CN112358364A

CN112358364A - 生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用

Info

Publication number: CN112358364A
Application number: CN202011328648.3A
Authority: CN
Inventors: 赵长江; 张圣也; 李佐同; 王智慧; 张海燕
Original assignee: Heilongjiang Bayi Agricultural University
Current assignee: Heilongjiang Bayi Agricultural University
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-02-12

Abstract

本发明属于生物炭技术领域，具体涉及生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用。本发明通过将生物炭应用于苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产，不仅解决传统土壤改良方法中存在的成本高、费时长、缺少生态可持续性的问题，而且对于苏打盐碱地的土壤改良和农作物的提质增产具有很好的效果。

Description

生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用

技术领域

本发明属于生物炭技术领域，具体涉及生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用。

背景技术

盐碱土是世界范围内广泛分布的一种土壤类型。其中松嫩平原是中国重要的粮食主产区和商品粮基地，不仅是世界三大黑土地集中分布区之一，也是世界三大苏打盐碱土集中分布区之一。苏打盐碱胁迫除了离子毒害、渗透胁迫外，高pH还直接损伤作物，引起代谢絮乱，并显著降低磷、镁等矿物质元素的利用效率，从而严重影响作物生产。目前改良盐碱地的治理方法主要有工程治理、物理与化学治理、生物治理三类方法。其中，水利工程造价昂贵，其维护费用较高；物理与化学措施虽成效快，但极可能对自然生境产生污染；生物措施对技术运用较高，投入多时间长，见效慢。总之，传统的盐碱土改良方法成本高，费时长，缺少生态可持续性。

目前，现有技术中虽然有利用生物炭进行土壤改良的方案，但主要还是用于酸性土壤的改良，因为自然制备的生物炭具有碱性的因素，用于酸性土壤改良可以提高土壤的pH值，从而起到改良土壤的目的。关于东北内陆苏打盐碱土的土壤改良，尤其是涉及到农作物种植的苏打盐碱土改良，目前并没有很好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用。本发明将生物炭应用于苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产，不仅解决传统土壤改良方法中存在的成本高、费时长、缺少生态可持续性的问题，而且对于苏打盐碱地的土壤改良和农作物的提质增产具有很好的效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用。

优选的，所述生物炭通过改善盐碱土壤结构、提高土壤养分含量和酶活性实现土壤改良。

优选的，所述生物炭通过缓解盐碱胁迫对农作物幼苗的光合抑制实现农作物提质增产。

优选的，所述生物炭还通过农作物幼苗的抗氧化酶活性调节实现对盐碱胁迫的缓解作用，从而实现农作物提质增产。

优选的，所述生物炭还通过提高农作物可溶性渗透调节物的含量实现对盐碱胁迫的缓解作用，从而实现农作物提质增产。

优选的，所述生物炭的制备温度为300～700℃。

优选的，所述生物炭的用量为2～25t/hm²。

优选的，所述农作物包括绿豆。

优选的，所述应用包括以下步骤：

(1)将生物炭与化肥施入苏打盐碱地土壤，得到改良土壤；所述施入的方式包括将生物炭与化肥混合后施入或将生物炭垄底条施后再施化肥；

(2)将绿豆播种在改良土壤中。

优选的，所述化肥包括氮肥、磷肥和钾肥；所述氮肥的氮素用量为 50～200kg/hm²，所述磷肥的磷素用量为50～150kg/hm²，所述钾肥的钾素用量为30～100kg/hm²。

有益效果：

本发明提供生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用。本发明通过将生物炭应用于苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产，不仅解决传统土壤改良方法中存在的成本高、费时长、缺少生态可持续性的问题，而且对于苏打盐碱地的土壤改良和农作物的提质增产具有很好的效果。

