摘要： 為探究生物炭在花生種植中對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤環(huán)境的影響，分析生物炭作為肥料緩釋載體實(shí)現(xiàn)花生減肥增效的栽培潛力，選用常見生物質(zhì)花生殼、稻殼、山核桃殼和竹粉為原料制備生物炭，并與化肥進(jìn)行總養(yǎng)分一致配比組合，施入山花15花生栽培土壤中，通過凱氏定氮法、釩鉬黃比色法、火焰光度計(jì)法分別測定花生各器官氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量和氣相色譜法測定花生脂肪酸成分確定不同來源生物炭對(duì)花生產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀及花生籽粒品質(zhì)的影響；通過堿解擴(kuò)散法、碳酸氫銨比色法、乙酸銨-火焰光度計(jì)法測定土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和16S高通量測序定量土壤細(xì)菌相對(duì)豐度，確定不同來源生物炭對(duì)花生土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明，相比常規(guī)施肥對(duì)照，施用4種生物炭減肥組合均可以顯著提高花生的養(yǎng)分吸收能力和產(chǎn)量。其中花生殼生物炭組合效果最佳，其莢果產(chǎn)量與地上部生物量較對(duì)照分別提高33.8%、46.9%。施用山核桃殼生物炭可以明顯提升花生籽粒中油酸的相對(duì)含量（相比對(duì)照提升29.9%）。此外，山核桃殼生物炭、稻殼生物炭和花生殼生物炭組合可以明顯提升土壤堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量，具備一定的土壤改良潛力。綜上，添加生物炭作為減肥增效栽培的重要手段，尤其是花生殼生物炭，在花生生產(chǎn)實(shí)踐中具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 生物炭；花生；土壤養(yǎng)分；油脂；生物量

中圖分類號(hào)：S565.206 "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）01-0105-07

生物炭是一種由農(nóng)林生物質(zhì)材料經(jīng)厭氧熱裂解加工而成的一種多孔富碳物質(zhì)。近年來，生物炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。多數(shù)研究結(jié)果表明，生物炭施入土壤后， 直接有利于增加土壤養(yǎng)分吸持容量，進(jìn)而提升土壤質(zhì)量［1］，生物炭降解后殘留的養(yǎng)分也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥鲤B(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量［2］。此外，基于生物炭在土壤中的穩(wěn)定性，具備提升土壤微生物多樣性的功能［3］。生物炭的生物質(zhì)來源直接影響其芳構(gòu)化以及養(yǎng)分含量［4］，秸稈類生物炭含有更高的營養(yǎng)元素，而殼類的生物炭有更大的比表面積［5-6］。因此，不同來源生物質(zhì)的生物炭性能存在一定差異，在作物栽培方面的應(yīng)用潛力還有待進(jìn)一步研究?；ㄉ俏覈匾挠土献魑铮?020年全國產(chǎn)量達(dá)1 799.3萬t，是我國主要的食用油來源之一［7］。王建國等認(rèn)為，土壤肥力是決定花生產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素之一，適宜的施氮量對(duì)花生各器官氮素的累積和花生增產(chǎn)顯著，花生結(jié)莢數(shù)、出米率與一定量的磷素肥料施用正相關(guān)，鉀肥對(duì)花生干物質(zhì)積累量有促進(jìn)作用［8-9］。Cahyanti等認(rèn)為，養(yǎng)分淋失速率過快是普通化肥利用率低的重要原因［10］，也是制約花生增產(chǎn)的關(guān)鍵因素，而使用制備簡單、養(yǎng)分負(fù)載量高、具備良好緩釋性能的生物炭作為肥料成分之一，理論上可以有效解決上述問題。目前已有研究使用生物炭進(jìn)行花生栽培［11］。

本研究選用常見的農(nóng)林廢棄物花生殼、山核桃殼、稻殼和竹粉為原料制備生物炭，并與化肥進(jìn)行總養(yǎng)分一致配比組合，施到花生栽培土壤中，研究對(duì)花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)，以及土壤養(yǎng)分的影響，進(jìn)而確定不同來源生物炭對(duì)花生增效的作用，以期為生物炭在花生綠色高效生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

