生物质炭对土壤微生物碳源利用及春小麦产量的影响

陈雨欣　赵红梅　杨卫君　杨梅　郭颂　宋世龙　惠超

摘要：为探究氮肥减量条件下添加生物质炭对农田土壤微生物碳源利用及春小麦产量的影响，采用随机区组试验设计，设置0（N0）、300（N1）、255 kg·hm-2（N2）3 个氮肥水平和0（B0）、10×103（B1）、20×103（B2）、30×103 kg·hm-2（B3）4个生物质炭水平，共计12个处理，研究氮肥减量配施生物质炭对麦田土壤微生物群落碳源代谢特征和小麦产量的影响。结果表明，与对照（N0B0）相比，各处理平均颜色变化率（average well colordevelopment，AWCD）和Mcintosh指数（U）均呈上升趋势，其中氮肥常规用量配施中量生物质炭（N1B2）处理土壤微生物AWCD、U值最高，分别为0.93、5.83，分别比N0B0处理提高52.5%、36.3%；氮肥减量水平下，随生物质炭用量增加土壤微生物Shannon指数呈增加趋势；土壤微生物主要利用酯类碳源，对醇类碳源利用整体偏低，不同处理下微生物对不同碳源的利用能力有所不同。主成分分析显示，不同处理间土壤微生物群落对6类可利用碳源利用差异主要在于氨基酸类、糖类、酸类和醇类；土壤微生物群落功能多样性指标与春小麦产量呈正相关，当减量氮肥配施中量生物质炭（N2B2处理）时，春小麦产量可达8 301.35 kg·hm-2，与常规施用氮肥（B0N1处理）相比增产22.1%，综上所述，氮肥配施生物质炭能够提高土壤微生物活性，改善土壤微生物环境，促进春小麦生长，提高产量。研究结果可为生物质炭在北疆灌区的应用和推广提供依据。

关键词：氮肥；生物质炭；微生物功能多样性；产量

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0837

中图分类号：S154.36 文献标志码：A 文章编号：10080864（2024）05017410

北疆灌区是新疆灌溉绿洲农业的典型代表地区。当前，在新疆灌区小麦、玉米、棉花等作物种植大多通过水肥的高投入来实现高产，其较高的粮食生产力也伴随着土壤有机质含量降低、土壤肥力下降，作物产量的可持续增长受影响等问题。加之不合理的施肥习惯，如灌水前撒施肥料，导致肥料利用率低等问题日渐凸显。生物质炭是一种新型功能材料，一方面，因其具有多孔结构、巨大的比表面积以及良好的吸附性能[1]，可以为土壤微生物栖息提供良好的水分环境；另一方面，生物质炭能够通过改变土壤结构、增加土壤pH、改善土壤理化性质，间接地影响土壤微生物的生长和代谢，改变土壤微生物群落结构与丰度[2]，提高氮肥利用，促进作物的生长发育，在土壤环境修复过程中发挥着重要的作用。针对生物质炭添加对灌溉绿洲农田土壤肥力和作物产量的影响已有报道[34]，但现有研究多集中于生物质炭的单施效应[5-7]，而生物质炭施用能否达到农田氮肥减量施用的目的，其与氮肥配施对作物的增产机理及微生物机制影响如何鲜见报道。因此，本研究以北疆灌区农田为试验对象，在前期研究基础上，持续开展研究氮肥减量条件下配施不同量生物质炭对农田土壤微生物功能多样性以及春小麦产量的影响，以期筛选出适宜北疆灌区农田作物生长的氮肥施用量及生物质炭配施量，为北疆灌区农田氮肥减量施用及生物质炭在北疆灌区农田的应用和推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验在新疆奇台麦类作物试验站（42°25′—45°29′N、89°13′—91°22′E，海拔895.00 m）进行，该地属中温带大陆性气候。年平均气温5.50 ℃，7月平均气温23.70 ℃，极端高温39.00 ℃，1月平均气温-18.90 ℃，极端低温-37.30 ℃。年平均相对湿度60%，无霜期153 d（4月下旬至10月上旬），年平均降水量269.40 mm。试验地土壤为壤质灰漠土，pH 8.25，有机质含量13.88 g·kg-1，全氮含量2.24 g·kg-1，有效磷含量11.40 mg·kg-1。