进一步的，本发明根据土地面积添加适宜的生物炭量，不仅改善盐碱土壤结构、提高土壤养分含量和酶活性，而且增强了植物清除活性氧的能力，提高了植物逆境适应性。

具体实施方式

在本发明中，所述生物炭的制备温度优选为300～700℃，进一步优选为 400～500℃；所述生物炭的制备原料优选为农业废弃物，所述农业废弃物优选包括花生壳或玉米秸秆。本发明对所述生物炭的制备方式没有特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的制备方式即可。本发明通过控制生物炭的制备温度，使得制备的生物炭表面官能团较丰富，利于土壤改良和植物的生长。

在本发明中，所述生物炭的用量优选为2～25t/hm²，进一步优选为 5～25t/hm²，最优选为25t/hm²。本发明通过在苏打盐碱地上施用少量的生物炭，不仅实现了土壤改良和农作物提质增产的目的，而且降低了生物炭的用量，提高了经济效益。本发明尤其适用于苏打盐碱地的土壤改良；所述苏打盐碱地优选为土壤含盐量大于0.6％的盐碱地。本发明尤其还适用于大田实地土壤改良。

在本发明中，所述生物炭优选通过改善盐碱土壤结构、提高土壤养分含量和酶活性实现土壤改良；所述土壤养分优选包括全氮、全磷、有机质、速效磷和速效钾；所述酶优选包括土壤脲酶、土壤蔗糖酶、土壤碱性磷酸酶和土壤氧化氢酶。本发明通过在苏打盐碱地土壤上根据土地面积添加一定比例的生物炭，不仅可以提高土壤养分含量和酶活性，达到改良土壤的目的，而且实现了肥料的高效利用，提高的经济效益。

在本发明中，所述生物炭优选通过缓解盐碱胁迫对农作物幼苗的光合抑制实现农作物提质增产。

在本发明中，所述生物炭优选通过农作物幼苗的抗氧化酶活性调节实现对盐碱胁迫的缓解作用，从而实现农作物提质增产。

在本发明中，所述生物炭优选还通过提高农作物可溶性渗透调节物的含量实现对盐碱胁迫的缓解作用，从而实现农作物提质增产。

在本发明中，所述生物炭优选还通过缓解高浓度Na⁺对农作物的毒害实现农作物提质增产。

在本发明中，所述农作物优选包括绿豆；所述改良土壤和农作物提质增产优选包括以下步骤：

(2)将绿豆播种在改良土壤中。

本发明将生物炭与化肥混合施入苏打盐碱地土壤，得到改良土壤。在本发明中，所述化肥优选包括氮肥、磷肥和钾肥；所述氮肥的氮素用量优选为 50～200kg/hm²，进一步优选为100～150kg/hm²，最优选为150kg/hm²；所述磷肥的磷素用量优选为50～150kg/hm²，进一步优选为80～100kg/hm²，最优选为100kg/hm²；所述钾肥的钾素用量优选为30～100kg/hm²，进一步优选为 50～75kg/hm²，最优选为75kg/hm²；所述混合施入的方式优选包括条施。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

苏打盐碱地施用生物炭的盆栽幼苗试验

试验于2018年在黑龙江省秸秆资源化利用工程技术研究中心(大庆市高新区)完成。供试绿豆品种为绿丰二号，种子由黑龙江省农业科学院提供。供试生物炭材料购于大连兴龙垦有限公司，用立式炭化炉烧制，原材料为玉米秸秆，制备温度为400～500℃。基本性质：pH值8.34、碳53.64％、氮 1.23％、磷0.89％、钾1.56％。

盆栽土壤为天然盐碱土取自黑龙江省大庆市境内，pH为9.4，碱解氮 26.31mg/kg、速效磷10.02mg/kg、速效钾145.67mg/kg、有机质16.12g/kg。试验设置CK、C1、C2、C3和C4共5个处理组，每千克盐碱土壤分别施入 0g、10g、20g、40g和80g生物炭。将土壤和生物炭全部过2mm筛，与化肥混匀后等量装入11.0cm×7.5cm×10.0cm的花盆中，每盆装土1.0kg。加水至田间最大持水量60％，待15d土壤相对稳定后播种，每盆播9粒种子，每个处理设置10盆。待绿豆长到两叶一心期，每盆定苗6株。绿豆生长期间不追施任何肥料，只进行定量浇水。