所用花生品種為山東省主栽大花生品種山花15，材料來自于山東省煙臺(tái)市文登縣。

供試化肥包括尿素（N含量47.6%）、過磷酸鈣（P 2O 5含量12.7%）和氯化鉀（K 2O含量44.3%），由浙江禾綠豐肥料科技有限公司生產(chǎn)。

供試生物質(zhì)原料為花生殼、山核桃殼、稻殼和竹屑，由浙江省生物炭工程技術(shù)研究中心提供。具體制備方法如下：將原材料風(fēng)干后破碎，過 0.425 mm 篩后混勻，烘干備用。稱取一定質(zhì)量的備用生物質(zhì)原料置于可編程管式炭化爐中，在限氧條件下以15 ℃/min升溫速率進(jìn)行炭化，設(shè)置最終炭化溫度為500 ℃，炭化時(shí)間2 h。待制得的生物炭固體樣品冷卻后研磨過0.15 mm篩，密封保存?zhèn)溆谩Ｖ频蒙锾康幕纠砘再|(zhì)見表1。

1.2 生物炭配比

盆栽試驗(yàn)于2022年3—10月在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院桑園溫室試驗(yàn)基地（30°31′N，120°20′E）中進(jìn)行。供試土壤取自位于浙江省海寧市的浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊渡試驗(yàn)基地， 基本理化性質(zhì)為：全氮含量4.2 g/kg， 全磷含量2.1 g/kg，全鉀含量16.2 g/kg，堿解氮含量121.2 mg/kg，有效磷含量16.7 mg/kg，速效鉀含量198 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量16.5 g/kg，pH值6.87?；ㄅ柚睆綖?4.4 cm，高度為32 cm，裝入風(fēng)干土 7 kg/盆。試驗(yàn)固定施入養(yǎng)分為：總氮3 g/盆、總磷 1 g/盆、總鉀2 g/盆，設(shè)置6個(gè)處理（表2），每個(gè)處理3次重復(fù)。播種日期為2022年4月2日，收獲日期為2022年10月5日。

1.3 花生產(chǎn)量測算

花生成熟后進(jìn)行收獲、晾曬、計(jì)產(chǎn)；測定株高、側(cè)枝長、分枝數(shù)、百莢果質(zhì)量、百粒干質(zhì)量等性狀指標(biāo)，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

1.4 花生籽粒脂肪酸成分測定

花生籽粒收獲后，提取其油脂成分［12］，采用安捷倫7890B型氣相色譜［配備DB23色譜柱（60 m×250 μm×0.25 μm）］，柱升溫程序：初始溫度50 ℃，以20 ℃/min 升至160 ℃保持1.5 min，以20 ℃/min "升至260 ℃保持5 min；載氣為高純He（純度≥99.999%）；恒流模式，流速3.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度260 ℃；進(jìn)樣量1.0 μL；FID檢測器溫度260 ℃）進(jìn)行花生脂肪酸成分測定。

1.5 花生植株氮磷鉀含量及土壤速效養(yǎng)分測定

花生在收獲時(shí)，將其根、莖、葉和莢果等部位分開采樣，在105 ℃條件下殺青30 min，80 ℃恒溫烘干，測定生物量，粉碎后過100目篩，經(jīng)過消解后，分別采用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度計(jì)法測定樣品的氮、磷、鉀含量［13］。花生收獲后，使用取土器采集盆中20 cm深度土壤，風(fēng)干后磨碎過100目篩密封保存?zhèn)溆?。采用堿解擴(kuò)散法測定堿解氮含量；采用碳酸氫銨比色法測定速效磷含量；采用乙酸銨-火焰光度計(jì)法測定速效鉀含量［13］。