1.2 试验材料

供试生物质炭为玉米秸秆炭，由辽宁金和福农业科技股份有限公司提供。将玉米秸秆自然风干后碾碎，在450 ℃缺氧条件下炭化4 h，出炉后将其制备成0.05～2.00 cm的颗粒。生物质炭基本性质：pH 9.81，比表面积3.32 m2·g-1，固定碳含量68.7%，挥发分含量20.6%，灰分含量10.6%。试验供试氮肥为尿素（N≥46%），施用量为纯氮量。供试春小麦品种为‘新春37号。

1.3 试验设计

采用随机区组试验设计。氮（N）肥设3个水平：不施氮肥，即氮肥用量为0 kg·hm-2（N0）；氮肥常规用量300 kg·hm-2（N1）；氮肥减量15%，即氮肥用量为255 kg·hm-2（N2）。生物质炭（B）设4个水平：不施生物质炭，生物质炭用量为0 kg·hm-2（B0）；低量生物质炭，生物质炭用量为10×103 kg·hm-2（B1）；中量生物质炭，生物质炭用量为20×103 kg·hm-2（B2）；高量生物质炭，生物质炭用量为30×103 kg·hm-2（B3）；则有N0B0（ 对照）、N0B1、N0B2、N0B3、N1B0、N1B1、N1B2、N1B3、N2B0、N2B1、N2B2、N2B3 共12个处理，每个处理3次重复。春小麦播种密度为450万株·hm-2，0.2 m等行距条播，每个小区面积为9 m2（3 m×3 m）。氮肥与生物质炭均作为底肥于播种前一次性施入耕层30 cm，田间其他管理措施与当地高产田一致。

1.4 试验方法

1.4.1 土样采集

于春小麦收获期按五点法采集0—20 cm耕层土样，去除土壤中根系及其他杂物混合均匀，过0.2 cm筛后装入自封袋，放入4 ℃冰箱保存待用。

1.4.2 测定方法

采用Biolog-ECO 法[8]测定土壤微生物功能多样性：称取相当于10 g干土的新鲜土样，加入无菌生理盐水，振荡30 min后于4 ℃静置10 min，然后吸取1 mL 原液于9 mL 无菌生理盐水中，摇匀后用8道移液器取150 μL提取液，加入到生态板的每个孔中，每样1 板，每板3 次重复。在22 ℃ 下连续培养144 h，每12 h 在BIOLOG 读数仪读取590 nm 下的光密度值（OD590），选取培养时间为120 h的OD590计算微生物群落功能多样性指数、分析碳源利用程度并进行主成分分析。

春小麦产量测定：小麦成熟后，于每小区选取长势一致的1 m2（1 m×1 m）样区测定有效穗数，并于各小区选取10株代表性春小麦进行考种，并实收测产，测定千粒重，折算产量。

1.4.3 相关计算

采用Biolog-ECO法[8]对微生物群落碳源利用情况进行检测。

平均颜色变化率（average well color development，AWCD）用于描述土壤微生物功能代谢能力，计算公式[8]如下。

式中，Ci为第i 个培养基孔的吸光值，Ri为第i个对照孔的吸光值，a 为培养基孔数，Biolog-ECO板中n 值为31。

采用Simpson、Shannon、Mcintosh 3 个指数来表征土壤微生物群落功能多样性，其中Simpson指数（D） 用于评估某些最常见种的优势度，Shannon指数（H）用于评估物种的丰富度，Mcintosh指数（U）用于评估群落物种均匀度，计算公式[8]如下。

式中，Ai为第i 培养孔的相对吸光值（Ci-Ri）；Pi为第i 培养孔的相对吸光值与所有整个微平板的相对吸光值总和的比值，即（Ci-Ri）/Σ（Ci-Ri）。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2019作图，采用DPS 7.05软件进行方差分析，采用SPSS 26.0软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥减量配施不同量生物质炭对农田土壤微生物碳源代谢活性的影响