土壤样品采集

在播种30d后，对各处理盆栽绿豆根际土壤进行取样，挖出绿豆根系后，采用抖根法采集绿豆根际土壤，装入自封袋中，将土壤过2mm筛，放置于阴凉处风干，用于土壤理化性质及酶活性指标。

指标测定

土壤理化性质：土壤pH值和钠吸附比，测定结果见表1；钠吸附比(SAR) 计算：溶液中Na⁺浓度与Ca²⁺、Mg²⁺浓度平均值的平方根的比值。土壤全氮、全磷、土壤碱解氮、土壤速效磷、土壤速效钾、土壤有机质测定参照鲍士旦方法进行，测定结果分别见表2。土壤水溶性离子的含量采用使用电感耦合等离子体发射光谱仪(Optima8000)进行测定，采用双指示剂-中和滴定法测定 CO₃ ^2-、HCO^3-含量，测定结果见表3。土壤酶活性测定：土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢活性、碱性磷酸酶活性测定参照关松荫方法进行，测定结果见表4。

结果分析

表1生物炭对绿豆幼苗根际土壤pH值和钠吸附比的影响

处理	pH	钠吸附比SAR
			CK	9.50±0.06a	5.70±0.11a
C1	9.39±0.09ab	5.63±0.14ab
			C2	9.38±0.11ab	5.47±0.08ab
C3	9.26±0.13bc	5.43±0.11ab
			C4	9.24±0.02c	5.27±0.17b

表中的数字均为平均值±标准差；不同小写字母的数值在0.05水平上差异显著。CK、C1、C2、C3、C4代表每千克盐碱土壤施入0g、10g、20g、 40、80g生物炭。

由表1可知，生物炭降低了盐碱土壤pH值，钠吸附比。土壤pH值随着生物炭量的增加逐渐下降，C3、C4处理与CK相比显著下降，在C4处理时到达最低值9.24，而C1、C2与CK相比无显著差异。土壤钠吸附比(SAR) 能够在一定程度上对土壤盐碱化程度进行预测，由表可知，土壤中添加生物炭降低了土壤钠吸附比，C4处理时钠吸附比为5.27，显著低于CK处理，但各生物炭处理之间虽然呈现下降趋势，但不显著，可见生物炭处理能缓解高浓度Na⁺对绿豆的毒害。

表2生物炭对绿豆幼苗根际土壤有机质和速效养分的影响

土壤有机质含量与土壤肥力密切相关，也是土壤氮素和磷素的主要来源，为作物生长提供能源。由表2可知，添加生物炭能显著提高土壤有机质，添加生物炭处理C1、C2、C3、C4较CK显著提高了19.1％、33.4％、33.9％、 55.2％，处理间差异显著。土壤速效养分是植物生长所必须的。因此碱解氮、速效磷、速效钾含量能够有效反应土壤中速效养分的供应能力。数据表明，土壤中添加生物炭显著提高了土壤碱解氮含量，并随生物炭量的增加而增加， C1处理与C2、C3、C4处理之间差异显著，较CK处理增加幅度为 12.13％～37.31％。土壤中添加生物炭显著增加土壤速效磷含量，在C4处理时较CK显著提高35.76％。土壤速效钾含量趋势与土壤碱解氮含量趋势相同，随着生物炭浓度增加，速效钾含量也显著增加，C1、C2、C3、C4较CK相比显著提高6.52％、9.42％、10.87％、15.94％。由此可以看出，土壤中添加生物炭能够显著提高绿豆根际土壤速效养分含量，不同浓度生物炭之间有所差异。

