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(nóng)田中，研究不同類型的生物質(zhì)炭及其不同施用量對土壤團聚體粒徑分布、碳氮分布規(guī)律的影響。結(jié)果表明，不同類型的生物質(zhì)炭及其不同施用量對土壤團聚體粒徑分布均未產(chǎn)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(zhì)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(guān)，在其他粒徑團聚體中均不相關(guān)。說明新墾紅黃壤農(nóng)田中施用生物質(zhì)炭2年后，土壤中碳氮等理化性質(zhì)受到了生物質(zhì)炭引發(fā)的激發(fā)效應(yīng)，但是未影響土壤團聚體分布。

關(guān)鍵詞： 生物質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，綜合協(xié)調(diào)著土壤水分循環(huán)與養(yǎng)分分布［2］，團聚體穩(wěn)定與否反映土壤是否具備優(yōu)異的適于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土壤結(jié)構(gòu)［3］。土壤有機碳作為團粒結(jié)構(gòu)的膠結(jié)物質(zhì)之一［4］，與土壤中碎散腐殖質(zhì)、菌絲等多種物質(zhì)膠結(jié)而成的團粒結(jié)構(gòu)在外力擠壓的影響下形成了土壤的穩(wěn)定狀態(tài)。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(huán)境［5］，也對內(nèi)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(zhì)的礦化與分解，促進土壤有機碳固持。因此，土壤碳固存與養(yǎng)分保持等生態(tài)功能和土壤團聚體結(jié)構(gòu)的調(diào)控密切相關(guān)［6］。

人類的耕作活動將大團聚體破碎化，使內(nèi)部有機碳被微生物等消耗分解［7］，而外施生物質(zhì)炭等富碳物料能促進團聚體膠結(jié)，可顯著降低耕作活動對于團粒穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的影響［8］，新墾土地作用更加明顯。施用生物質(zhì)炭會造成植物根際的激發(fā)效應(yīng)，同時土壤結(jié)構(gòu)與團聚體粒徑分布也會影響根際激發(fā)效應(yīng)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(tài)變化。目前，生物質(zhì)炭激發(fā)效應(yīng)與土壤性質(zhì)之間的關(guān)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(xué)保護作用更能占據(jù)主導(dǎo)地位［9］。在撂荒恢復(fù)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(dǎo)的，其次依賴于大團聚體有機碳含量的增加［10］。生物質(zhì)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(zhì)材料相比，由于生物質(zhì)炭中的碳元素有著高度芳香化的特征［12］，生物質(zhì)炭在土壤中極為穩(wěn)定，它的固碳時間可達數(shù)百年乃至數(shù)千年之久［13］。生物質(zhì)炭的添加會對土壤質(zhì)地、土壤性質(zhì)以及土壤微生物群落等產(chǎn)生巨大的影響，通過間接改變土壤理化性質(zhì)作用于土壤中原有機碳的礦化［14-15］。廢墾土地施入生物質(zhì)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(zhì)的腐殖化水平，進一步提高土壤有機質(zhì)的穩(wěn)定性。焦歡等發(fā)現(xiàn)，單施有機肥顯著提高了復(fù)墾土壤輕組有機碳含量［16］。Tong等基于17年長期定位試驗發(fā)現(xiàn)，礦物結(jié)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(yīng)［17］。Lu等研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭在沙壤土中會引發(fā)負激發(fā)效應(yīng)［18］。

關(guān)于生物質(zhì)炭施入土壤對土壤團聚體及其穩(wěn)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(zhì)炭的3年定位研究中發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)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(zhì)炭的施用并不會對土壤中團粒膠結(jié)形成的大團聚體產(chǎn)生影響［20］。

基于多種生物質(zhì)炭施用試驗對于土壤團聚體碳氮分布研究結(jié)果有著不同的結(jié)論。生物質(zhì)炭常為堿性，且對有機碳的研究并未消除生物質(zhì)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(qū)長期定位試驗，研究油菜—玉米下不同生物質(zhì)炭在不同施用量下對新墾紅黃壤農(nóng)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(qū)概況

定位試驗始于2018年5月。試驗田位于浙江科技學(xué)院校內(nèi)東南向的山谷中，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均溫17.3 ℃，年均降水量 1 437 mm，年平均日照時數(shù)1 657.9 h。土壤為硅鐵質(zhì)砂巖風(fēng)化殼發(fā)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(zhì)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(shè)計

本研究共設(shè)8個處理，3次重復(fù)，共24個小區(qū)。試驗小區(qū)區(qū)劃采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，每個小區(qū)凈長6 m，寬3.5 m，面積為21 m2，相鄰小區(qū)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(zhì)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(guī)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(zhì)炭基本理化性質(zhì)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(nèi)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(jié)構(gòu)，風(fēng)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(wěn)性團聚體［21］。

有機質(zhì)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(wěn)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(chǔ)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(shù)據(jù)計算與處理

采用Microsoft Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理，利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7.05進行試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)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(jié)果與分析

2.1 生物質(zhì)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(jié)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(zhì)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(zhì)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(tǒng)計結(jié)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)炭處理施用量變化未對重組碳氮比產(chǎn)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(guān)性分析結(jié)果見表3，生物質(zhì)炭施用對于土壤各粒徑團聚體理化性質(zhì)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(guān)；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(guān)關(guān)系。

