劉學(xué)方，仇美華，郁 潔，高 強(qiáng)，李天鵬，趙海濤*

(1.揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225126；2.江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站，江蘇南京 210000；3.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127)

黃瓜是我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要種植的瓜果類蔬菜之一，隨著種植年限的增加，土壤障礙問題逐步出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了黃瓜種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。增補(bǔ)有機(jī)物料能夠有效改善連作土壤理化性質(zhì)與生物學(xué)性狀，是黃瓜應(yīng)對(duì)土壤質(zhì)量劣變的有效舉措[1-3]。我國(guó)秸稈資源豐富，然而秸稈的不當(dāng)處理，會(huì)給環(huán)境、交通以及農(nóng)業(yè)健康發(fā)展帶來巨大的壓力[4-6]。秸稈施用后能夠降低土壤容重，改善土壤通透性，有利于土壤水肥氣熱的協(xié)調(diào)，有效防治土壤板結(jié)[7]；增加土壤放線菌與真菌數(shù)量[8]，提高土壤轉(zhuǎn)化酶與中性磷酸酶活性[9]。秸稈種類用量不同，對(duì)土壤酶活性提高程度也不同[10]。生物炭是生物質(zhì)在缺氧條件下熱裂解產(chǎn)生的一種特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。生物炭比表面積大、微觀結(jié)構(gòu)特殊[11-12]，穩(wěn)定性強(qiáng)，表面豐富的官能團(tuán)使其具有改良土壤、調(diào)節(jié)礦質(zhì)元素等作用[13-14]。筆者通過對(duì)比不同有機(jī)物料輸入下連作黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育與土壤理化性質(zhì)變化，探究施用生物炭對(duì)連作黃瓜土壤理化性質(zhì)及黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以期為連作黃瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在揚(yáng)州大學(xué)沙頭試驗(yàn)基地(119.31°E，32.15°N)溫室中進(jìn)行，溫室長(zhǎng)49 m、寬6 m。該溫室已連續(xù)4年種植黃瓜，每年春秋2茬。試驗(yàn)用土壤為砂質(zhì)壤土，種植黃瓜前土壤總氮1.93 g/kg，速效磷84.83 mg/kg，速效鉀145.56 mg/kg，有機(jī)質(zhì)22.30 g/kg，pH為7.80。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)5個(gè)不同基肥處理：不施基肥(CK)；施用無機(jī)復(fù)合肥750 kg/hm2(T1)；施用無機(jī)復(fù)合肥600 kg/hm2和普通有機(jī)肥3 000 kg/hm2(T2)；施用無機(jī)復(fù)合肥600 kg/hm2和秸稈粉3 000 kg/hm2(T3)；施用無機(jī)復(fù)合肥600 kg/hm2和秸稈生物炭3 000 kg/hm2(T4)。所有處理的基肥與有機(jī)物均于黃瓜移栽前15 d一次性施入土壤，并充分旋耕。

試驗(yàn)用氮磷鉀無機(jī)復(fù)合肥為江蘇中東集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，氮磷鉀配比為15-15-15。普通有機(jī)肥為南通天補(bǔ)生物有機(jī)肥料有限公司生產(chǎn)，以雞糞為主要原料，有機(jī)質(zhì)45%，氮磷鉀總養(yǎng)分5.0%。試驗(yàn)用秸稈取自揚(yáng)州市邗江區(qū)凍青村農(nóng)戶家中，為水稻秸稈。試驗(yàn)用生物炭由上述秸稈在400 ℃下于氣氛爐中經(jīng)過低溫?zé)崃呀猱a(chǎn)生，制備過程中通氮?dú)庖愿艚^氧氣。秸稈與生物炭均粉碎過10目篩后直接使用。水稻秸稈含C量為43.38%，含N量為0.68%，C/N為63.8；生物炭含C量為53.28%，含N量為0.49%，C/N為108.73，且其比表面積為2.57 m2/g，具有較大吸附容量。供試黃瓜品種為津春五號(hào)，由揚(yáng)州市種子公司提供。

