摘要：【目的】研究蔗葉源生物炭不同施用量對甘蔗產(chǎn)量及氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用的影響，以期為蔗葉生物炭在甘 蔗生產(chǎn)中的科學(xué)施用及實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分高效利用提供理論依據(jù)。【方法】于2021-2022年開展田間試驗(yàn)和N同位素示蹤桶栽試驗(yàn)，以桂柳05136和桂糖42為供試品種，設(shè)CK（對照，不施蔗葉生物炭）、T1（蔗葉生物炭用量2.7t/ha）、T2（蔗葉生物炭用量5.4t/ha）和T3（蔗葉生物炭用量10.8t/ha）4個(gè)處理，對比分析不同蔗葉生物炭用量對甘蔗收獲期蔗莖和蔗葉產(chǎn)量、氮磷鉀養(yǎng)分含量和吸收累積量、氮肥吸收量及氮肥利用率的影響?！窘Y(jié)果】與CK相比，施入不同用量的蔗葉生物炭對蔗葉產(chǎn)量無顯著影響（Pgt;0.05，下同），但均可不同程度提高甘蔗蔗莖產(chǎn)量，且隨蔗葉生物炭施用量增加，蔗莖產(chǎn)量呈先升高后降低的變化趨勢，在T2處理達(dá)最高，且差異達(dá)顯著水平（Plt;0.05，下同）。施用蔗葉生物炭，蔗莖與蔗葉氮、磷含量及地上部氮、磷吸收累積量均無顯著變化，T2處理顯著提高2022年大田試驗(yàn)蔗葉磷吸收累積量及桶栽試驗(yàn)蔗莖氮、磷吸收累積量。大田試驗(yàn)下，施用蔗葉生物炭較CK顯著提高蔗莖鉀含量，2021年和2022年增幅分別為31.3%～38.2%和10.5%～29.5%。蔗莖鉀含量T2處理與T1處理相當(dāng)，并在2022年顯著高于T3處理。但在桶栽試驗(yàn)下， 施用蔗葉生物炭對蔗莖、蔗葉及尾梢鉀含量均無顯著影響。施用蔗葉生物炭提高了大田試驗(yàn)蔗莖及地上部鉀吸收累 積量，其中，蔗莖增幅18.2%～45.6%，地上部增幅13.5%～32.8%，且以T2處理最高。施用蔗葉生物炭對甘蔗氮、磷養(yǎng)分 生理利用效率無顯著影響，但大田試驗(yàn)的鉀養(yǎng)分生理利用效率顯著降低14.7%～23.1%（2021年）和6.0%～19.5%（2022 年）。1N同位素示蹤進(jìn)一步表明，蔗莖的氮肥吸收量最高，占總吸收量的46.5%～54.2%，蔗葉和尾梢的氮肥吸收量相 當(dāng)，分別占總吸收量的23.3%～27.5%和22.6%～28.0%。施用不同用量蔗葉生物炭，蔗葉與尾梢的氮肥吸收量差異不顯 著。T2處理較其他處理顯著提高蔗莖氮肥吸收量36.5%～37.5%及氮肥利用率18.1%～24.2%?！窘Y(jié)論】施用不同用量蔗 葉生物炭對氮、磷的吸收因不同年份有所差異，但有利于提高甘蔗產(chǎn)量及蔗莖對鉀的吸收，5.4t/ha生物炭用量下蔗 莖產(chǎn)量及鉀吸收量最高，且顯著促進(jìn)蔗莖對氮肥的吸收及提高氮肥利用率，可作為推薦的適宜施用量。

關(guān)鍵詞：生物炭；甘蔗；產(chǎn)量；養(yǎng)分吸收

文章編號：2095-1191（2024）03-0803-09

中圖分類號：S566.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Effects of different sugarcane leaf biochar application rates on sugarcane yield and nutrient uptake and utilization

YANG Meng-le1， PENG Jia-yu2， GUI Yi-yun3， SHEN Xiao-wei2， TANG Xin-lian1*， HUANG Jin-sheng2， ZHOU Liu-qiang2， LIU Xi-hui3， TAN Hong-wei2， OU Hui-ping2*

（1College of Agriculture， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004， China; 2Agricultural Resources and Environ-mental Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Guangxi Key Laboratory of Arable Land Conservation， Nanning， Guangxi 530007， China; 3Sugarcane Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences/ Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement/Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic

Improvement（Guangxi）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanning， Guangxi 530007， China）