表3生物炭对绿豆幼苗根际土壤离子含量的影响

由表3可知盐碱土壤中添加生物炭降低了Na⁺含量，并随着生物炭含量的增加呈下降的趋势，添加生物炭处理C1、C2、C3、C4与CK相比分别下降6.71％、9.92％、18.58％、17.56％，低添加量生物炭处理C1与CK处理之间差异不显著，高添加量生物炭处理C2、C3、C4与CK处理之间差异显著。添加生物炭提高盐碱土壤K⁺含量，各生物炭添加处理较CK增加幅度为 7.01～34.31％，但各处理间差异不显著。添加生物炭处理也降低了Ca²⁺、Mg²⁺含量，且降低变化趋势相同，C1、C2、C3处理与CK之间差异显著，分别降低了7.06～23.53％、25％～40％。生物炭对土壤水溶性阴离子也具有影响。土壤CO₃ ^2-、HCO₃ ^2-随着生物炭量的增加呈现下降的趋势，添加生物炭处理均与CK差异显著，下降幅度为35.29～41.17％、25.83～45.45％。

表4生物炭对绿豆幼苗根际土壤酶活性的影响

由表4可知，土壤脲酶随着生物炭添加量的增加呈上升趋势，C1、C2、C3、C4处理较CK相比显著提高18.75％、25.12％、31.45％、30.76％，且 C2、C3、C4处理间无差异，显著高于C1处理。土壤蔗糖酶变化与土壤脲酶趋势相同，随着生物炭的增加呈现增加的趋势，在C1、C2处理时与CK 相比提高0.3％、5.7％，但差异不显著，而C3、C4处理较CK显著提高了77.59％、57.23％。土壤过碱性磷酸酶活性随生物炭量增加呈增加趋势，C1、 C2、C3、C4处理较CK相比提高5.56％、27.78％、38.89％、33.34％，C3、 C4处理之间无显著差异，但显著高于CK、C1、C2处理。土壤过氧化氢酶随生物炭浓度的增加呈现增高的趋势，C1、C2、C3、C4处理较CK相比提高8.24％、48.25％、56.13％、20.08％，C1与CK无显著差异，与C2、C3 差异显著。综上，土壤中添加生物炭处理显著提高土壤脲酶，蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶含量。

表5生物炭对盐碱土绿豆幼苗地上部生长的影响

由表5可知，绿豆幼苗株高在C1、C2、C3和C4处理与CK相比，分别提高了7.55％、16.13％、29.38％和44.39％，并在C2、C3和C4处理时达到显著，叶面积趋势与株高变化趋势类似，C1处理较CK叶面积增加，但差异不显著，C3、C4处理间差异不显著，但较CK显著增加72.03％、97.76％。绿豆幼苗地上鲜重C1、C2、C3和C4处理较CK显著提高了21.79％、48.72％、 75.64％和128.21％。地上干重在C1处理时与CK增加37.5％，但不显著， C3、C4处理间差异不显著，但较CK分别提高125.％、150％。叶片含水量C1、C2、C3和C4处理较CK叶显著提高2.51％、5.83％、10.21％和11.09％， C3、C4处理时并不显著。可见，与未施入生物炭盐碱土壤相比，施入不同添加生物炭的处理均促进绿豆幼苗株高，叶面积，地上鲜干重量，而且，随着生物炭施入量的增加，绿豆幼苗株高，叶面积，地上鲜干重量均呈现上升的趋势。

表6生物炭对盐碱土绿豆幼苗地下部生长的影响

由表6可知，根系生长指标随着施入生物炭的施加变化趋势明显。与对照相比，C1处理下根长，表面积，根体积，根尖数虽提高33.24％、27.60％、 22.75％和31.82％，但不显著。根长在施加生物炭C2、C3、C4处理较CK 相比显著提高84.89％、220.37％、462.21％，且处理之间差异显著。表面积变化趋势与根长相似，在C4处理时达到最大为429.06％。根体积在CK、 C1、C2处理之间无显著差异，C3、C4处理间显著且较CK显著提高266.57％、369.18％。根尖数在C1、C2，C2、C3处理之间不显著，C2、C3处理时较 CK处理时显著增加107.07％、201.01％，C4处理较CK处理显著提高454.04％。结果表明，盐碱土壤中添加生物炭可促进绿豆幼苗根系的生长发育，且生物炭添加量越高对植物的促进效果更为显著。

