Page 67 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第2期

62 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷

原料生物炭对土壤氮素转化及理化性质的影响是否 活性的测定；剩余土样进行风干，将风干土样分别研
存在显著差异，土壤氮素转化过程与理化性质和酶 磨后过 0.850 mm 和 0.150 mm 孔径筛，放入自封袋保
活性的变化是否存在联系，相应研究报道较少。因 存，用于土壤pH、有机质等理化性质的测定。
此，本研究通过室内培养试验，测定土壤矿态氮含 1.3 测定方法
量、理化性质及 C、N 循环相关酶活性，探究不同原料 生物炭 pH 采用 pH 计法测量（水土质量比 5∶1）；
生物炭对土壤氮素转化的影响及改良酸性红壤的效 用元素分析仪测定生物炭中 C、N 含量。生物炭中矿
应，以期为生物炭选择利用及酸性土壤改良提供 质元素测定参考林庆毅等 ［14］ 的方法：取 0.2 g 生物炭
依据。 于坩埚中，先用马弗炉 500 ℃加热 4 h 后再用 25 mL
+
+
1 材料与方法 1 mol/L HCl 浸提。用火焰光度法测定 Na 和 K 含
2+
量，用原子吸收光谱仪测定Ca 、Mg 含量。
2+
1.1 供试材料 土壤基本理化性质参照《土壤农化分析》 的方
［15］
供 试 酸 性 红 壤 采 自 湖 北 省 咸 宁 市 贺 胜 桥 镇 法测定：土壤 pH 值采用 pH 计法测量（水土质量比
（114°42′E，29°99′N），选取 0~20 cm 耕层土壤。土 2.5∶1）；土壤有机质用重铬酸钾容量法-外加热法测
壤经自然风干，除去石块及植物残体后过孔径 2 cm 定；土壤全氮使用酸消煮后流动分析仪测定；土壤铵
筛，混匀备用。其基本理化性质：pH 5.29，有机质 态氮与硝态氮用 1 mol/L KCl 浸提，流动分析仪测
5.49 g/kg，铵态氮 3.60 mg/kg，硝态氮 5.93 mg/kg， 定；采用 0.5 mol/ L NaHCO 3 浸提，钼锑抗比色法测
速效磷4.40 mg/kg，速效钾116.20 mg/kg。供试生物 定土壤速效磷；采用 NH 4 OAc 浸提，火焰光度法测定
炭是河南立泽环保科技有限公司分别以水稻秸秆、 土壤速效钾。氮素矿化积累量、氮素净矿化速率
稻壳以及园林杂木为原料在 500 ℃下制备的，基本性 （R m ）和净硝化速率（R n ）的计算参考李平等 ［16］ 的
质见表1。 研究。
表1 生物炭的基本性质 采用荧光微孔板酶检测技术 ［17］ 测定土壤 β-D-葡
Table 1 Basic properties of biochar
萄糖苷酶（β-G）、β-纤维二糖苷酶（CBH）、N-乙酰氨
K/ Na/ Ca/ Mg/
材料Materials pH C/% N/% 基葡萄糖胺酶（NAG）活性，均以荧光物质 4-羟甲基-
% % % %
7-香豆素（MUB）作为标准物。每个处理在 96 孔板
稻秆炭
11.08 36.5 0.5 3.3 0.9 2.9 0.2 上设置样品孔、空白对照、阴性对照、淬火对照和参
Rice straw biochar
考对照，25 ℃黑暗条件下培养 4 h 后用酶标仪测定荧
稻壳炭
10.34 34.8 0.3 0.6 0.1 0.2 0.1
Rice husk biochar 光值，激发波长和检测波长分别为365和450 nm。采
木屑炭 用江苏酶标生物有限公司的 Elisa试剂盒测定土壤氨
9.23 20.4 0.1 0.2 0.1 2.2 0.1
Wood biochar 单加氧酶（AMO）、羟胺氧化还原酶（HAO）、亚硝酸
1.2 试验处理 氧化还原酶（NXR）活性。
试验在塑料盒中进行，每盒装 200 g 风干土（过 1.4 数据处理
孔径 1 cm 筛）。先将土壤加水至饱和持水量，静置熟 所有数据采用 Excel 软件进行整理统计，SPSS
化 7 d 后，将土壤、肥料和生物炭按处理混匀开始培 20.0 软件进行数据的统计分析，运用单因素方差和
养。试验设 5 个处理：CK（不施生物炭，不施肥）、F Duncan’s 检验进行处理间的差异显著性检验（α=
（单施化学肥料）、B 1 （3% 水稻秸秆生物炭+化学肥 0.05），并用 Origin 2021 和 Adobe Illustrator 软件制
料）、B 2 （3% 水稻壳生物炭+化学肥料）、B 3 （3% 木屑 图，数据表示为“平均值±标准差”（n=3）。
生物炭+化学肥料），每个处理重复 3 次。化学肥料 2 结果与分析
施用量为：每盒尿素 0.086 g、磷酸氢二钠 0.233 g、氯
化钾 0.076 g，即 N、P、K 含量分别为 0.200、0.100、 2.1 不同原料生物炭对土壤基本性质的影响
0.200 g/kg。试验于 2021 年 4 月 9 日至 6 月 5 日在华 由表 2 可知，培养 50 d 后，与 CK 处理相比，F 处
中农业大学盆栽场进行。分别在培养的第 1、5、10、 理土壤 pH 降低了 0.54 个单位。施加生物炭后土壤
20、35、50 天进行取样，取样时先取一部分土壤鲜样， pH 显著提高（P＜0.05），与 F处理相比，B 1 、B 3 处理土
放于-20 ℃冰箱保存，用于土壤铵态氮、硝态氮和酶 壤 pH 分别提高了 0.64和 0.20个单位，而 B 2 处理无显