Abstract：[Objective]The effects of different sugarcane leaf biochar application rates on sugarcane yield and nitro-gen， phosphorus and potassium nutrient uptake and utilization were studied in order to provide a basis for scientific appli-cation of sugarcane leaf biochar to promote sugarcane growth and achieve high nutrient utilization. [Method]Field experi-ment and pot experiment were conducted in 2021-2022 by using 15N isotope tracer technique. Guiliu 05136 and Guitang42 were used as test varieties. Four treatments were set up：CK（control，no sugarcane leaf biochar application）， T1（sugar-cane leaf biochar，2.7 t/ha）， T2（sugarcane leaf biochar， 5.4 t/ha）and T3（sugarcane leaf biochar， 10.8 tha）. The yield， ni-trogen， phosphorus and potassium content and accumulation rate of stems and leaves during the harvest period of sugar-cane were analyzed. Moreover， fertilizer nitrogen uptake and nitrogen use efficiency were also studied. [Result]Comparedwith CK， the application of different amounts of sugarcane leaf biochar had no significant effect on leaf yield（Pgt;0.05， thesame below）， but increased stem yield to different degrees， and with the increase of sugarcane leaf biochar application，stem yield showed a trend of first increase and then decrease， and reached the highest level in T2 treatment， which showeda significant difference（Plt;0.05， the same below）. There were no significant changes in nitrogen and phosphorus contentin stems and leaves， and nitrogen and phosphorus uptake accumulation rate in aboveground. However， T2 treatment sig-nificantly increased the phosphorus accumulation rate of sugarcane leaf in field trail， and the nitrogen， phosphorus accu-mulation rate of stem in pot trail in 2022. The application of sugarcane leaf biochar increased potassium content in stemsby 31.3%-38.2% in 2021 and 10.5%-29.5% in 2022， respectively in field trial， where T2 treatment was equivalent to T1treatment and significantly higher than T3 treatment in 2022. The application of sugarcane leaf biochar had no significanteffect on the potassium content of stems，leaves and tail in pot trial. Biochar application increased the accumulation of po-tassium absorption in the stem and aboveground in the field， and increased by 18.2%-45.6% in stems and by 13.5%-32.8%in aboveground， and the highest was found in T2 treatment. However， no significant differences was found in physiologi-cal use eficiency of nitrogen and phosphorus. The physiological utilization eficiency of potassium was significantly re-duced by 14.7%-23.1%（2021） and 6.0%-19.5%（2022）in field trial. The tracer of '5N isotope further showed that stem hadthe highest nitrogen fertilizer uptake， accounting for 46.5%-54.2% of the total nitrogen uptake， while leaves and tails hadthe equivalent nitrogen uptake， accounting for 23.3%-27.5% and 22.6%-28.0% of the total nitrogen uptake respectively.There was no significant difference in nitrogen fertilizer absorption in leaves and tails under different sugarcane leaf bio-char application rates， but T2 treatment significantly increased the stem nitrogen fertilizer uptake by 36.5%-37.5% and thenitrogen use efficiency by 18.1%-24.2% compared with other treatments. [Conclusion] In this study， the nitrogen andphosphorus uptake under sugarcane leaf biochar with diferent dosage is different in different years， but it is beneficial to "improve the sugarcane yield and the potassium uptake of stems. At the same time，5.4 t/ha sugarcane leaf biochar treatmentnot only has the highest stem yield and potassium uptake in stems， but also significantly promotes the uptake of nitrogenfertilizer in stems and improves the nitrogen use efficiency，so it can be used as the recommended suitable application rate.

Key words： biochar; sugarcane; yield; nutrient uptake

Foundation items： National Key Research and Development Program of China （2023YFD1902805） ;National Natu-ral Science Foundation of China （32060293） ; Guangxi Key Research and Development Project（Guike AB23026084） ; Ba-sic Scientific and Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2024YP042）

