賀麗群 張慶金 吳培棟 余曉玲 馮曾威 姚青

摘要：【目的】比較施用有機肥和/或生物炭及二者互作對城市底土肥力及生菜生長的影響，為利用有機肥和生物炭對城市底土進行改良提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳缘湫偷某鞘械淄翞樵囼瀸ο?、生菜為供試作物，設(shè)有機肥和生物炭均不施用（-C-B，對照）、施有機肥不施生物炭（+C-B）、不施有機肥施生物炭（-C+B）、同時施用有機肥和生物炭（+C+B） 4個處理，測定生菜植株葉片的葉綠素相對含量（SPAD值）和地上部生物量、土壤的化學(xué)性狀和酶活性，研究有機肥和生物炭及其互作對生菜生長和底土肥力的影響?！窘Y(jié)果】與對照（-C-B）相比，同時施用有機肥和生物炭（+C+B）的處理效果最好，生菜植株生物量增長4.27倍，顯著提高底土中有機質(zhì)、有效磷、有效鉀和NO3-的含量（P<0.05，下同），顯著增強底土中碳循環(huán)、磷循環(huán)和氮循環(huán)相關(guān)的酶活性。此外，有機肥和生物炭在增強纖維素二糖水解酶、磷酸單脂酶、丙氨酸氨肽酶和亮氨酸氨肽酶的活性上存在正向互作效應(yīng)。方差分解分析結(jié)果揭示有機肥的促進作用（93.3%）遠(yuǎn)大于生物炭（4.6%），多元線性回歸分析結(jié)果表明土壤中有效磷和NO3-含量的提高是生物量增加的決定性因子?！窘Y(jié)論】同時施用有機肥和生物炭能有效提高城市底土的肥力，兩者存在正向協(xié)同效應(yīng)，有機肥是生物炭發(fā)揮作用的前提。

關(guān)鍵詞： 城市底土;生菜;有機肥;生物炭;土壤改良;土壤肥力

中圖分類號： S158;S636? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）08-1701-08

Effects of compost and biochar interaction on urban subsoil fertility and plant growth of lettuce

HE Li-qun， ZHANG Qing-jin， WU Pei-dong， YU Xiao-ling，

FENG Zeng-wei， YAO Qing*

（College of Horticulture， South China Agricultural University， Guangzhou? 510642， China）

Abstract：【Objective】The effects of compost and/or biochar application and the interaction between the two on the fertility of urban subsoil and the plant growth of lettuce（Lactuca sativa L.） were compared，in order to provide the theoreti-cal basis for the improvement of urban subsoil with compost and biochar. 【Method】With typical urban subsoil as target and lettuce as tested crop，four treatments were set up， including no application of compost or biochar（?C?B， control）， application of compost but no biochar（+C?B）， application of biochar but no compost（?C+B）， application of both compost and biochar（+C+B）. The relative chlorophyll content（SPAD value） in leaves of lettuce plants，shoot biomass， soil chemical properties and soil enzyme activities were measured to study the effects of compost and biochar as well as their interaction on the subsoil fertility and lettuce growth. 【Result】Compared to the control（?C?B），the treatment of application of both compost and biochar（+C+B） showed the best effects，with lettuce plant biomass increasing by 4.27 times. App-lication of both compost and biochar（+C+B） significantly increased the contents of organic matter，available phosphorus，available potassium and NO3- in subsoil（P<0.05，the same below），and significantly enhanced the enzyme activities involved in carbon cycling，phosphorus cycling and nitrogen cycling. In addition， compost and biochar positively interacted in the enhancement of cellobiosidase，phosphomonoesterase，alanine aminopeptidase and leucine aminopeptidase activities. Variance partitioning analysis revealed the far greater effect of compost（93.3%） than that of biochar（4.6%）. Multiple linear regression analysis indicated that the increase in available phosphorus and NO3- contents was the determinant of plant biomass enhancement. 【Conclusion】The application of both compost and biochar can effectively increase the urban subsoil fertility with positive synergistic effect，and application of compost is the precondition for biochar effect.