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。小區(qū)長(zhǎng)9 m，寬3 m，面積27 m2，小區(qū)間用水泥板間隔25 cm。于當(dāng)年4月20日進(jìn)行催芽育苗，5月10日進(jìn)行黃瓜幼苗移栽。黃瓜生長(zhǎng)盛果期采取土壤樣品，取樣后隨水統(tǒng)一追施無機(jī)復(fù)合肥3次，每次間隔10 d，每次施用尿素225 kg/hm2、硫酸鉀120 kg/hm2，其他管理措施與一般大田生產(chǎn)相同。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法采用計(jì)數(shù)法測(cè)定黃瓜葉片數(shù)，以完全展開葉為1張葉片；采用直尺直接測(cè)量地表至主蔓生長(zhǎng)點(diǎn)，得到黃瓜株高；采用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量主蔓基部直徑，得到黃瓜莖粗；采用SPAD儀直接測(cè)定黃瓜葉片葉綠素。采用稱重法直接測(cè)定黃瓜單果重，累計(jì)單果重得到黃瓜單株產(chǎn)量，單株黃瓜產(chǎn)量乘以種植密度折算得到產(chǎn)量。采用H2SO4-蒽酮比色法[15]測(cè)定黃瓜可溶性糖含量，采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定[15]有機(jī)酸含量，采用阿貝折射儀測(cè)定可溶性固形物含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定維生素C含量[16]。

采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，烘干稱重法測(cè)定含水率，凱氏定氮法測(cè)定全氮，HClO4-H2SO4消煮-鉬藍(lán)比色法測(cè)定全磷，靛酚藍(lán)比色法測(cè)定銨氮，紫外直接比色法[17]測(cè)定硝氮，鉬藍(lán)比色法測(cè)定速效磷，火焰光度法測(cè)定速效鉀，重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定有機(jī)質(zhì)。pH和電導(dǎo)率采用1∶5水土比、儀器直接測(cè)定。

土壤微生物碳氮采用氯仿熏蒸，K2SO4浸提法[18]測(cè)定。稱取新鮮土樣12.5 g于燒杯中，用氯仿熏蒸24 h，另外稱取等量土壤作不熏蒸對(duì)照，避光放置24 h，使用0.5 mol/L K2SO4溶液50 mL浸提(水∶土=4∶1)2 h后過濾。濾液稀釋后直接用TOC儀測(cè)定碳含量；使用K2S2O8氧化紫外法測(cè)定N含量。計(jì)算公式：

式中，MBC為土壤微生物碳含量，MBN為土壤微生物氮含量，C1為熏蒸后土壤浸提濾液中的碳氮濃度，C2為未熏蒸土壤浸提濾液中的碳氮濃度，50為浸提液體積，KEC為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換系數(shù)，均取0.45。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel(Office 2021)軟件整理；使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，方差分析使用單因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比較方法使用新復(fù)極差法(Duncan法)，使用Origin Pro 8.5繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫室連作黃瓜植株響應(yīng)特征

2.1.1黃瓜成活率與產(chǎn)量。由表1可知，CK處理黃瓜成活率最高(89.76%)，T4處理次之(68.20%)，T3處理最低(45.37%)。與T1處理相比，T4提高黃瓜幼苗成活率11.49%。同時(shí)T4處理下的黃瓜單株產(chǎn)量、單果重、產(chǎn)量均高于其他處理。由此可知，在多年溫室連作黃瓜土壤中單獨(dú)施用無機(jī)復(fù)合肥會(huì)顯著降低黃瓜成活率，秸稈生物炭部分替代化肥能有效提升黃瓜植株成活率，且能提高單果重與單株產(chǎn)量。而配施秸稈粉處理(T3)降低了黃瓜成活率，進(jìn)而導(dǎo)致黃瓜產(chǎn)量明顯降低。