平均颜色变化率（AWCD）反映微生物对不同碳源的利用程度，其值越大，一定程度上表明土壤微生物群落活性越高。由图1可知，随着培养时间的延长，各处理土壤中可培养微生物对碳源的利用程度增大，且呈“S”型趋势变化。培养前期（0～36 h），各处理土壤微生物群落活性较弱，其AWCD 增加缓慢，36～120 h间微生物群落活性增强，碳源利用快速增加，120 h后趋于稳定。在其进入稳定期（120 h）时，与对照（N0B0）相比，不同处理下微生物对碳源的利用程度均增大；整体来看，以氮肥常规用量配施中量生物质炭（N1B2）时土壤微生物活性最强，而单施氮肥（N1B0）或单施生物质炭（N0B1）时，土壤微生物活性均较低，说明适量生物质炭与氮肥的施用可不同程度提高麦田土壤微生物代谢活性。

2.2 氮肥减量配施不同量生物质炭对农田土壤微生物AWCD 和多样性指数的影响

选取培养120 h的OD590计算土壤可培养微生物功能多样性指数 Simpson（D）、Shannon（H）、Mcintosh（U），分别评估土壤微生物功能群落的优势度、丰富度、均匀度。由表1可知，与N0B0处理相比，单施生物质炭或氮肥与生物质炭配施均能改变土壤微生物活性（AWCD）、提高Shannon指数和Mcintosh指数，且效果显著（P<0.05）。AWCD值随氮肥用量减少呈下降趋势，Mcintosh指数随氮肥用量减少呈上升趋势，其中氮肥常规用量配施中量生物质炭（N1B2）处理最高，分别为0.93、6.54，与N0B0处理相比，分别提高52.5%、36.3%。与单施生物质炭处理相比，氮肥常规用量与生物质炭配施处理下土壤微生物Shannon 指数均有所上升，氮肥减量水平下随生物质炭用量增加土壤微生物Shannon指数呈增加趋势，处理间差异显著。生物质炭与氮肥对微生物群落功能多样性存在互作效应，影响显著。与对照（N0B0）相比，单施低量、高量生物质炭（N0B1、N0B3）处理Simpson 指数有所上升，与单施氮肥处理相比，除氮肥减量配施低量生物质炭（N2B1）处理外，其余各配施处理Simpson指数均有所上升。

2.3 氮肥减量配施不同量生物质炭对农田土壤微生物碳源利用能力的影响

Biolog-Eco 生物板微孔中有31 种不同的碳源，根据官能团的不同将其分成6 类，其中糖类7 种、氨基酸类6 种、醇类3 种、酯类4 种、酸类8种、胺类3种。选取经过120 h培养后的OD590计算微生物群落对6类碳源的利用特征，以明确不同处理下土壤微生物群落的功能类群。由图2可知，不同处理下土壤微生物主要利用酯类碳源，其次为胺类碳源，不同处理下土壤微生物对醇类碳源利用整体偏低。进一步分析发现，不同处理下微生物对不同碳源利用能力也不同。与对照（N0B0）相比，单施生物质炭时，土壤微生物对糖类利用随着施炭量增加呈先降后升趋势；氮肥与生物质炭配施条件下，微生物的碳源利用能力进一步增强，其中氮肥常规用量配施低量生物质炭（N1B1）时，微生物对糖类物质利用能力最强，而氮肥常规用量配施高量生物质炭（N1B3）条件下最低，处理间差异显著（P<0.05）。不同处理下土壤微生物对氨基酸类碳源的利用能力在常规施氮肥配施中、高量生物质炭（N1B2、N1B3）时较高。不同处理下微生物对醇类碳源的利用趋势与对氨基酸类碳源利用趋势类似，但其处理间波动更大。不同处理下土壤微生物对酯类碳源利用能力整体处于较高水平，且在氮肥减量配施低量生物质炭（N2B1）时其利用率最高，OD590达1.38，显著高于其他处理（P<0.05）。不同处理下微生物对胺类碳源的利用能力次于对酯类碳源的利用能力，整体仍处于较高水平，氮肥常规用量单施（N1B0）和高量生物质炭单施（N0B3）时较高，与单施中、高量生物质炭（N0B2、N0B3）处理相比，氮肥与中、高量生物质炭配施（N1B2、N1B3、N2B2、N2B3）处理下微生物对胺类碳源利用能力均下降，单施生物质炭处理与对应生物质炭量的炭氮配施处理间差异显著（P<0.05），氮肥减量配施低量生物质炭（N2B1）时对胺类碳源利用能力最低。不同处理下土壤微生物对酸类碳源利用能力随着生物质炭用量不同呈不同变化趋势，氮肥与中、高量生物质炭配施处理下随氮肥减量呈下降趋势，其中常规施氮配施高量生物质炭（N1B3）时其OD590最高，达1.15，单施氮肥（N1B0、N2B0）处理下微生物的碳源利用能力均低于对照（N0B0），2个处理与对照相比均存在显著性差异（P<0.05）。