Key words： urban subsoil; lettuce; compost; biochar; soil improvement; soil fertility

0 引言

【研究意義】底土是分布在表土下面的土壤，通常有機質(zhì)含量低、土壤結(jié)構(gòu)差、養(yǎng)分含量低、微生物活性低，限制作物的生長和產(chǎn)量（Kautz et al.，2013;馬欣等，2016;魏亮等，2016;盛浩等，2017;Getahun et al.，2018）。在過去的40年間，伴隨著華南地區(qū)經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，道路、橋梁、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對土壤剖面造成強烈擾動，導(dǎo)致大面積的底土裸露或搬移至地表，且這一現(xiàn)象在城鄉(xiāng)均有分布。過去人們對土壤的研究多局限于耕層土壤，而忽視了底土這個潛在的養(yǎng)分資源庫（申建波等，2001;Kautz et al.，2013），因此，如何培肥這些外露的底土，提高其生態(tài)服務(wù)功能，是實現(xiàn)城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和提升城市底土生產(chǎn)力的必要前提。有機質(zhì)是土壤基礎(chǔ)肥力和生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，而土壤微生物參與許多土壤生化過程，是養(yǎng)分循環(huán)和活化的主要驅(qū)動因子（蔣婧和宋明華，2010;沈仁芳和趙學(xué)強，2015）。只有提高底土的有機質(zhì)含量、促進底土中微生物的活性，才有可能實現(xiàn)底土的快速熟化和培肥，達到改良底土的目標(biāo)?！厩叭搜芯窟M展】有機肥和生物炭是目前常用的農(nóng)業(yè)土壤改良資材（丁思年，2007;Zhu et al.，2017）。有機肥在我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展中始終發(fā)揮著重要作用，近年來隨著人們對生態(tài)環(huán)境的重視，有機肥料再度受到關(guān)注。生物炭是一種在限氧、高溫條件下裂解而成的穩(wěn)定碳基材料，其有機碳含量高達60%（王瑞峰等，2015），而中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY 525—2012《有機肥料》規(guī)定商品有機肥的有機質(zhì)含量須大于45%，高有機質(zhì)含量的特性是這兩種材料適用于底土改良的基礎(chǔ)。研究表明，在有機質(zhì)含量低的退化土壤中增施有機肥能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)，提供生物有效性養(yǎng)分，改善土壤微生態(tài)系統(tǒng)，有效改良設(shè)施蔬菜退化地的土壤（付麗軍等，2017）。關(guān)于生物炭對底土改良的報道較少，但退化土壤與底土具有相似性質(zhì)，如有機質(zhì)含量低、土壤容重大等。鐘哲科等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，在退化的林地土壤施加生物炭可顯著提高其持水量及有效養(yǎng)分含量，同時降低土壤容重;王軍等（2016）研究指出，在退化設(shè)施蔬菜地土壤中施用5%生物炭可有效降低其強還原修復(fù)過程中的N2O排放;王桂君等（2017）報道，生物炭可通過調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)、改善土壤養(yǎng)分條件及影響微生物生態(tài)環(huán)境來改良退化土壤。在有機肥和生物炭的聯(lián)合施用方面，陳偉等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，施用有機肥與生物炭均可增加平邑甜茶的細(xì)吸收根量、細(xì)吸收根面積、土壤和根際可培養(yǎng)微生物量，提高土壤熒光素二乙酸酶活性和土壤微生物多樣性，兩者聯(lián)合施用效果最佳;Sadegh-Zadeh等（2018）研究表明，有機肥與生物炭的配合施用可提高土壤總氮和可利用磷含量，作物產(chǎn)量同樣顯著提高?！颈狙芯壳腥朦c】目前，有關(guān)有機肥與生物炭聯(lián)合施用的研究主要集中在農(nóng)田土壤上，而在改良城市底土方面的研究幾乎是空白，這一現(xiàn)象不利于推動城市底土的科學(xué)利用?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以來源于建筑工地的典型城市底土為研究對象，比較施用生物炭、有機肥及兩者聯(lián)合施用對城市底土肥力（化學(xué)特性和生物學(xué)特性）的影響，并分析其對生菜生長的影響，以期為利用生物炭和有機肥進行城市底土改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

本研究所用城市底土來源于廣東省廣州市內(nèi)的建筑工地，底土在使用前風(fēng)干，過2 mm篩;生物炭為市售稻殼生物炭;有機肥為市售的以菇渣和羽毛為原料的有機堆肥。底土、生物炭和有機肥的主要化學(xué)性狀見表1。選用具有生育期短、耐熱、耐寒和耐抽薹特點的生菜（Lactuca sativa L. var. Ramosa Hort.）為供試作物。