表1 秸稈生物炭部分替代化肥對(duì)溫室連作黃瓜成活率與產(chǎn)量的影響

2.1.2黃瓜植株生長(zhǎng)。由表2可知，與CK相比，T1處理降低了黃瓜葉片葉綠素含量，而T3及T4處理分別提高了0.4%和0.8%葉綠素含量。T4處理下連作黃瓜表現(xiàn)出良好的植株性狀，其株高(83.89 mm)、莖粗(10.05 mm)及葉片數(shù)(12.56片)等指標(biāo)均優(yōu)于其他處理。由此可知，在連作土壤中單獨(dú)施用無機(jī)復(fù)合肥不利于黃瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育，合理配施生物炭或有機(jī)肥有利于黃瓜植株生長(zhǎng)，且添加生物炭效果明顯。

表2 秸稈生物炭部分替代化肥對(duì)溫室連作黃瓜植株性狀的影響

2.1.3黃瓜品質(zhì)特征。由表3可知，施用有機(jī)肥和生物炭均能在一定程度上調(diào)控溫室連作黃瓜的品質(zhì)，且部分指標(biāo)達(dá)顯著水平。連作黃瓜可溶性固形物含量在3.01%～3.52%，與CK相比，T3及T4處理分別顯著提高15.95%和16.94%可溶性固形物含量。各處理下黃瓜果實(shí)可溶性糖含量差異不顯著。T3與T4處理的黃瓜果實(shí)有機(jī)酸含量顯著高于T1。與CK處理相比，T1處理降低了黃瓜有機(jī)酸含量，T3、T4處理提高了黃瓜果實(shí)有機(jī)酸含量。與CK及T1處理相比，T2、T3、T4處理均顯著提高了連作黃瓜果實(shí)維生素C含量，其中T3處理含量最高，為90.6 mg/kg。T1處理黃瓜果實(shí)硝酸鹽含量最高，達(dá)280.54 mg/kg，T4處理下黃瓜硝酸鹽含量最低(71.57 mg/kg)，各處理黃瓜果實(shí)硝酸鹽含量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的可生食蔬菜硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)(432 mg/kg)。綜上，有機(jī)物料部分替代化肥有利于提升黃瓜品質(zhì)，顯著降低黃瓜果實(shí)中的硝酸鹽含量。

表3 秸稈生物炭部分替代化肥對(duì)溫室連作黃瓜品質(zhì)的影響

2.2 土壤性質(zhì)特征

2.2.1土壤基本理化性質(zhì)。由表4可知，各施肥處理均降低了土壤pH，T3處理土壤pH為6.48，較CK處理降低了0.33。T4處理pH均高于其他施肥處理(T1、T2、T3)，這說明配施生物炭能在一定程度上緩解土壤pH降低的趨勢(shì)。與T1處理相比，配施有機(jī)物料均能降低土壤EC值。T3和T4處理的土壤含水率顯著高于其他處理，說明施用秸稈粉與生物炭能顯著提高土壤保水能力。不同處理下土壤容重差異不顯著。綜上，秸稈粉與生物炭部分替代化肥能夠提高連作土壤保水性，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，降低土壤EC值。施用生物炭能在一定程度上緩解土壤酸化作用。

表4 秸稈生物炭部分替代化肥對(duì)溫室連作黃瓜土壤基本理化性質(zhì)的影響

2.2.2土壤養(yǎng)分賦存特征。由圖1可知，與CK處理相比，T1與T2處理土壤全氮分別顯著提高了28.47%和35.42%。T3與T4處理土壤全氮含量差異不顯著。CK處理銨態(tài)氮含量最高為18.31 mg/kg，各施肥處理顯著降低了土壤銨態(tài)氮含量，T4處理最低為11.69 mg/kg。CK處理的土壤硝態(tài)氮含量最低，各施肥處理均顯著增加了土壤硝態(tài)氮含量，其中T2處理硝態(tài)氮含量最高，達(dá)1.53 g/kg。施肥處理能一定程度提高連作土壤總有機(jī)碳含量，其中T2處理有機(jī)碳含量最高，為12.89 g/kg。T4處理土壤可溶性有機(jī)碳含量最高，達(dá)332.7 mg/kg，T3處理同樣能使土壤可溶性有機(jī)碳含量上升，但與其他處理間差異未達(dá)顯著水平。與CK相比，施肥處理均能提高土壤全磷、速效磷和速效鉀含量。綜上，單施化肥能顯著提高土壤全氮、硝態(tài)氮含量，同時(shí)降低土壤銨態(tài)氮含量。秸稈及生物炭部分替代化肥在一定程度上降低了土壤全氮、銨態(tài)氮以及硝態(tài)氮含量，顯著提高連作黃瓜土壤總有機(jī)碳及可溶性有機(jī)碳含量。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)Note：Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments(P<0.05)圖1 秸稈生物炭部分替代化肥對(duì)溫室連作黃瓜土壤養(yǎng)分的影響Fig.1 Effects of straw biochar partially replacing chemical fertilizer on soil nutrients of continuous cropping cucumber in greenhouse