1.6 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)測定

根據(jù) E.Z.N.A. soil DNA kit（Omega Bio-tek，Norcross，GA，U.S.）說明書進(jìn)行微生物群落總基因組 DNA 抽提，使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測基因組DNA的質(zhì)量，使用NanoDrop 2000（美國Thermo Scientific公司）測定DNA 濃度和純度。以上述提取的DNA為模板，使用攜帶Barcode序列的上游引物338F（5′- A C T C C T A C G G G A G G C A G C A G -3′）和下游引物806R （5′- G G A C T A C H V G G G T W T C T A A T -3′）［14］對(duì) 16S rRNA基因V3～V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增，PCR反應(yīng)條件：95 ℃ 預(yù)變性3 min；95 ℃ 30 s，55 ℃ 30 s，72 ℃ 45 s，27個(gè)循環(huán)；然后72 ℃穩(wěn)定延伸10 min，最后10 ℃保存。用2%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測，并使用AXYGEN公司的AxyPrep DNA純化回收試劑盒回收。PCR回收產(chǎn)物后，用QuantusTM Fluorometer（Promega，USA）對(duì)回收 產(chǎn)物進(jìn)行檢測定量。使用NEXTFLEXR Rapid DNA- SeqKit進(jìn)行建庫，利用Illumina公司MiSeq PE300平臺(tái)（上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司）進(jìn)行測序。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用Origin 9.0軟件作圖；采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析，并采用LSD法進(jìn)行多重比較（α=0.05）。土壤微生物高通量測序數(shù)據(jù)基于上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司云平臺(tái)（https：//report.majorbio.com）進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭-化肥組合對(duì)花生生物量的影響

由圖1可知，不同來源生物炭-化肥組合均能提高花生的生物量，其中以花生殼生物炭組合的增產(chǎn)效果最好，相比單獨(dú)施用化肥對(duì)照，平均莢果質(zhì)量為39.9 g，較對(duì)照提升142.8%，平均地上部生物量為72.9 g，較對(duì)照提高46.9%。施肥處理花生莢果質(zhì)量均顯著高于不施肥處理（Plt;0.05），產(chǎn)量增幅由高到低分別為142.8%（PS）、115.0%（HS）、99.3%（RS）、89.2%（BS）、81.5%（CF）。與常規(guī)施肥處理相比，HS和PS處理莢果產(chǎn)量分別提高33.8%、18.5%（Plt;0.05）；RS和BS處理莢果產(chǎn)量無顯著差異。施肥處理花生地上部生物量均顯著高于不施肥處理（Plt;0.05），生物量增幅由高到低分別為46.9%（PS）、43.5%（HS）、39.5%（RS）、39.4%（CF）、37.7%（BS）。但與常規(guī)施肥處理相比，PS、HS、RS和BS處理花生地上部生物量變化均不顯著（圖2、圖3）。

