體及有機碳分布的影響［J］. 生態學報，2010，30（4）：1035-1041.

［8］王秀娟，解占軍，董 環，等. 秸稈還田對玉米產量和土壤團聚體組成及有機碳分布的影響［J］. 玉米科學，2018，26（1）：108-115.

［9］譚文峰，朱志鋒，劉 凡，等. 江漢平原不同土地利用方式下土壤團聚體中有機碳的分布與積累特點［J］. 自然資源學報，2006，21（6）：973-980.

［10］ 王 興，鐘澤坤，張欣怡，等. 長期撂荒恢復土壤團聚體組成與有機碳分布關系［J］. 環境科學，2020，41（5）：2416-2424.

［11］Lehmann J. A handful of carbon［J］. Nature，2007，447（7141）：143-144.

［12］McBeath A V，Smernik R J. Variation in the degree of aromatic condensation of chars［J］. Organic Geochemistry，2009，40（12）：1161-1168.

［13］Fang Y Y，Singh B，Singh B P. Effect of temperature on biochar priming effects and its stability in soils［J］. Soil Biology and Biochemistry，2015，80：136-145.

［14］Wang J，Xiong Z，Kuzyakov Y. Biochar stability in soil：meta-analysis of decomposition and priming effects［J］. GCB Bioenergy，2016，8（3）：512-523.

［15］梁 堯，韓曉增，丁雪麗，等. 不同有機肥輸入量對黑土密度分組中碳、氮分配的影響［J］. 水土保持學報，2012，26（1）：174-178.

［16］焦 歡，李廷亮，高繼偉，等. 培肥措施對復墾土壤輕重組有機碳氮的影響［J］. 水土保持學報，2018，32（5）：208-213，221.

［17］Tong X G，Xu M G，Wang X J，et al. Long-term fertilization effects on organic carbon fractions in a red soil of China［J］. Catena，2014，113：251-259.

［18］Lu W W，Ding W X，Zhang J H，et al. Biochar suppressed the decomposition of organic carbon in a cultivated sandy loam soil：a negative priming effect［J］. Soil Biology and Biochemistry，2014，76：12-21.

［19］付琳琳，藺海紅，李戀卿，等. 生物質炭對稻田土壤有機碳組分的持效影響［J］. 土壤通報，2013，44（6）：1379-1384.

［20］葉麗麗，王翠紅，周 虎，等. 添加生物質黑炭對紅壤結構穩定性的影響［J］. 土壤，2012，44（1）：62-66.

［21］柴彥君. 灌漠土團聚體穩定性及其固碳機制研究［D］. 北京：中國農業科學院，2014：14-17.

［22］傅積平，張敬森，熊 毅. 太湖地區水稻土復合膠體的特性［J］. 土壤學報，1983，20（2）：112-128，215.

［23］Eynard A，Schumacher T E，Lindstrom M J，et al. Aggregate sizes and stability in cultivated South Dakota prairie ustolls and usterts［J］. Soil Science Society of America Journal，2004，68（4）：1360-1365.

［24］王富華，黃 容，高 明，等. 生物質炭與秸稈配施對紫色土團聚體中有機碳含量的影響［J］. 土壤學報，2019，56（4）：929-939.

［25］姬 強. 不同耕作措施和外源碳輸入對土壤結構和有機碳庫的影響［D］. 楊凌：西北農林科技大學，2016：40-42.

［26］謝嘉煒，魏 龍，肖石紅，等. 連州風電場對周邊土壤物理性質的影響［J］. 林業與環境科學，2021，37（4）：40-45.

［27］柯躍進，胡學玉，易 卿，等. 水稻秸稈生物炭對耕地土壤有機碳及其CO 2釋放的影響［J］. 環境科學，2014，35（1）：93-99.

［28］Peng X，Zhu Q H，Xie Z B，et al. The impact of manure，straw and biochar amendments on aggregation and erosion in a hillslope Ultisol［J］. Catena，2016，138：30-37.

［29］李江舟，代 快，張立猛，等. 施用生物炭對云南煙區紅壤團聚體組成及有機碳分布的影響［J］. 環境科學學報，2016，36（6）：2114-2120.

［30］Busscher W J，Novak J M，Evans D E，et al. Influence of pecan biochar on physical properties of a Norfolk loamy sand［J］. Soil Science，2010，175（1）：10-14.

［31］Peng X，Ye L L，Wang C H，et al. Temperature-and duration-dependent rice straw-derived biochar：characteristics and its effects on soil properties of an Ultisol in Southern China［J］. Soil and Tillage Research，2011，112（2）：159-166.

［32］花 莉，金素素，洛晶晶. 生物質炭輸入對土壤微域特征及土壤腐殖質的作用效應研究［J］. 生態環境學報，2012，21（11）：1795-1799.

［33］曹茜斐，謝軍祥，常堯楓，等. 生物質炭對氮轉化過程及其功能微生物影響研究進展［J］. 江蘇農業學報，2022，38（2）：558-566.

［34］安 艷，姬 強，趙世翔，等. 生物質炭對果園土壤團聚體分布及保水性的影響［J］. 環境科學，2016，37（1）：293-300.

［35］Huang R，Lan M L，Liu J，et al. Soil aggregate and organic carbon distribution at dry land soil and paddy soil：the role of different straws returning［J］. Environmental Science and Pollution Research，2017，24（36）：27942-27952.

［36］Doydora S A，Cabrera M L，Das K C，et al. Release of nitrogen and phosphorus from poultry litter amended with acidified biochar［J］. International Journal of Environmental Research and Public Health，2011，8（5）：1491-1502.

［37］Biederman L A，Harpole W S. Biochar and its effects on plant productivity and nutrient cycling：a meta-analysis［J］. GCB Bioenergy，2013，5（2）：202-214.

［38］Schipper L A，Sparling G P. Accumulation of soil organic C and change in C ∶ N ratio after establishment of pastures on reverted scrubland in New Zealand［J］. Biogeochemistry，2011，104（1）：49-58.

［39］Wang H H，Ren T B，Müller K，et al. Soil type regulates carbon and nitrogen stoichiometry and mineralization following biochar or nitrogen addition［J］. Science of the Total Environment，2021，753：141645.

收 稿日期：2023-02-14

基金項目：浙江省公益計劃（編號：LGN18D010004）；浙江省自然資源廳科技項目（編號：2022-83）。

作者簡介：顧 釗（1998—），男，山東濱州人，碩士研究生，研究方向為生物質資源利用。E-mail：guzhao112@163.com。

通信作者：柴彥君，博士，副研究員，研究方向為退化與污染農田的改良與修復。E-mail：chaiyanjun@zust.edu.cn。