1. 2 試驗方法

采用溫室盆栽試驗，雙因素完全隨機設(shè)計，雙因素分別為有機肥（C）和生物炭（B），設(shè)4個處理：有機肥和生物炭均不施用（?C?B，對照）、施有機肥不施生物炭（+C?B）、不施有機肥施生物炭（?C+B）及同時施用有機肥和生物炭（+C+B）。每處理設(shè)5個生物學(xué)重復(fù)。有機肥和生物炭的用量分別為土壤干重的5%和2%。其中，5%有機肥用量是集約化生產(chǎn)的菜地常用量;2%生物炭用量依據(jù)前人研究結(jié)果設(shè)定，此用量對植物生長表現(xiàn)出較好的促生效果（王軍等，2016;吳敏等，2017）。

過篩的風(fēng)干底土按照比例分別與有機肥和/或生物炭按比例混勻，每個塑料盆（上徑×下徑×高=10 cm×8 cm×8 cm）裝1.2 kg混合基質(zhì)。生菜種子催芽后直播于基質(zhì)中，每盆10粒，覆土1～2 mm;播種2周后間苗，每盆選擇長勢一致的生菜苗留苗1株。幼苗長出1片真葉后施用化肥（尿素、磷酸二氫鉀和硫酸鉀），氮、磷、鉀用量分別為100、50和100 mg/kg;播種40 d后追肥1次，氮、磷、鉀用量分別為50、25和50 mg/kg。塑料盆置于溫室中，自然光照，每2 d進行一次稱重澆水，保持土壤水含量20%。生菜播種55 d后采樣，植株取地上部分稱重;土壤棄去1 cm厚的表層，剩余土壤過2 mm篩，部分4 ℃保存用于土壤酶活性測定，部分風(fēng)干后用于化學(xué)性狀測定。

1. 3 指標(biāo)測定及方法

植株性狀測定：植株取樣前，選擇充分伸展的2片葉，使用便攜式葉綠素儀（Minolta，SPAD-502）測定相對葉綠素含量（SPAD值）;然后將植株地上部分剪下，清水洗凈擦干后測定鮮重。

土壤化學(xué)性狀測定：參照《土壤調(diào)查實驗室分析方法》（張甘霖和龔子同，2012）進行。采用電極電位法測定土壤pH，水土比為2.5∶1（w/v）;采用電導(dǎo)率儀測定土壤陽離子交換量（CEC）;采用H2SO4和K2Cr2O7濕法氧化后滴定分析測定土壤有機質(zhì)含量;分別采用堿解擴散法、鹽酸氟化銨浸提—鉬銻抗比色法和乙酸銨浸提—火焰光度法測定土壤有效氮、有效磷和有效鉀含量。

根據(jù)常規(guī)分光光度法（Shimazu UV2450/2550），采用試劑盒（蘇州科銘生物技術(shù)有限公司）測定土壤脲酶和硝酸還原酶活性;根據(jù)熒光微孔板法（ISO/TS 22939—2010），以帶有MUF或AMC基團的7種化合物（Sigma-Aldrich）為底物，利用熒光分光光度計（BioTek FIx800，355 nm激發(fā)光、460 nm發(fā)射光）分別測定土壤α-葡萄糖苷酶、纖維二糖水解酶、β-木葡糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、磷酸單酯酶、亮氨酸氨肽酶和丙氨酸氨肽酶活性。

1. 4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2010進行整理并計算均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差;利用SPSS v25進行Duncan’s多重比較（P<0.05）、雙因素方差分析（Two-way ANOVA）和多元線性回歸分析;采用R語言的vegan包進行方差分解分析（Variance partitioning analysis，VPA）;以O(shè)rigin 8.5進行相關(guān)分析與制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 有機肥和生物炭對植株生長的影響

綜合表2和表3可知，植株葉片的SPAD值為26.28～34.26，地上部生物量為12.39～52.94 g;單施有機肥或生物炭對SPAD值均無顯著影響（P>0.05，下同），但二者聯(lián)合施用可顯著增加植株葉片的SPAD值（P<0.05，下同）。相反，有機肥和生物炭均顯著提高了植株的地上部生物量，且兩者間存在顯著互作，表現(xiàn)為在不施有機肥的處理中生物炭無顯著作用（?C+B處理地上部生物量較對照增加15.3%），而在施用有機肥的處理中，生物炭有顯著促進作用（+C+B處理地上部生物量較+C?B處理增加33.5%）?？傮w來看，有機肥對生物量的促進效應(yīng)遠(yuǎn)大于生物炭的促進效應(yīng)，兩者存在正的協(xié)同效應(yīng)。