2.2 生物炭-化肥組合對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

相比不施肥對(duì)照，施肥處理下花生的各項(xiàng)農(nóng)藝性狀（主莖長度、側(cè)枝長度、分枝數(shù)、莢果數(shù)、百莢果質(zhì)量、百粒干質(zhì)量、出米數(shù)）均有提高（表3）。施肥處理的花生主莖高較CK組分別增加63.9%（PS）、57.6%（RS）、57.3%（HS）、52.7%（BS）、37.1%（CF）（Plt;0.05）。相比單獨(dú)施用化肥，施用不同生物炭化肥組合花生主莖高分別顯著增加19.6%（PS）、15.0%（RS）、14.8%（HS）、11.4%（BS）（Plt;0.05）。施肥組花生第一側(cè)枝長度均高于CK組（Plt;0.05），分別增加96.4%（PS）、86.3%（RS）、86.1%（HS）、78.4%（BS）、60.6%（CF）；施用生物炭化肥組合較CF分別提高22.3%（PS）、15.9%（RS）、16.0%（HS）、11.1%（BS）。施肥處理花生分枝數(shù)均顯著高于CK，分別增加69.2%（PS）、65.4%（HS）、65.4%（RS）、53.8%（BS）、50.0%（CF）（Plt;0.05）；與CF相比，PS、HS、RS分枝數(shù)分別提高12.8%、10.3%、10.3%（Plt;0.05），BS變化不明顯。莢果數(shù)、百莢果質(zhì)量、百粒干質(zhì)量是衡量花生產(chǎn)量的重要指標(biāo)，施肥處理花生莢果數(shù)、百莢果質(zhì)量、百粒干質(zhì)量、出米數(shù)均顯著高于CK組（Plt;0.05）。相比于對(duì)照，莢果數(shù)增加由高到低分別為36.8%（PS）、23.7%（HS）、23.7%（CF）、18.4%（RS）、18.4%（BS）；百莢果質(zhì)量分別增加114.0%（PS）、105.1%（HS）、98.2%（RS）、78.9%（BS）、78.5%（CF）；百粒干質(zhì)量分別增加72.3%（PS）、65.9%（HS）、55.6%（RS）、40.5%（BS）、35.1%（CF）；出米數(shù)分別增加40.9%（PS）、34.8%（BS）、33.3%（CF）、28.8%（HS）、27.3%（RS）。相比于單施化肥，施用不同來源的生物炭也可以進(jìn)一步提高花生的百果質(zhì)量和百粒干質(zhì)量，但對(duì)莢果數(shù)和出米數(shù)影響不明顯。與CF相比，PS、HS RS百莢果質(zhì)量分別提高19.9%、11.1% 14.9%（Plt;0.05），而百粒干質(zhì)量僅PS提高了27.6%（Plt;0.05）。綜上，花生殼生物炭化肥組合（PS）對(duì)花生各項(xiàng)農(nóng)藝性狀的提升程度最高。

2.3 生物炭-化肥組合對(duì)花生籽粒脂肪酸組分的影響

由表4可知，PS和BS處理花生籽粒中的油酸含量較CK分別增加23.0%和14.1%（Plt;0.05），而RS處理花生油酸含量較CK降低15.5%（Plt;0.05）；與CF相比，PS和BS處理花生籽粒油酸含量顯著增加22.2%和13.4%（Plt;0.05），而RS處理花生籽粒油酸含量卻降低16.0%（Plt;0.05）。PS和BS處理花生籽粒亞油酸含量較CK分別降低33.4%和18.1%（Plt;0.05），而RS處理花生油酸含量較CK增加15.3%；與CF相比，PS處理花生亞油酸含量降低6.8%，RS處理花生亞油酸含量增加61.6%，差異顯著；BS處理花生亞油酸含量增加14.7%。與花生亞油酸含量變化趨勢相同，與CF處理相比，PS和BS處理花生棕櫚酸含量分別降低24.7%和23.0%，差異顯著；RS處理花生棕櫚酸含量降低2.3%，差異不顯著。PS和HS處理花生油亞比較CK分別增加139.5%和83.7%，差異均顯著，BS處理油亞比較CK增加38.4%，差異不顯著，而RS處理花生油亞比較CK降低27.9%；與CF相比，PS處理花生油亞比增加73.1%，差異顯著，HS處理花生油亞比增加32.8%，RS處理花生油亞比降低47.9%，差異顯著。綜上，與常規(guī)施肥相比，山核桃殼生物炭化肥組合處理花生油酸含量顯著增加29.9%，亞油酸和棕櫚酸含量分別顯著降低26.2%和22.1%，效果最好。