表7生物炭对盐碱胁迫下绿豆幼苗光合参数的影响

植物生长发育依赖植物的光合作用，光合作用参数是衡量光合作用的重要生理生态指标。由表7可知，盐碱土中添加生物炭处理与未施入生物炭相比均促进绿豆幼苗叶片的净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)、蒸腾速率 (Tr)；同时降低了胞间CO₂浓度(Ci)。而且随着生物炭的增加，净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均呈现上升的趋势，在C4 处理时达到最大值，较CK显著提高了378.57％、312.5％和616.67％，胞间 CO₂浓度(Ci)较CK显著降低了36.61％。结果表明，添加生物炭可缓解盐碱胁迫对绿豆幼苗的光合抑制作用，且随生物炭添加量增多，对绿豆幼苗光合作用增强。

表8生物炭对盐碱胁迫下绿豆幼苗叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响

叶绿素含量是反映植物叶片光合能力及植株健康状态的主要指标。由表8可知，随着生物炭添加量的增加，C1、C2、C3、C4处理的叶绿素含量较 CK分别提高了11.36％、45.06％、75.85％和78.25％，并在C2、C3、C4处理达到显著提高，且C3、C4之间并不显著。Fv/Fm主要用于衡量植物受逆境胁迫的程度，主要和PS II光合特性有关。结果显示，施入生物炭后，绿豆叶片Fv/Fm在C2、C3、C4处理时显著提高，随生物炭浓度的增加，在 C4处理下达到最大，显著提高了5.8％。说明生物炭能有效的增强盐碱胁迫下PS II反应中心的光化学活性，提高绿豆叶片的光化学效率。

表9生物炭对盐碱胁迫下绿豆幼苗O^2-、H₂O₂、MDA含量的影响

O^2-与H₂O₂是植物体中活性氧的主要类型。由表9可知，CK处理下绿豆叶片中O^2-、H₂O₂与MDA含量均最大。土壤中添加生物炭后降低了叶片中O^2-、H₂O₂含量，C4处理时较CK显著降低了36.41％、55.39％，缓解了盐碱胁迫诱导的膜脂过氧化，继而使MDA的积累量显著降低，其含量能够碱解反应膜脂过氧化的损伤程度，C2、C3、C4各处理间差异不显著，但较 CK相比却显著下降28.83％，且下降趋势趋于平坦。

表10生物炭对盐碱胁迫下绿豆幼苗抗氧化酶活性的影响

SOD、POD、CAT是植物体中重要的抗氧化酶，主要用来清除体内过量的活性氧。由表10可知，CK处理下叶片的SOD、POD、CAT活性均为最小值。添加生物炭后，SOD、POD活性均不同程度提高，且在C1处理时较 CK分别提高95.58％、18.81％，但不显著。SOD活性在C2、C3、C4处理时较CK显著提高261.90％、297.43％、254.75％，但处理之间差异不显著， CAT活性与SOD活性变化类似。而POD活性在C1、C2处理之间较CK无显著变化，在C4处理时较CK显著提高了111.15％。

表11生物炭对盐碱胁迫下绿豆幼苗可溶性渗透调节物的影响

渗透调节是作物抗逆反应的重要方式，在渗透调节中，脯氨酸和可溶性糖的含量变化起着重要作用。由表11可知，添加生物炭的C1、C2、C3、 C4处理脯氨酸含量较CK相比分别显著增加20.95％、25.71％、78.09％、 84.76％，且C1、C2处理之间、C3、C4处理之间不显著差异。添加生物炭处理的可溶性糖含量较CK相比也是显著增加，C3处理较C2、C4处理虽出现降低，但之间差异不显著，C4处为最大值，较CK显著增加76.19％。