2. 2 有機肥和生物炭對土壤化學(xué)性狀的影響

土壤有機質(zhì)含量在一定程度上可表征土壤的肥力水平。由圖1可知，有機肥和生物炭均顯著提高了城市底土中的有機質(zhì)含量，且具有加合效應(yīng)。聯(lián)合施用有機肥和生物炭的處理有機質(zhì)含量達54.70 g/kg，顯著高于單獨施用有機質(zhì)或生物炭的處理，而對照的有機質(zhì)含量僅為4.49 g/kg。城市底土的起始pH為6.67，4個處理的土壤pH達7.32～7.90，其中對照處理的pH增加到7.57，表明生菜根系對底土產(chǎn)生生物風(fēng)化作用;雙因素方差分析結(jié)果表明有機肥顯著提高土壤pH，生物炭顯著降低土壤pH，從而導(dǎo)致單施生物炭的處理土壤pH最低（7.32）、單施有機肥的處理土壤pH最高（7.90）。土壤CEC為7.59～8.36 mmol/kg，有機肥和生物炭均對其無顯著影響。

綜合表4和表5可知，有機肥和生物炭對土壤有效氮含量無顯著影響，4個處理間差異不顯著;但有機肥和生物炭均可顯著增加土壤的有效磷和有效鉀含量，且兩者在有效磷含量上還表現(xiàn)出顯著互作效應(yīng)。盡管有機肥和生物炭對土壤有效氮含量無顯著影響，但有機肥顯著提高了NO3-含量、顯著降低了NH4+含量，而生物炭無顯著影響。說明有機肥可顯著影響土壤的有效磷、有效鉀、NO3-和NH4+含量，而生物炭僅顯著影響有效磷和有效鉀含量。

2. 3 有機肥和生物炭對參與養(yǎng)分循環(huán)的土壤酶活性的影響

本研究測定4種參與碳循環(huán)的土壤酶（β-葡萄糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、β-木葡糖苷酶、纖維素二糖水解酶）活性、1種參與磷循環(huán)的土壤酶（磷酸單脂酶）活性和4種參與氮循環(huán)的土壤酶（脲酶、硝酸還原酶、亮氨酸氨肽酶、丙胺酸酶）活性，結(jié)果（表6和表7）表明，有機肥顯著提高了9種土壤酶的活性，而生物炭僅顯著提高了a-葡萄糖苷酶（P=0.040）、磷酸單脂酶（P=0.034）、亮氨酸氨肽酶（P=0.015）和丙氨酸氨肽酶（P<0.001）的活性。此外，有機肥和生物炭在纖維二糖糖苷酶（P<0.001）、磷酸單脂酶（P=0.023）、亮氨酸氨肽酶（P=0.017）和丙氨酸氨肽酶（P=0.009）存在顯著互作效應(yīng)，主要表現(xiàn)為不施有機肥時生物炭有顯著促進作用，施有機肥時無促進作用甚至降低活性。表明有機肥對土壤養(yǎng)分循環(huán)有全面促進作用，而生物炭僅在土壤有機質(zhì)含量低的條件下發(fā)揮有限促進作用。

2. 4 有機肥和生物炭促進植株生長的綜合分析結(jié)果

為量化有機肥和生物炭對植株生物量的影響，本研究還進行方差分解分析，結(jié)果（圖2）表明，對于生菜地上部生物量的變化，有機肥和生物炭可解釋92.8%，僅有7.2%是由未知因素引起;其中，有機肥能解釋93.3%（P=0.001），而生物炭僅能解釋4.6%。說明在本研究條件下，有機肥是影響植物生長的最重要因素，生物炭的影響是次要因素。