2.4 生物炭-化肥組合對(duì)花生養(yǎng)分吸收的影響

由表5可知，山核桃殼炭配施減量化肥處理促進(jìn)花生不同部位對(duì)養(yǎng)分的吸收效果最好，養(yǎng)分總積累量達(dá)3 491.0 mg/株。施肥處理花生地上部氮積累量均顯著高于CK，分別較CK增加71.9%（PS）、65.2%（BS）、56.2%（HS）、51.4%（CF）、48.9%（RS）；與CF相比，PS處理花生地上部氮積累量提高13.5%，差異顯著，BS、RS和HS處理花生地上部氮積累量變化不明顯。施肥處理花生莢果氮積累量均顯著高于CK，分別較CK增加160.7%（PS）、151.0%（HS）、123.2%（RS）、105.2%（BS）、90.2%（CF）；與CF相比，PS、HS、RS處理花生莢果氮積累量分別提高37.1%、31.9%、17.4%，差異均顯著，BS花生莢果氮積累量變化不明顯。施肥處理花生地上部磷積累量均顯著高于CK，分別較CK增加79.8%（PS）、62.1%（BS）、56.9%（CF）、55.0%（RS）、25.3%（HS）；PS處理花生地上部磷積累量較CF提高14.6%，差異顯著，BS、RS和HS處理花生地上部磷積累量變化不明顯。施肥處理花生莢果磷積累量均顯著高于CK，分別較CK增加177.9%（PS）、133.4%（HS）、111.7%（RS）、98.8%（BS）、95.3%（CF）；PS和HS處理花生莢果氮積累量較CF組分別提高42.2%、19.5%，差異顯著，RS和BS處理花生莢果磷積累量變化不明顯。施肥處理花生地上部鉀積累量均顯著高于CK，分別較CK增加131.7%（PS）、101.4%（HS）、66.2%（BS）、59.6%（CF）、51.7%（RS）；與CF相比，PS處理花生地上部鉀積累量提高45.1%，差異顯著，BS、RS和HS花生地上部鉀積累量變化不明顯。施肥處理花生莢果鉀積累量均顯著高于CK，分別較CK增加183.5%（PS）、149.9%（HS）、133.8%（RS）、123.1%（BS）、97.1%（CF）；與CF相比，PS處理花生莢果鉀積累量提高43.9%，差異顯著，HS、RS和BS處理花生莢果鉀積累量變化不明顯。

2.5 生物炭-化肥組合對(duì)花生土壤速效養(yǎng)分的影響

由表6可知，不同種類生物炭配施減量化肥處理花生土壤堿解氮含量均顯著高于CK，分別較CK增加25.3%（HS）、19.2%（PS）、18.7%（BS）、11.9%（RS），但CF施肥處理花生土壤堿解氮含量無明顯變化；HS、PS、BS處理花生土壤堿解氮含量較CF分別顯著提高17.9%、12.1%、11.6%，而RS處理花生土壤堿解氮含量較CF變化不明顯。不同來源生物炭-化肥組合花生土壤有效磷含量均高于CK，但變化不明顯；與CF相比，不同來源生物炭-化肥組合土壤有效磷含量變化不明顯。不同種類生物炭減量配施化肥處理花生土壤速效鉀含量均顯著高于CK，分別較CK增加23.4%（PS）、19.9%（HS）、12.8%（RS）、12.4%（BS），CF處理花生土壤速效鉀含量較不施肥（CK）變化不明顯；PS、HS處理花生土壤速效鉀含量較CF分別提高12.8%、9.6%，差異均顯著，RS和BS處理花生土壤速效鉀含量較CF變化不明顯。

2.6 生物炭-化肥組合對(duì)花生土壤細(xì)菌門水平群落結(jié)構(gòu)的影響

將各處理土壤樣品中得到的分類操作單元（OTU）在不同水平上進(jìn)行物種注釋，選取相對(duì)豐富度大于1.0%的細(xì)菌門分析樣品中細(xì)菌群落的組成。各處理?xiàng)l件下土壤細(xì)菌門水平的群落結(jié)構(gòu)基本一致，包括放線菌門、變形菌門、綠彎菌門、厚壁菌門、藍(lán)藻菌門、酸桿菌門、擬桿菌門、黏菌門、芽單胞菌門、變形菌門、蛭弧菌門、奇球菌門等12個(gè)細(xì)菌門；其中放線菌門、變形菌門、厚壁菌門和酸桿菌門是優(yōu)勢菌門。BS處理中放線菌門的相對(duì)豐度最高，占總豐度的31.66%，分別比CK、CF、PS、HS、RS提高22.2%、2.57%、4.83%、9.98%、3.83%；PS處理中變形菌門的相對(duì)豐度最高，占總豐度的23.72%，分別比CK、CF、HS、RS、BS提高9.83%、2.93%、23.78%、19.15%、17.71%。BS處理中厚壁菌門的相對(duì)豐度最高，占總豐度的15.63%，分別比CK、CF、PS、HS、RS提高12.24%、4.44%、4.44%、6.53%、5.71%。HS處理中酸桿菌門的相對(duì)豐度最高，占總豐度的6.9%，分別比CK、CF、PS、RS、BS提高1.97%、2.21%、4.22%、4.73%、2.73%（圖4）。