2.4 氮肥减量配施不同量生物质炭下麦田土壤微生物群落主成分分析

通过对Biolog-ECO生态板吸光值数据进行主成分分析，能够解释不同处理下土壤微生物对不同碳源利用的差异。对培养120 h后的比色结果进行主成分分析，共提取到2个主成分，主成分1（principal component 1，PC1） 的方差贡献率为36.93%，主成分2（principal component 2，PC2）的方差贡献率为30.73%，累计方差贡献率达67.66%（图3）。由表2可知，PC1包含的碳源主要有4种，分别是氨基酸类、糖类、酸类和醇类，PC2包含的碳源主要有3种，分别是酯类、胺类和酸类。

以PC1为横轴，PC2为纵轴，以不同处理在2个主成分上的得分值为坐标作图，位于同一象限处理土壤微生物碳源代谢功能群落结构相似，位于不同象限各处理土壤微生物碳源代谢功能群落结构存在差异。从图3中可以看出，各处理间碳源利用得分有明显的差异，在每个象限均有分布，其中，中、高量生物质炭与氮肥配施的处理分布在第1象限，低量生物质炭与氮肥配施的处理分布在第2象限，对照（N0B0）、单施氮肥、单施生物质炭处理集中分布在第3象限，这表明生物质炭与氮肥配施能够改变土壤微生物群落的功能结构。

2.5 氮肥减量配施不同量生物质炭对春小麦产量的影响

由图4可知，与对照相比，单施生物质炭处理的春小麦产量显著提升，随生物质炭添加量的增加呈下降趋势，但处理间差异不显著；单施氮肥时，随施氮量减少春小麦产量也随之下降，与对照（N0B0）相比，单施常规氮肥春小麦产量显著提升。与单施减量氮肥（N2B0）处理相比，减量氮肥配施生物质炭时春小麦产量显著提升，且随施炭量的增加均呈先上升后下降的趋势，当减量氮肥配施中量生物质炭（N2B2）时，春小麦产量可达8 301.35 kg·hm-2，与氮肥常规用量（N1B0）相比显著增产22.1%。

对土壤微生物群落功能多样性指标与产量进行相关性分析（表3）发现，土壤微生物群落功能多样性指标与产量间存在正相关关系，且产量与AWCD、Simpson 指数、McIntosh 指数间存在显著相关性，表明生物炭能够通过改善土壤微生物群落功能多样性来改善土壤环境，促进春小麦生长，提高产量。