引起植株生物量變化的直接因素包括土壤養(yǎng)分在內(nèi)的土壤化學(xué)性狀，進一步利用多元線性回歸分析探討決定植株生物量的土壤化學(xué)性狀。由表8可知，有效磷含量（P<0.001）和NO3-含量（P=0.008）是植株生物量的決定性因子，而其他6個土壤化學(xué)性狀對植株生物量的影響均不顯著。土壤酶活性等生物學(xué)特性是導(dǎo)致土壤化學(xué)性狀（尤其是養(yǎng)分有效性）變化的重要驅(qū)動因子，本研究對土壤酶活性與地上部生物量進行相關(guān)分析（表9），結(jié)果發(fā)現(xiàn)9種土壤酶活性與地上部生物量均存在顯著正相關(guān)，即隨著土壤酶活性提高，生菜的地上部生物量增加;其中，相關(guān)系數(shù)最大的前3種分別是脲酶（R=0.908，P<0.001）、丙氨酸氨肽酶（R=0.811，P<0.001）和磷酸單酯酶（R=0.763，P<0.001），這3種酶與地上部生物量的相關(guān)性最強。綜合分析表明，有機肥和生物炭可能是通過影響脲酶（氮循環(huán)）、丙氨酸氨肽酶（氮循環(huán)）和磷酸單酯酶（磷循環(huán)）的活性而調(diào)控土壤NO3-含量和有效磷含量，進而導(dǎo)致植株生物量的差異。

3 討論

隨著我國城鎮(zhèn)化進度不斷加快，城鎮(zhèn)建設(shè)面積持續(xù)增加，導(dǎo)致越來越多的城市底土被暴露在地面上，亟待解決。近年來，將城市底土用于園林綠化建設(shè)是有效的解決途徑之一，但底土具有養(yǎng)分缺乏、有機質(zhì)含量低及微生物活性低等缺點（Kautz et al.，2013），需要進行改良以提高土壤肥力。本研究采用有機肥和生物炭兩種常用的有機物料作為城市底土改良劑，發(fā)現(xiàn)具有較好的改良效果，供試作物生菜的生物量得到極大提高，但有機肥和生物炭的作用存在明顯差異，值得深入探討。

本研究發(fā)現(xiàn)，在促進植株生物量上，有機肥的貢獻高達93.3%，不施有機肥的兩個處理中植株生物量平均值為13.34 g，而施有機肥的兩個處理中植株生物量平均值為46.31 g，后者為前者的3.47倍。有機肥的巨大作用首先與其高含量的有效養(yǎng)分有關(guān)，導(dǎo)致施用有機肥的兩個處理土壤中有效氮、有效磷和有效鉀含量別在990、1200和12000 mg/kg以上，這些有效養(yǎng)分促進了植株的初期生長。進一步的多元線性回歸分析結(jié)果表明，植株生物量的決定因子是有效磷含量和NO3-含量，盡管有機肥具有高含量的有效鉀，但有效鉀對生物量的貢獻并不顯著（P=0.367），說明有效鉀不是植株生長的限制因子。從本研究的整個試驗期來看，有機肥的巨大作用還可能與城市底土中有機質(zhì)含量很低（5.39 g/kg）有關(guān)，因為有機肥顯著促進了磷循環(huán)和氮循環(huán)相關(guān)土壤酶的活性。關(guān)于有機肥對磷酸酶活性的影響，張向前等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，施用有機肥可顯著提高砂姜黑土中可培養(yǎng)微生物數(shù)量，進而增加土壤中酸性磷酸酶和中性磷酸酶的活性，且有機肥與化肥混施效果更明顯;Chen等（2017）研究指出，施用雞糞可顯著提高紅壤中堿性磷酸酶的活性，且與堿性磷酸酶編碼基因的豐度相關(guān)?？梢?，有機肥是通過增加產(chǎn)磷酸酶的微生物來提高磷酸酶活性，從而提高有效磷含量。本研究以尿素為氮肥，發(fā)現(xiàn)有機肥提高了脲酶活性;盡管脲酶能催化尿素產(chǎn)生氨，但本研究中有機肥顯著降低了NH4+含量、提高了NO3-含量，可能與微生物驅(qū)動的氨氧化有關(guān)。因此，推測有機肥增加了底土中氨氧化細(xì)菌或氨氧化古菌的豐度和多樣性。Levi?nik-H?fferle等（2012）研究指出，有機質(zhì)來源的氨能促進酸性土壤中氨氧化的進程，但無機氮肥來源的氨無促進作用。此外，本研究發(fā)現(xiàn)丙氨酸氨肽酶和亮氨酸氨肽酶還與生物量顯著相關(guān)。丙氨酸氨肽酶和亮氨酸氨肽酶參與有機氮（蛋白質(zhì)、多肽等）礦化，形成NH4+（Ladd and Butler，1972）。說明有機肥提高這兩種土壤酶活性，進而在氨單加氧酶（氨氧化過程）的參與下增加NO3-含量，提高植株生物量。事實上，本研究中有機肥對底土中養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)生了全面影響，提高了9種土壤酶的活性，凸顯了有機肥在改良城市底土、提高土壤肥力方面的重要價值。綜合來看，有機肥提升土壤肥力的機制可能較復(fù)雜，其中所含的有效養(yǎng)分在植株生長早期能起到關(guān)鍵作用，而通過微生物作用活化土壤養(yǎng)分是在植株生長中后期發(fā)揮作用。