3 討論

養(yǎng)分是植物賴以生長發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，植物對(duì)養(yǎng)分的吸收量取決于土壤的養(yǎng)分供應(yīng)能力。生物炭添加促進(jìn)作物對(duì)土壤養(yǎng)分吸收機(jī)制，一方面是生物炭自身攜帶大量的氮、磷、鉀等，施入土壤中可以改善土壤肥力狀況，增加土壤養(yǎng)分總量。以往關(guān)于添加生物炭對(duì)作物的研究，其設(shè)計(jì)側(cè)重于施肥量相同，忽視了生物炭較大養(yǎng)分含量這一因素對(duì)土壤養(yǎng)分的影響。本研究在固定總氮、總磷、總鉀養(yǎng)分量相同的條件下添加不同來源生物炭，降低化肥使用量，尤其是花生殼生物炭減少9%尿素、16%過磷酸鈣、14%氯化鉀的使用。另一方面是生物炭比表面積較大，具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，可以有效減少土壤水分的流動(dòng)，降低土壤養(yǎng)分的淋失速率，從而強(qiáng)化土壤對(duì)養(yǎng)分的吸附能力。孫向春等認(rèn)為，單獨(dú)施用生物炭可以提高土壤中堿解氮、有效磷和速效鉀含量，且施入量越高影響越顯著［15］。本研究施用生物炭可以明顯提高土壤速效養(yǎng)分（表6），但不同來源生物炭對(duì)土壤不同速效養(yǎng)分的提高水平不同。生物炭與尿素的聯(lián)合施用可以通過調(diào)節(jié)氮礦化這一機(jī)制來減少氮損失［16］，因此在花生收獲后，在添加花生殼炭土壤中的堿解氮含量仍維持較高。本研究制備的4種生物炭含豐富的磷元素，其中稻殼炭的全磷含量最高，達(dá)4.43 g/kg，含磷生物炭可以將土壤有效磷保持在較高水平，且隨生物炭含磷量增加而增加［17］。本研究施用花生殼炭對(duì)土壤中速效鉀含量增幅最大，可能是因?yàn)榛ㄉ鷼ど锾客ㄟ^改變黏土礦物的組成和促進(jìn)鉀溶細(xì)菌的生長，可以加速土壤鉀形態(tài)向速效鉀的轉(zhuǎn)化［18］。

此外，生物炭的添加可以促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)，增進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，從而促進(jìn)植物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收［19］。本研究各生物炭配施化肥土壤的細(xì)菌群落數(shù)量基本一致，但各種微生物群落豐度在各生物炭處理之間存在明顯差異。李秀英等認(rèn)為，長期單施化肥提高短期土壤速效養(yǎng)分導(dǎo)致土壤細(xì)菌數(shù)量降低，但土壤放線菌與硝化細(xì)菌會(huì)增加［20］，本研究各施肥處理放線菌門的相對(duì)豐度均有提升，但生物炭與化肥減量組合降低了這種趨勢，可能是由于添加生物炭緩釋養(yǎng)分引起的。變形菌門是一種富營養(yǎng)微生物，在土壤中大量存在且多類變形菌有固氮功能［21］，花生殼炭處理的變形菌門相對(duì)豐度最高，說明其有利于土壤固氮以及土壤肥力的增加。厚壁菌門有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，主要功能是降解土壤中難溶化合物，這對(duì)土壤肥力與土壤質(zhì)量的提升有重要作用［22］，本研究除花生殼炭組合外，其余處理厚壁菌門相對(duì)豐度均略低于單施化肥，但各施肥處理組厚壁菌門相對(duì)豐度均高于不施肥組。酸桿菌門在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，能提高土壤中植物對(duì)土壤碳源的利用率，本研究施加生物炭均能提高酸桿菌門的相對(duì)豐度。