3 讨 论

研究土壤微生物群落功能多样性能很好地评价土壤质量，调节土壤微生物代谢活性可缓解土壤地力衰退，实现可持续发展[9]。研究表明，生物质炭对土壤微生物群落的影响有一定的不确定性[1011]。本研究通过Biolog-ECO生态盘分析发现，与对照（N0B0）相比，氮肥配施生物质炭后，土壤微生物活性（AWCD）、Shannon 指数、Mcintosh 指数均显著提高，土壤微生物活性显著增加，氮肥减量水平下随生物质炭用量增加土壤微生物Shannon指数增加，说明生物质炭与氮肥能够提高土壤微生物群落代谢活性，且氮肥与生物质炭配施效果更好，这与顾美英等[12]研究结果相似。由于氮肥和生物质炭的施入调节了土壤碳氮比[1314]，为土壤微生物群落提供充足的养分，而生物质炭的孔隙、高芳香烃结构，能够改变土壤的物理性质及结构，较大的土壤团聚体使土壤团粒间存在较大空隙，为好氧微生物提供充足的氧气供给，有利于提高微生物群落活性[15]。另外，生物质炭具有良好的水肥吸附作用，其自身含有少量的营养物质，为微生物提供了良好的生长场所及有机碳等养分，可使土壤微生物群落活性增强[16]。而氮肥常规用量配施生物质炭处理土壤微生物群落活性高于减量氮肥配施生物质炭处理，这是由于氮肥的减量施用直接导致土壤中可供利用的氮素减少，抑制了土壤中氨化细菌和好气性自生固氮菌的生长繁殖[17]，进而影响土壤微生物群落活性。

进一步分析发现，生物质炭的添加显著增加了土壤微生物群落对氨基酸类、脂类及酸类碳源的利用程度，单施生物质炭或单施氮肥时土壤微生物群落主要利用的碳源与对照大致相同。氮肥与生物质炭配施处理下土壤微生物对氨基酸类、胺类和酸类碳源利用能力随氮肥减量呈下降趋势，说明氮肥的减量施用会降低微生物对氨基酸类、胺类和酸类碳源的代谢活性[18]。氮肥与高量生物质炭配施对土壤微生物群落功能类群影响不显著[8]，而本研究发现，生物质炭配施氮肥时，土壤微生物群落主要利用的碳源发生了变化，且随着生物质炭用量的不同而不同，说明生物质炭与氮肥配施时产生互作效应，改变了土壤微生物群落的功能类群，在一定范围内土壤微生物的活性随着生物质炭施用量的增加显著提高。这是因为：一方面，氮肥的添加弥补了生物质炭中养分含量较少的缺点；另一方面，生物质炭对水肥的吸附作用能够作为养分“暂存库”，缓解氮肥养分通过氨挥发和反硝化作用释放损失过快的不足[19]，提高了氮素的利用率，二者形成互补，混合施用可能会引起一些特异微生物类群迅速增殖，从而导致微生物群落的功能类群发生改变。但同时，因生物质炭中含有高盐类、多环芳烃等物质[20]，若过量施用将抑制土壤微生物群落的生长和繁殖，对作物生长环境不利[21]。

生物炭的高芳香化表面、孔隙结构及对水肥的吸附作用使其可能为土壤微生物栖息提供良好的“微环境”[22]，促进土壤微生物生长，提高微生物群落活性，而土壤微生物能够通过合成各种有机酸来溶解不溶性磷酸盐，从而活化土壤中的矿质养分，有利于植物根系对营养物质的吸收，进而提高作物产量。阚正荣等[23]研究表明，生物质炭的年施用量为3 600～4 500 kg·hm-2时对冬小麦的增产效果最好。但由于生物质炭的原料、施用方式、土壤质地和类型以及作物种类等的不同，研究结果也不尽相同[24]。本研究发现，与对照（N0B0）相比，氮肥与生物质炭施用可促进春小麦增产，而二者配施效果更好，当减量氮肥与中量生物质炭配施（N2B2）时增产效果最好，这与刘敏等[25]研究结果相似。生物质炭施用量过高使土壤中有机碳含量提高，导致微生物与春小麦竞争氮素[26]，影响小麦生长，不利于产量形成；而合理的炭氮配施比例能够抑制土壤中有害微生物的生长[27]，增加土壤有机质含量，为微生物的生长提供良好的环境[28]，减慢土壤养分的释放，提高作物对氮素的吸收，从而促进作物增产[29]。本试验条件下，氮肥与生物质炭配施能够促进农田土壤微生物群落活性，改善麦田土壤微生物环境，提高春小麦产量，总体来说氮肥减量配施中量生物质炭（N2B2处理）为北疆灌区麦田减氮配施生物质炭促进春小麦增产的理想施肥方案。

参 考 文 献

［1］ 孔丝纺， 姚兴成， 张江勇， 等. 生物质炭的特性及其应用的研究进展[J]. 生态环境学报， 2015， 24（4）： 716-723.