2.2.3土壤微生物碳氮。由圖2可知，T2處理土壤的微生物氮(MBN)含量高達(dá)78.08 mg/kg，顯著高于CK處理(63.18 mg/kg)。CK處理下的微生物碳(MBC)含量最低，為329.54 mg/kg，有機(jī)物料輸入的施肥處理(T2、T3、T4)顯著提高了土壤微生物碳含量，其中生物炭(T4)處理提升趨勢(shì)最為明顯(66.36%)。與CK處理相比，施用無機(jī)肥未明顯改變土壤微生物碳氮比，而配施有機(jī)物料能提高土壤微生物碳氮比，T4處理土壤微生物碳氮比(8.60)顯著高于其他處理。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)Note：Different lowercase letters indicate significant difference between different treatments(P<0.05)圖2 秸稈生物炭部分替代化肥對(duì)溫室連作黃瓜土壤微生物碳氮的影響Fig.2 Effects of biochar partially replacing chemical fertilizer on soil microbial carbon and nitrogen of continuous cropping cucumber in greenhouse

2.3 相關(guān)性分析黃瓜生長(zhǎng)與土壤性質(zhì)的相關(guān)性分析(表5)表明，黃瓜單株產(chǎn)量、單果重均與土壤硝態(tài)氮、總有機(jī)碳、速效鉀以及土壤可溶性有機(jī)碳含量呈顯著或極顯著正相關(guān)。黃瓜成活率與土壤pH、銨態(tài)氮含量呈極顯著正相關(guān)，與EC、硝態(tài)氮、總有機(jī)碳、速效磷以及速效鉀等礦質(zhì)養(yǎng)分含量呈顯著負(fù)相關(guān)，連作土壤中施用無機(jī)復(fù)合肥不利于黃瓜成活，與土壤中過量的養(yǎng)分與鹽分有密切關(guān)系。連作黃瓜葉片葉綠素含量與土壤EC值呈顯著負(fù)相關(guān)，而黃瓜株高、莖粗、葉片數(shù)均與土壤pH以及可溶性有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)，與土壤EC值呈負(fù)相關(guān)。表明施用無機(jī)肥料后土壤鹽分上升、土壤酸化不利于黃瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育；而添加有機(jī)物料能夠提升土壤可溶性有機(jī)碳，促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育。

表5 黃瓜生長(zhǎng)與土壤性質(zhì)相關(guān)性分析

由表6可知，黃瓜果實(shí)硝酸鹽含量與土壤EC值和硝態(tài)氮含量呈顯著和極顯著正相關(guān)，土壤全磷含量與黃瓜果實(shí)可溶性固形物、有機(jī)酸、維生素C、可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)，土壤速效磷與黃瓜果實(shí)可溶性固形物和硝酸鹽含量呈顯著正相關(guān)，土壤含水率與黃瓜果實(shí)可溶性固形物和可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)，土壤容重也與黃瓜果實(shí)可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)。