因此，添加生物炭后可以提高土壤養(yǎng)分、化肥利用率及微生物多樣性，增強(qiáng)土壤養(yǎng)分的供應(yīng)能力，進(jìn)而增加花生對(duì)營養(yǎng)元素的積累量和花生產(chǎn)量。本研究花生產(chǎn)量的增加與土壤養(yǎng)分以及微生物種群相對(duì)豐度增加趨勢一致。產(chǎn)量的提高在農(nóng)藝性狀方面有所表現(xiàn)，施用生物炭化肥減量組合，對(duì)花生的主莖高、第一側(cè)枝長和分枝數(shù)均有提高，而上述農(nóng)藝性狀直接與花生莢果數(shù)、出米率直接相關(guān)［23-24］。同時(shí)，籽粒的脂肪酸組成作為花生關(guān)鍵品質(zhì)性狀也受到生物炭添加的影響。本研究花生殼炭、山核桃殼炭和竹炭組合較常規(guī)施肥均能提高花生油酸的含量，而稻殼炭組合呈相反趨勢。Lv等認(rèn)為，添加生物炭可能抑制小麥脂肪酸延伸酶1的表達(dá)，而作為合成前體的油酸被積累下來，從而提高油酸含量［25］，這種機(jī)制也可能在花生中發(fā)生。此外，宋兆齊等認(rèn)為，生物炭材料具有不同的酸基團(tuán)結(jié)合能力，而催化碳鏈的延伸引起花生油酸含量的降低［26］，但不同生物炭種類對(duì)于花生脂肪酸的合成與組成影響尚待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

生物炭具備較高養(yǎng)分的元素組成和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積大的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，配施化肥作為花生的新型栽培方式，在減少化肥使用和增加花生產(chǎn)量方面有可持續(xù)發(fā)展意義。生物炭配施化肥不僅能促進(jìn)花生對(duì)營養(yǎng)元素的吸收與積累，提升花生油品質(zhì)，更能夠在提高土壤肥力水平和土壤微生物種群豐度等方面使土壤環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。尤其是花生殼生物炭，在花生生產(chǎn)實(shí)踐中具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

［1］ Tian X F，Li C L，Zhang M，et al. Biochar derived from corn straw affected availability and distribution of soil nutrients and cotton yield［J］. PLoS One，2018，13（1）：e0189924.

［2］Yu H W，Zou W X，Chen J J，et al. Biochar amendment improves crop production in problem soils：a review［J］. Journal of Environmental Management，2019，232：8-21.

［3］Joseph S D，Camps-Arbestain M，Lin Y，et al. An investigation into the reactions of biochar in soil［J］. Soil Research，2010，48（7）：501.

［4］Hassan M，Liu Y J，Naidu R，et al. Influences of feedstock sources and pyrolysis temperature on the properties of biochar and functionality as adsorbents：a meta-analysis［J］. Science of the Total Environment，2020，744：140714.

［5］陳燕勤，王雪莉，宋世方. 核桃殼生物炭對(duì)水體中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究［J］. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，45（4）：317-322.

［6］楊 放，李心清，王 兵，等. 熱解材料對(duì)生物炭理化性質(zhì)的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34（9）：1822-1828.

［7］中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局. 中國統(tǒng)計(jì)年鑒：2015［M］. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2015.

［8］王建國，唐朝輝，張佳蕾，等. 播期與施氮量對(duì)花生干物質(zhì)、產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響［J］. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2022，28（3）：507-520.

［9］金欣欣，王 瑾，宋亞輝，等. 高油酸花生干物質(zhì)積累及氮磷鉀養(yǎng)分的吸收利用［J］. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2021，36（增刊1）：231-239.