KONG S F， YAO X C， ZHANG J Y， et al .. Review ofcharacteristics of biochar and research progress of itsapplications [J]. Ecol. Environ. Sci.， 2015， 24（4）： 716-723.

［2］ LIU Y X， LU H H， YANG S M， et al .. Impacts of biocharaddition on rice yield and soil properties in a cold waterloggedpaddy for two crop seasons [J]. Field Crops Res.， 2016， 191：161-167.

［3］ 邢东建， 杨卫君， 贺佳琪， 等. 减磷加炭对北疆灌区土壤理化性质的影响[J]. 中国农学通报， 2021， 37（11）： 39-44.

XING D J， YANG W J， HE J Q， et al .. Effects of phosphorusreduction and biochar addition on soil physical and chemicalproperties in north Xinjiang irrigated area [J]. China Agric. Sci.Bull.， 2021， 37（11）： 39-44.

［4］ 贺佳琪， 杨卫君， 贾永红， 等. 减磷加炭对北疆春小麦磷素利用及产量的影响[J]. 中国农学通报， 2021， 37（3）： 13-19.

HE J Q， YANG W J， JIA Y H， et al .. Effect of reducingphosphate fertilizer and applying biochar on phosphorusutilization and yield of spring wheat in northern Xinjiang [J].China Agric. Sci. Bull.， 2021， 37（3）： 13-19.

［5］ 刘晓霞， 吴东涛， 朱伟锋， 等. 外源添加生物炭对水稻产量和土壤性质的影响[J]. 浙江农业科学， 2016， 57（11）： 1776-1779.

［6］ 韦思业. 不同生物质原料和制备温度对生物炭物理化学特征的影响[D].广州：中国科学院大学（中国科学院广州地球化学研究所）， 2017.

WEI S Y. Influence of biomass feedstocks and pyrolysistemperatures on physical and chemical properties of biochar [D].Guangzhou ： University of Chinese Academy of Sciences（Guangzhou Institute of Geochemistry， Chinese Academy ofSciences）， 2017.

［7］ 谢迎新， 刘宇娟， 张伟纳， 等. 潮土长期施用生物炭提高小麦产量及氮素利用率[J]. 农业工程学报， 2018， 34（14）：115-123.

XIE Y X， LIU Y J， ZHANG W N， et al .. Long-term applicationof biochar in fluvio-aquatic soil improving wheat yield andnitrogen utilization [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Eng.， 2018， 34（14）： 115-123.

［8］ 高文翠， 杨卫君， 贺佳琪， 等. 生物炭添加对麦田土壤微生物群落代谢的影响[J]. 生态学杂志， 2020， 39（12）： 3998-4004.

GAO W C， YANG W J， HE J Q， et al .. Effects of biochar onsoil microbial community metabolism in wheat field [J]. Chin.J. Ecol.， 2020， 39（12）： 3998-4004.

［9］ 赵辉， 周运超， 任启飞. 不同林龄马尾松人工林土壤微生物群落结构和功能多样性演变[J]. 土壤学报， 2020， 57（1）：227-238.

ZHAO H， ZHOU Y C， REN Q F. Evolution of soil microbialcommunity structure and functional diversity in pinusmassoniana plantations with age of stand [J]. Acta Pedol. Sin.，2020， 57（1）： 227-238.