3 討論

3.1 生物質(zhì)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(jié)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(jié)具有非常強的穩(wěn)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(jié)果顯示，在紅黃壤施用2年生物質(zhì)炭的情況下，所有生物質(zhì)炭處理均未能使土壤中g(shù)t;0.250 mm粒徑水穩(wěn)性團聚體的含量得到顯著變化，這與王富華等的研究結(jié)果［24］相似。雖然破碎化的生物質(zhì)炭本身作為多孔結(jié)構(gòu)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(zhì)顆粒相結(jié)合［26］，形成穩(wěn)定的土壤團粒結(jié)構(gòu)，但是生物質(zhì)炭是裂解產(chǎn)生的高度羧酸酯化固態(tài)物質(zhì)，其芳香化結(jié)構(gòu)是其保持穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，微生物與自然環(huán)境難以分解這種惰性碳源使其更好地與土壤團粒膠結(jié)融合［27］。穩(wěn)定性的土壤團聚體結(jié)構(gòu)是膠結(jié)后的團粒經(jīng)過外力的擠壓選擇而成的，生物質(zhì)炭在施入土壤后對其理化性質(zhì)的影響是一個長期的動態(tài)過程，無法在短期內(nèi)通過影響植物根系與菌絲間接介導(dǎo)微團聚體向大團聚體膠結(jié)；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(dǎo)致膠結(jié)的大團聚體無法保持水穩(wěn)性而破碎，無法形成穩(wěn)定的大團聚體結(jié)構(gòu)。Peng等在向紅壤施用稻草生物質(zhì)炭的研究中并未發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭處理對于土壤中大團聚體的團聚作用產(chǎn)生影響［28］，本試驗結(jié)果與之相似。但李江舟等的研究結(jié)果顯示，土壤團聚結(jié)構(gòu)對生物質(zhì)炭用量反應(yīng)明顯，大團聚體占比得到有效提升［29］。這說明具有不同性質(zhì)的土壤在不同施用水平的生物炭處理下呈現(xiàn)著多種團聚體結(jié)構(gòu)組成［30］，同時不同生物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)與內(nèi)含物差異顯著，這使得不同原料在不同熱解溫度下所產(chǎn)生的生物質(zhì)炭也有著巨大的結(jié)構(gòu)區(qū)別［31］，因而對團聚體粒徑分布影響效果不同。

3.2 生物質(zhì)炭施用對紅黃壤土壤團聚體與重組碳氮影響

生物質(zhì)炭作為有機物料的熱裂解產(chǎn)物，其本質(zhì)仍是富碳的有機物質(zhì)，施入農(nóng)田土壤后，通過間接改變土壤結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)營造了微生物適宜的生存環(huán)境，通過對微生物活性的提升促進土壤“協(xié)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(jié)的多種物質(zhì)形成對于內(nèi)部有機碳的有效物理保護并儲存在其中。安艷等的研究結(jié)果顯示，土壤中所有粒徑團聚體中有機碳含量均因生物質(zhì)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(zhì)炭的施用量顯著正相關(guān)［34］。本研究也發(fā)現(xiàn)，不同類型生物質(zhì)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(zhì)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(xiàn)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(jié)果［35］一致。這表明大團聚體所存在的菌絲將部分穩(wěn)定的生物質(zhì)炭顆粒膠結(jié)其中，此粒徑團聚體所提升的有機碳含量多為生物質(zhì)炭本身的惰性碳源；同時大團聚體中含有較多的腐殖質(zhì)等物質(zhì)也影響了有機碳含量［3］。

重組有機質(zhì)由于其穩(wěn)定性強，無法像活性有機碳對于外界環(huán)境具有敏感的反應(yīng)［16］。在本試驗中，施用生物質(zhì)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|(zhì)炭優(yōu)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(fā)育所必需的營養(yǎng)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(guān)聯(lián)。本試驗結(jié)果顯示，施用不同類型生物質(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)化。Doydora等研究認為，pH值較小的生物質(zhì)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(zhì)炭施用研究結(jié)果相似。同時，由于豬糞炭制備原料中相較于其他生物質(zhì)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(zhì)炭施用后，除本身對于氮素的吸附，還可能通過影響土壤環(huán)境進而增強微生物活性來間接動態(tài)影響土壤中的氮含量。 生物質(zhì)炭的多孔結(jié)構(gòu)為微生物提供了棲息環(huán)境與營養(yǎng)物質(zhì)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(zhì)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(guān)聯(lián)，較高的碳氮比意味著土壤中對于碳源物質(zhì)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(nóng)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(chǎn)生影響。這與前人的研究結(jié)果［39］類似。這表明生物質(zhì)炭可以對土壤中碳源物質(zhì)形成有效的積累作用，為新墾土壤中營養(yǎng)元素與土壤結(jié)構(gòu)的提升產(chǎn)生積極的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，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(jié)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(jié)論

施用生物質(zhì)炭未對新墾紅黃壤團聚體粒徑分布產(chǎn)生顯著影響，土壤團聚體穩(wěn)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(zhì)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(xiàn)“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(zhì)炭施用均顯著增加其含量。

本次新墾土壤生物質(zhì)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(guān)，其他粒徑均不相關(guān)。

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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(zhì)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(nóng)田的改良與修復(fù)。E-mail：chaiyanjun@zust.edu.cn。