表6 黃瓜果實(shí)品質(zhì)與土壤性質(zhì)相關(guān)性分析

3 討論

3.1 生物炭替代部分化肥對(duì)黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響幼苗成活率是穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的前提保障，該試驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)期施用無機(jī)化肥(T1)會(huì)導(dǎo)致黃瓜成活率下降，顯著低于不施肥處理(CK)。生物炭替代20%化肥(T4)處理能夠緩解這一現(xiàn)象。相關(guān)性分析表明長(zhǎng)期施肥導(dǎo)致的土壤酸化和鹽分過高是造成幼苗成活率下降的重要原因，而添加生物炭能提高土壤pH，緩解土壤酸化，從而提高黃瓜成活率，研究結(jié)果支撐了胡靄堂[19]、曾路生等[20]的研究。該研究發(fā)現(xiàn)，秸稈粉替代20%化肥(T3)處理導(dǎo)致黃瓜幼苗成活率下降，秸稈粉施入土壤后土壤微生物導(dǎo)致短期內(nèi)植物根系競(jìng)爭(zhēng)氮可能是降低黃瓜幼苗成活率的關(guān)鍵因素之一[21]。

作物產(chǎn)量是衡量溫室栽培土壤改良效果最重要也是最直觀的指標(biāo)。該研究中，與CK相比，施用無機(jī)肥(T1)和添加生物炭(T4)處理均在一定程度上提高了黃瓜的單株產(chǎn)量和單果重，而添加秸稈粉(T3)降低了黃瓜產(chǎn)量與單果重。連作黃瓜單株產(chǎn)量、單果重均與土壤硝態(tài)氮、可溶性有機(jī)碳以及速效鉀含量呈顯著正相關(guān)。可見，施用無機(jī)肥料增加土壤礦質(zhì)養(yǎng)分對(duì)黃瓜單株產(chǎn)量與單果重有積極影響。土壤中碳增加繼而改善土壤性質(zhì)可能是添加生物炭后提高黃瓜單果重的重要原因[22]。該研究還發(fā)現(xiàn)黃瓜植株株高、莖粗以及葉片數(shù)均與土壤pH和可溶性有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)，這表明生物炭促進(jìn)黃瓜植株發(fā)育的主要原因是緩解了土壤酸化和提高了土壤可溶性有機(jī)碳含量。

黃瓜果實(shí)的可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C以及有機(jī)酸含量與土壤養(yǎng)分供給關(guān)系密切[23]。該研究結(jié)果表明，單獨(dú)施用無機(jī)復(fù)合肥和20%的秸稈粉與生物炭替代無機(jī)復(fù)混肥處理均能顯著增加連作黃瓜維生素C含量，但20%有機(jī)肥替代無機(jī)復(fù)混肥(T2)處理的黃瓜果實(shí)品質(zhì)與不施肥對(duì)照(CK)間差異不顯著。這表明黃瓜品質(zhì)不僅受土壤養(yǎng)分供應(yīng)的影響，還與植株對(duì)養(yǎng)分的吸收利用效率有很大的關(guān)系。土壤連作后造成的負(fù)面影響會(huì)消除施用有機(jī)肥帶來的有益作用[24-25]。植物體內(nèi)硝酸鹽含量與其他品質(zhì)元素，如可溶性蛋白、糖含量等均有密切的負(fù)相關(guān)[26-27]，因此硝酸鹽含量常被用來評(píng)價(jià)黃瓜果實(shí)的食品安全性。研究發(fā)現(xiàn)黃瓜果實(shí)硝酸鹽含量與土壤鹽分、硝態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān)，現(xiàn)有研究也支撐了這一結(jié)果[28-29]。

3.2 生物炭替代部分化肥對(duì)黃瓜連作土壤理化性質(zhì)的影響長(zhǎng)期施用化肥會(huì)導(dǎo)致土壤酸化與鹽漬化[30]，施用秸稈粉能夠提高土壤pH[31]，添加秸稈粉對(duì)土壤酸度影響與土壤性質(zhì)關(guān)系密切。添加生物炭能夠緩解土壤酸化，這是因?yàn)闊崃呀馓幚硇纬傻纳锾砍蕢A性，性質(zhì)穩(wěn)定，不易直接被微生物利用，且由于生物炭表面豐富的基團(tuán)帶有負(fù)電荷[32]，與土壤中游離的氫離子結(jié)合，導(dǎo)致土壤氫離子濃度降低從而提高土壤pH。