關(guān)于生物炭的土壤改良效果及其作用機制已有較多報道。但本研究結(jié)果表明，生物炭在改良城市底土方面的作用并不明顯，對植株生物量的貢獻僅為4.6%，可能與本研究中的用量（2%）較低有關(guān)。Chen等（2017）指出，生物炭的用量影響其對微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的調(diào)控效果。盡管如此，許多試驗中<2%的生物炭用量也能表現(xiàn)出顯著生物學(xué)效應(yīng)（劉遵奇等，2015;王軍等，2016;吳敏等，2017）。本研究所用的生物炭中有效鉀含量較高，但并未體現(xiàn)出明顯的促生效應(yīng)，進一步證實有效鉀不是植株生長的限制因素。值得關(guān)注的是，本研究中生物炭降低了土壤pH，與大多數(shù)報道不同（吳敏等，2017;鄭鈺銦等，2018;Oladele et al.，2019）。盡管本研究所用的生物炭pH為9.28，但有研究認(rèn)為生物炭的添加使得微生物活動增強，微生物在分解有機質(zhì)的過程中釋放一些有機酸，導(dǎo)致其pH降低（Abujabhah et al.，2016）。因此，生物炭降低土壤pH的現(xiàn)象值得進一步研究。另外，生物炭在施用有機肥時的生長促進效果（33.5%）大于不施有機肥時的效果（15.3%），證實了生物炭與有機肥聯(lián)合施用的必要性。與陳偉等（2013）在平邑甜茶上、Sadegh-Zadeh等（2018）在水稻上的研究結(jié)果一致，說明在城市底土改良中，施用有機肥是發(fā)揮生物炭作用的必要前提。

生物學(xué)性狀是土壤肥力的重要指標(biāo)，Adetunji 等（2017）認(rèn)為β-葡萄糖苷酶、磷酸酶和脲酶能表征土壤質(zhì)量水平。本研究發(fā)現(xiàn)在聯(lián)合施用有機肥和生物炭的城市底土中，除纖維二糖糖苷酶外的8種土壤酶活性均最高，這些參與碳循環(huán)、磷循環(huán)和氮循環(huán)的土壤酶驅(qū)動了有機質(zhì)中養(yǎng)分的釋放，尤其是施有機肥的處理。雖然施生物炭的底土中有機質(zhì)含量（34.22 g/kg）與施有機肥的底土中有機質(zhì)含量（33.24 g/kg）基本一致，但生物炭中的有機質(zhì)主要是頑拗型有機碳（腐殖質(zhì)）（Cybulak et al.，2019），對微生物群落的調(diào)控作用較小，而微生物是土壤酶的重要來源。這可能是生物炭含有高水平的有機質(zhì)，但對微生物的調(diào)控作用不明顯的原因之一。

4 結(jié)論

本研究比較了施用5%有機肥和2%生物炭對城市底土土壤肥力和作物生長的影響，發(fā)現(xiàn)有機肥對土壤肥力的提高作用遠(yuǎn)高于生物炭，兩者聯(lián)合施用效果最佳，可能與有機肥中有效養(yǎng)分含量較高有關(guān)，也可能與有機肥通過提高底土中參與養(yǎng)分循環(huán)的土壤酶活性，進而提高有效磷含量和NO3-含量有關(guān);此外，施用有機肥是生物炭發(fā)揮作用的必要前提。

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（責(zé)任編輯 王 暉）