［10］ XU N， TAN G C， WANG H Y， et al.. Effect of biochar additions tosoil on nitrogen leaching， microbial biomass and bacterialcommunity structure [J/OL]. Eur. J. Soil Biol.， 2016， 74： 004 [2022-09-03]. https：//doi.org/ 10.1016/j.ejsobi.2016.02.004.

［11］ 聂新星， 李志国， 张润花， 等. 生物炭及其与化肥配施对灰潮土土壤理化性质、微生物数量和冬小麦产量的影响[J].中国农学通报， 2016， 32（9）： 27-32.

NIE X X， LI Z G， ZHANG R H， et al .. Effects of biochar andits combined application with chemical fertilizers on physicaland chemical properties and microbial quantity of fluvo-aquicsoil and winter wheat yield [J]. China Agric. Sci. Bull.， 2016，32（9）： 27-32.

［12］ 顾美英，唐光木，葛春辉，等.不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物多样性的影响[J]. 中国生态农业学报， 2016，24（4）： 489-498.

GU M Y， TANG G M， GE C H， et al .. Effects of strawincorporation modes on microbial activity and functionaldiversity in sandy soil [J]. Chin. J. Eco-Agric.， 2016， 24（4）：489-498.

［13］ 王光飞，马艳，郭德杰，等. 不同用量秸秆生物炭对辣椒疫病防控效果及土壤性状的影响[J]. 土壤学报， 2017， 54（1）：204-215.

WANG G F， MA Y， GUO D J， et al .. Application-ratedependenteffects of straw biochar on control of phytophthorablight of chilli pepper and soil properties [J]. Acta Pedol. Sin.，2017， 54（1） ： 204-215.

［14］ 李晓韦， 韩上， 雷之萌， 等. 氮素形态对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响[J]. 中国生态农业学报， 2019， 27（5）：717-725.

LI X W， HAN S， LEI Z M， et al .. Effects of nitrogen forms ondecomposition and nutrient release of rapeseed straw [J]. Chin.J. Eco-Agric.， 2019， 27（5）： 717-725.

［15］ 惠超， 杨卫君， 宋世龙， 等. 生物炭施用对麦田土壤团聚体机械稳定性及春小麦产量的影响[J]. 土壤通报， 2022， 53（2）：349-355.

HUI C， YANG W J， SONG S L， et al .. Effects of biocharapplication on mechanical stability of soil aggregates and yieldof spring wheat [J]. Chin. J. Soil Sci.， 2022， 53（2）： 349-355.

［16］ KOLTON M， HAREL Y M， PASTERNAK Z， et al .. Impact ofbiochar application to soil on the root-associated bacterialcommunity structure of fully developed greenhouse pepperplants [J]. Appl. Environ. Microbiol.， 2011， 77（14）： 4924-4930.

［17］ 房彦飞，徐文修，符小文，等.冬小麦施氮对复播大豆土壤微生物区系及产量的影响[J]. 核农学报， 2020， 34（8）： 1826-1833.

FANG Y F， XU W X， FU X W， et al .. Effect of nitrogen appliedin winter wheat on soil microflora and yield of summer-sowingsoybean [J]. J. Nucl. Agric. Sci.， 2020， 34（8）： 1826-1833.

［18］ 王顶，伊文博，李欢，等. 玉米间作和施氮对土壤微生物代谢功能多样性的影响[J]. 应用生态学报， 2022， 33（3）： 793-800.

WANG D， YI W B， LI H， et al .. Effects of intercropping andnitrogen application on soil microbial metabolic functionaldiversity inmaize cropping soil [J]. Chin. J. Appl. Ecol.， 2022，33（3）： 793-800.

［19］ 韩晓日，葛银凤，李娜，等.连续施用生物炭对土壤理化性质及氮肥利用率的影响[J]. 沈阳农业大学学报， 2017， 48（4）：392-398.

HAN X R， GE Y F， LI N， et al .. Effects of continuousapplication of biochar on soil physic-chemical properties andnitrogen use efficiency [J]. J. Shenyang Agric. Univ.， 2017， 48（4）：392-398.