土壤有機(jī)質(zhì)是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)，可溶性有機(jī)碳是土壤中最具有活性的有機(jī)組成部分，與土壤礦質(zhì)養(yǎng)分關(guān)系密切[33]。該研究發(fā)現(xiàn)添加秸稈粉和生物炭顯著提高了土壤可溶性有機(jī)碳，一方面是因?yàn)槠浔旧砗欢ǖ目扇苄杂袡C(jī)碳；另一方面，外源碳的加入激發(fā)了土壤有機(jī)質(zhì)的礦化過程，促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化[34]。

連續(xù)施用無機(jī)復(fù)混肥顯著提高了土壤全氮和硝態(tài)氮含量，降低了銨態(tài)氮含量，這主要是由于連續(xù)施用化肥導(dǎo)致土壤酸化，存儲(chǔ)在土壤中氮素發(fā)生硝化反應(yīng)，增加了硝酸鹽含量[35]。相比于單施無機(jī)復(fù)混肥，施用秸稈與生物炭降低了土壤硝態(tài)氮含量。其原因可能是有機(jī)物料添加后抑制了土壤硝化作用[36]，大量無機(jī)氮被微生物吸收轉(zhuǎn)化，降低了土壤中硝態(tài)氮含量。同時(shí)施用秸稈粉與生物炭處理提升了黃瓜可溶性蛋白含量，這表明植株對(duì)于土壤硝態(tài)氮的吸收和利用得到了提升[37]，也降低了土壤硝態(tài)氮含量。

3.3 生物炭替代部分化肥對(duì)黃瓜連作土壤微生物碳氮的影響該研究發(fā)現(xiàn)，添加秸稈粉(T3)與生物炭(T4)均能顯著提高土壤微生物碳含量，這說明2個(gè)處理均增加了連作土壤微生物數(shù)量。徐一蘭等[38]研究結(jié)果也支撐了該研究。生物炭能提高土壤微生物量碳[39-40]，但與秸稈粉提高微生物量的機(jī)制不同，生物炭的穩(wěn)定性決定其不能為微生物提供大量的碳源。生物炭因其特殊的結(jié)構(gòu)以及對(duì)養(yǎng)分和水分的吸持能力，為微生物生長(zhǎng)提供了合適的生境[41]，對(duì)土壤理化性質(zhì)以及養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)生了影響，從而促進(jìn)微生物量增加。但也有研究認(rèn)為施用生物炭并不能改變土壤微生物氮含量，但能夠促進(jìn)有機(jī)氮的礦化過程[42]。該研究發(fā)現(xiàn)生物炭替代部分無機(jī)復(fù)合肥一定程度降低了連作土壤微生物氮含量，同時(shí)提高了微生物碳氮比。Zimmerman[43]在研究生物炭對(duì)微生物礦化過程以及呼吸的研究中也得到了類似的結(jié)果。施用生物炭對(duì)土壤微生物的影響取決于生物炭的來源、土壤的性質(zhì)和利用方式以及試驗(yàn)條件等因素[44-46]。同時(shí)，植物根系與土壤微生物的互作也是影響微生物活性的重要因子，根際與非根際土壤微生物在生物量和群落結(jié)構(gòu)上可能存在巨大的區(qū)別，這還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

溫室連作黃瓜基肥運(yùn)籌中，生物炭替代20%化肥處理能夠有效提高黃瓜幼苗成活率和果實(shí)產(chǎn)量，并呈現(xiàn)良好的植株性狀。與不施肥處理(CK)相比，施用秸稈粉(T3)和秸稈生物炭(T4)能夠提高黃瓜果實(shí)的可溶性固態(tài)物含量，降低硝酸鹽含量，秸稈生物炭對(duì)黃瓜品質(zhì)提升效果優(yōu)于普通有機(jī)肥。秸稈粉與秸稈生物炭部分替代化肥能夠提高連作土壤保水性，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，降低土壤EC值。施用生物炭能在一定程度上緩解土壤酸化作用，降低土壤全氮、銨態(tài)氮以及硝態(tài)氮含量，顯著提高連作黃瓜土壤總有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳含量及土壤微生物碳氮比。綜上，基肥運(yùn)籌中秸稈生物炭替代20%化肥可以改善連作土壤性狀，提升黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì)。