实施例2

生物炭对苏打盐碱地田间不同绿豆生长期的试验

试验于2019年在黑龙江八一农垦大学航天育种基地(大庆市大同区) 进行。试验区域属于温带大陆性季风气候，气候特点是冬季漫长、严寒干燥，多西北风，夏季炎热多雨。该地区无霜期一般在140至150d。日照时数年内变化较复杂，全年日照时数最多的6月份为286.5h。大同区的年降水量在 261mm至631.7mm之间。试验品种为绿丰二号，试验土壤为碱化草甸土，土壤基础平均肥力为有机质31.41g/kg、全氮1.54g/kg、全磷0.55g/kg、全钾47.46g/kg、碱解氮96.64mg/kg、速效磷15.61mg/kg、176.73mg/kg。供试生物炭材料购于大连兴龙垦有限公司，用立式炭化炉烧制，原材料为玉米秸秆, 制备温度为400～500℃。基本性质：pH值8.34、碳53.64％、氮1.23％、磷0.89％、钾1.56％。

试验设计

试验采用随机区组设计，设置5个处理，分别为CK(不施肥，不施炭)、 F(施肥，不施炭)、BCF5(施肥，垄底条状施炭5t/hm²)、BCF15(施肥，垄底条状施炭15t/hm²)、BCF25(施肥，垄底条状施炭25t/hm²)。各处理 3次重复，共十五个处理。各小区12行，行长5m，行距0.65m，面积39m²。播种前对试验地统一进行旋耕灭茬、翻后耙耢、施肥、起垄等连续作业。化肥种类为尿素、磷酸二铵、硫酸钾。田间管理按照常规大田管理进行。

测定项目与方法

分别于绿豆苗期、结荚期、完熟期在各个处理区域进行五点取样，采样深度为0～20cm，装入无菌封口袋密封，土壤过2mm筛，一部分保存于-80℃冰箱，用于微生物多样性分析；一部分防御阴凉处风干，用于测定土壤理化及酶活性指标。土壤理化性质测定与土壤酶活性测定方法与实施例1相同。

产量测定

在绿豆成熟期，从每个小区选区3行(长1m,行距0.65m)分别统计各株的单株荚数、单荚粒数、百粒重和单株产量进行考察，折算公顷产量。

生物炭对绿豆根际土壤养分含量的影响

表12生物炭对绿豆根际土壤养分含量的影响

表中的数字均为平均值±标准差；不同小写字母的数值在0.05水平上差异显著。CK、F、BCF5、BCF15、BCF25代表分别为CK(不施肥，不施炭)、 F(施肥，不施炭)、BCF5(施肥，施炭5t/hm²)、BCF15(施肥，施炭15t/hm²)、 BCF25(施肥，施炭25t/hm²)。

由表12可知，各时期下生物炭处理较CK相比降低了绿豆根际土壤碱解氮含量，在BCF25时达到最小值，可见添加生物炭会增加绿豆对土壤中碱解氮的吸收利用效率；而绿豆根际土壤中全氮、全磷、有机质、速效磷、速效钾含量较CK相比随生物炭的添加而养分增多。随生育期的变化，绿豆根际土壤全氮、碱解氮、速效磷出现先升高后下降的趋势。与CK相比，施炭处理在苗期，鼓粒期、成熟期显著增加了绿豆根际土壤中全氮含量，分别为16.19％、20.86％、10.27％，且在不同施炭处理之间也存在显著差异。土壤全磷含量变化趋势与全氮一样，但在各个时期内，BCF25处理全磷含量显著高于各个处理，在成熟期较CK显著提高27.66％。在苗期，各处理有机质含量较CK处理相比分别提高14.57％、26.45％、29.27％、36.56％，但各处理之间差异不显著。根际土壤碱解氮含量在施肥处理下较CK处理提高，说明施加化肥在一定程度上提高了氮素有效性，使土壤碱解氮含量增加，但随着生物炭的施加，碱解氮含量减少，在苗期分别较CK降低2.27％、6.26％、 5.7％，但不显著，在成熟期施炭各处理间无显著差异。土壤速效磷含量在苗期、鼓粒期、成熟期施炭处理较CK相比均显著提高，BCF25分别较CK提高24.35％、32.12％、42.59％。速效钾含量在生育期内变化为先降低后升高，在苗期，施炭处理之间无显著变化，在成熟期各处理较CK显著提高16.35％、34.08％、29.43％和40.26％。