［20］ 霍丽丽， 姚宗路， 赵立欣， 等. 典型农业生物炭理化特性及产品质量评价[J]. 农业工程学报， 2019， 35（16）： 249-257.

HUO L L， YAO Z L， ZHAO L X， et al .. Physical and chemicalproperties and product quality evaluation of biochar fromtypical agricultural residues [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Eng.，2019， 35（16）： 249-257.

［21］ 陈心想， 耿增超， 王森， 等. 施用生物炭后塿土土壤微生物及酶活性变化特征[J]. 农业环境科学学报， 2014， 33（4）：751-758.

CHEN X X， GENG Z C， WANG S， et al .. Effects of biocharamendment on microbial biomass and enzyme activities inloess soil [J]. J. Agro-Environ. Sci.， 2014， 33（4）： 751-758.

［22］ 王博， 刘扣珠， 任天宝，等. 减氮条件下生物炭对烤烟根系发育及土壤微生物群落的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2021（3）：45-50.

WANG B， LIU K Z， REN T B， et al .. Effect of biochar on theroots and soil microorganisms of flue-cured tobacco under thecondition of nitrogen reduction [J]. Soil Fert. Sci. China， 2021（3）： 45-50.

［23］ 阚正荣， 濮超， 祁剑英， 等. 施用生物炭对华北平原冬小麦土壤水分和籽粒产量的影响[J]. 中国农业大学学报， 2019，24（4）： 1-10.

KAN Z R， PU C， QI J Y， et al .. Effects of biochar on soil waterand grain yield of winter wheat in the North China Plain [J]. J.China Agric. Univ.， 2019， 24（4）： 1-10.

［24］ 邓万刚， 吴鹏豹， 赵庆辉， 等. 低量生物质炭对2种热带牧草产量和品质的影响研究初报[J]. 草地学报， 2010，18（6）：844-847，853.

DENG W G， WU P B， ZHAO Q H， et al .. The effect of biocharon grass yield and quality [J]. Acta Agrestla Sin.， 2010，18（6）：844-847，853.

［25］ 刘敏， 纪立东， 王锐， 等. 施用生物质炭条件下减施氮肥对玉米生长和土壤的影响[J]. 江苏农业科学， 2021， 49（19）：216-222.

［26］ 宋大利， 习向银， 黄绍敏， 等. 秸秆生物炭配施氮肥对潮土土壤碳氮含量及作物产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2017， 23（2）： 369-379.

SONG D L， XI X Y， HUANG S M， et al .. Effects of combinedapplication of straw biochar and nitrogen on soil carbon andnitrogen contents and crop yields in a fluvo-aquic soil [J]. J.Plant Nut. Fert.， 2017， 23（2）： 369-379.

［27］ 马艳， 王光飞. 生物炭防控植物土传病害研究进展[J]. 中国土壤与肥料， 2014（6）：14-20.

MA Y， WANG G F. Review of biochar utilization on soil-bornedisease control [J]. Soil Fert. Sci. China， 2014（6）：14-20.

［28］ 周志红， 李心清， 邢英， 等. 生物炭对土壤氮素淋失的抑制作用[J]. 地球与环境， 2011，39（2）： 278-284.

ZHOU Z H， LI X Q， XING Y， et al .. Effect of biocharamendment on nitrogen leaching in soil [J]. Earth Environ.，2011， 39（2）： ：278-284.

［29］ 陈庆华， 许卓， 汤计超， 等.生物炭对土壤氮磷流失和油菜产量的影响[J]. 中国农业科技导报， 2019， 21（11）： 130-137.

CHEN Q H， XU Z， TANG J C， et al .. Influences of addingbiochar on loss of nitrogen and phosphorus and yield of rape insoil [J]. J. Agric. Sci. Technol.， 2019， 21（11）： 130-137.

（责任编辑：胡立霞）

基金项目：国家自然科学基金地区科学基金项目（32260326）；新疆维吾尔自治区自然基金面上项目（2021D01A87）； 2021年新疆农业大学作物学重点学科发展基金项目（XNCDKY2021012）。