［10］ Cahyanti M N，Doddapaneni T R K C，Kikas T. Biomass torrefaction：an overview on process parameters，economic and environmental aspects and recent advancements［J］. Bioresource Technology，2020，301：122737.

［11］陳 坤. 秸稈和生物炭施用對(duì)田間固氮微生物群落和花生生物固氮的影響研究［D］. 沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

［12］Slocombe S P，Cornah J，Pinfield-Wells H，et al. Oil accumulation in leaves directed by modification of fatty acid breakdown and lipid synthesis pathways［J］. Plant Biotechnology Journal，2009，7（7）：694-703.

［13］鄭國棟，龔 屾，黃炎霞，等. 不同用量有機(jī)肥與菌劑組合對(duì)花生產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響［J］. 花生學(xué)報(bào)，2022，51（2）：25-31，48.

［14］Liu C S，Zhao D F，Ma W J，et al. Denitrifying sulfide removal process on high-salinity wastewaters in the presence of Halomonas sp.［J］. Applied Microbiology and Biotechnology，2016，100（3）：1421-1426.

［15］孫向春，馮 濤，殷曉燕，等. 生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)及玉米產(chǎn)量的影響［J］. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，68（9）：5-9.

［16］Dey D，Mavi M S. Biochar and urea co-application regulates nitrogen availability in soil［J］. Environmental Monitoring and Assessment，2021，193（6）：1-14.

［17］Li H X，Li Y X，Xu Y，et al. Biochar phosphorus fertilizer effects on soil phosphorus availability［J］. Chemosphere，2020，244：125471.

［18］Zhang M Y，Riaz M，Liu B，et al. Two-year study of biochar：achieving excellent capability of potassium supply via alter clay mineral composition and potassium-dissolving bacteria activity［J］. Science of the Total Environment，2020，717：137286.

［19］鄭云珠，孫樹臣. 單季施用生物炭提高土壤肥力及小麥玉米輪作周年產(chǎn)量［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（20）：257-264.

［20］李秀英，趙秉強(qiáng)，李絮花，等. 不同施肥制度對(duì)土壤微生物的影響及其與土壤肥力的關(guān)系［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（8）：1591-1599.

［21］曲 杰，高建強(qiáng)，吳麗青，等. 主莖高對(duì)適宜機(jī)械收獲品系產(chǎn)量及機(jī)收特性的影響［J］. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2021（11）：138-142，147.

［22］劉 華，張新友，韓鎖義，等. 花生主莖高、側(cè)枝長的遺傳分析及QTL檢測［J］. 中國油料作物學(xué)報(bào)，2013，35（5）：508-514.

［23］劉美玲，劉 悅，陳婷婷，等. 水稻秸稈生物炭對(duì)江漢平原麥區(qū)小麥養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2021，37（15）：7-13.

［24］Yusuff A S，Thompson-Yusuff K A，Porwal J. Sulfonated biochar catalyst derived from eucalyptus tree shed bark：synthesis，characterization and its evaluation in oleic acid esterification［J］. RSC Advances，2022，12（17）：10237-10248.

［25］Lv N N，Liu Y，Guo T F，et al. The influence of Bt cotton cultivation on the structure and functions of the soil bacterial community by soil metagenomics［J］. Ecotoxicology and Environmental Safety，2022，236：113452.

［26］宋兆齊，王 莉，劉秀花，等. 云南和西藏四處熱泉中的厚壁菌門多樣性［J］. 生物技術(shù)，2015，25（5）：481-486.

收 稿日期：2023-04-03

基金項(xiàng)目：浙江省自然科學(xué)基金（編號(hào)：LY21D030002）。

作者簡介：胡宇迪（1997—），男，浙江溫州人，碩士，主要從事農(nóng)藝與種業(yè)研究。E-mail：940922678@qq.com。

通信作者：楊生茂，博士，研究員，主要從事農(nóng)林廢棄物炭化資源化利用研究，E-mail：yangshengmao@263.net；甘 毅，博士，副教授，主要從事生態(tài)農(nóng)業(yè)以及植物油脂代謝機(jī)理研究，E-mail：zjuganyi@163.com。