表13生物炭对绿豆根际土壤酶活性的影响

由表13可知，在各生育期内，土壤脲酶活性在CK处理时均为最小，施肥显著增加了土壤脲酶活性，随着生物炭的添加，对脲酶的活性也具有促进的作用。苗期F、BCF5t、BCF15t处理之间无显著差异，BCF25t处理较 CK处理显著提高14.81％。鼓粒期施炭处理BCF5t、BCF15t、BCF25t下脲酶活性较CK处理显著增加，分别为51.6％、52.2％、70.96％。成熟期除BCF25t 外，各处理之间脲酶活性虽有变化，但变化不显著，而BCF25处理较CK处理脲酶活性显著增加67.74％。

随着生育期的推进，土壤蔗糖酶活性出现了下降的趋势，在苗期，施炭处理显著增加了土壤蔗糖酶活性，但添加生物炭各处理之间无显著差异，在 BCF25t处理下土壤蔗糖酶活性较CK处理显著增加了25.52％。鼓粒期各处理蔗糖酶活性较CK处理显著增加，分别为5.48％、27.32％、36.44％、45.43％。成熟期蔗糖酶活性F处理与CK之间无显著变化，在施炭处理下，随着施炭量的增加，土壤蔗糖酶活性也随之升高，在BCF25t处理下较CK处理显著提高了50.72％。

土壤碱性磷酸酶活性在各生育期内均出现了增加，在苗期，各处理碱性磷酸酶较CK处理显著增加，但在施肥施炭处理之间变化不显著，鼓粒期施炭处理下碱性磷酸酶活性较CK、F处理显著增加，在BCF25t处理时碱性磷酸酶活性较CK处理显著增加82.33％，在成熟期各处理之间碱性磷酸酶活性趋于平缓，施炭处理较CK相比增加26.32％、36.02％、32.64％，但不显著。

土壤过氧化氢酶活性在苗期出现了增高的趋势，施炭处理显著增加了过氧化氢酶活性，在BCF25t处理时过氧化氢酶活性较CK显著增加了16.88％，在鼓粒期期间，BCF15t、BCF25t处理之间酶活性较CK处理显著增加66.30％、64.26％,但处理之间差异不显著，成熟期过氧化氢酶活性保持较稳定，施炭各处理较CK显著增加，在BCF25t处理时过氧化氢酶活性显著增加55.67％。

表14生物炭对绿豆产量的影响

由表14所示，随生物炭的添加，绿豆产量呈现升高的趋势，各处理较 CK增加4.58％、12.60％、15.80％、34.85％。在25t/hm²生物炭施加量处理时为高产量。

综上所述，本发明根据土壤面积添加适宜的生物量，不仅提高土壤养分含量和酶活性，而且增强了植物清除活性氧的能力，提高了植物逆境适应性，对于苏打盐碱地的土壤改良和农作物的提质增产具有很好的效果。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims

1.生物炭在苏打盐碱地土壤改良和农作物提质增产中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物炭通过改善盐碱土壤结构、提高土壤养分含量和酶活性实现土壤改良。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物炭通过缓解盐碱胁迫对农作物幼苗的光合抑制实现农作物提质增产。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物炭还通过农作物幼苗的抗氧化酶活性调节实现对盐碱胁迫的缓解作用，从而实现农作物提质增产。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物炭还通过提高农作物可溶性渗透调节物的含量实现对盐碱胁迫的缓解作用，从而实现农作物提质增产。

6.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述生物炭的制备温度为300～700℃。

7.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述生物炭的用量为2～25t/hm²。

8.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，所述农作物包括绿豆。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：

(2)将绿豆播种在改良土壤中。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述化肥包括氮肥、磷肥和钾肥；所述氮肥的氮素用量为50～200kg/hm²，所述磷肥的磷素用量为50～150kg/hm²，所述钾肥的钾素用量为30～100kg/hm²。