0 引言

[研究意義]甘蔗產(chǎn)業(yè)是廣西重要的支柱產(chǎn)業(yè)，廣西甘蔗種植面積及產(chǎn)量均占全國 60%以上（崔永偉等，2019）。但目前廣西甘蔗生產(chǎn)中普遍存在養(yǎng)分利用率低的突出問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，甘蔗氮肥、磷肥和鉀肥利用率分別為 21.2%、11.6%和 21.1%（譚宏偉等，2014），遠(yuǎn)低于全國的平均肥料利用率水平（37.8%）（付浩然等，2020）。如何提高甘蔗養(yǎng)分吸收，實(shí)現(xiàn)資源高效利用是甘蔗生產(chǎn)急需解決的問題。生物炭是生物質(zhì)在限氧條件下熱解產(chǎn)生的高度芳香化物質(zhì)，具有高碳、高孔隙度、高比表面積、高吸附性能等優(yōu)點(diǎn)（聶小飛和姚成慧，2021），在提高作物產(chǎn)量及促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收利用等方面發(fā)揮重要作用（Gao et al.，2019；Hou et al.，2022）。蔗葉是甘蔗生產(chǎn)中產(chǎn)生的一種重要秸稈資源，年均干蔗葉總產(chǎn)量在800萬t左右，主要以肥料化利用為主，飼料化、燃料化、基料化和原料化利用比例較低（劉宇鋒和譚裕模，2022）。資源化利用的不充分導(dǎo)致生產(chǎn)上仍有相當(dāng)部分蔗葉就地焚燒，造成資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。通過炭化技術(shù)，將富含纖維素、半纖維素的蔗葉制備成生物炭，不僅能拓寬蔗葉利用途徑，還可顯著提高氮肥利用效率（Weng et al.，2020）。因此，研究適宜的蔗葉生物炭施用量對甘蔗養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響，對實(shí)現(xiàn)資源高效利用及甘蔗經(jīng)濟(jì)效益提升均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】關(guān)于生物炭施用量對作物產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響目前并無一致結(jié)論。在作物產(chǎn)量方面，張愛平等（2015）研究表明，水稻產(chǎn)量隨生物炭施用量（4.5～9.0t/ha）的增加而增加，增產(chǎn)率為15.3%～44.9%；張學(xué)艷等（2016）的盆栽試驗(yàn)結(jié)果顯示，施入4t/ha生物炭可使水稻產(chǎn)量提高7.2%～8.1%，但施入40t/ha生物炭水稻產(chǎn)量則降低9.3%～10.4%；劉雅仙等（2023）在寒地水稻的長期定位試驗(yàn)表明，多年施用低量生物炭替代等量養(yǎng)分化肥，可提高水稻籽粒產(chǎn)量及氮肥偏生產(chǎn)力，而高量生物炭替代等量養(yǎng)分化肥則存在降低產(chǎn)量的風(fēng)險(xiǎn)。在作物養(yǎng)分吸收方面，徐琪等（2013）的盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生物炭對抽穗期小麥地上部氮、磷、鉀吸收無顯著影響；王典等（2014）的盆栽試驗(yàn)結(jié)果則表明，生物炭施用能降低油菜地上部氮和磷的濃度，提高鉀的濃度；周加順等（2016）發(fā)現(xiàn)一次性大量施用生物炭抑制水稻莖葉對氮素的吸收，而促進(jìn)鉀素的吸收；Zhang等（2020）的6年稻麥輪作試驗(yàn)表明，生物炭施用增加稻麥籽粒產(chǎn)量（10%～16%）及其氮素利用效率（20%～53%）和磷素利用效率（38%～230%），但20和40t/ha生物炭施用量間作物產(chǎn)量、籽粒氮素利用效率和磷素利用效率均無顯著差異；Weng等（2020）的盆栽結(jié)果表明，施入5.4t/ha蔗葉生物炭對甘蔗蔗莖、蔗葉和根系生物量、氮含量、氮吸收累積量及氮肥吸收量、土壤氮吸收量、氮肥利用率均無顯著影響?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】蔗葉是甘蔗生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重要生物質(zhì)資源，若按廣西年均干蔗葉產(chǎn)量800萬t（劉宇鋒和譚裕模，2022）、36%的制炭率折算（Weng et al.，2020），廣西蔗葉生物炭潛在產(chǎn)量達(dá)288萬t左右，然而目前關(guān)于蔗葉生物炭施用對甘蔗生長影響的研究報(bào)道較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】基于2年田間試驗(yàn)和1N同位素示蹤桶栽試驗(yàn)，研究蔗葉源生物炭不同施用量對甘蔗產(chǎn)量及氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用的影響，以期為蔗葉生物炭在甘蔗生產(chǎn)中的科學(xué)施用及實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分高效利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)采用田間試驗(yàn)與桶栽試驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行。田間試驗(yàn)于2021一2022年連續(xù)2年在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科研基地（23°14'49.0\"N、108°2'50.2\"E，海拔115m）進(jìn)行。該地屬南亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.7℃，最高氣溫40.7℃，≥5℃積溫8046℃，年均降水量1250mm，年蒸發(fā)量892.6mm，無霜期約346d，年日照時(shí)數(shù)1660h，太陽輻射量為4529MJ/m2，溫、光、熱資源豐富。供試土壤為第四紀(jì)紅土發(fā)育的赤紅壤，試驗(yàn)前0～20cm土層土壤理化性質(zhì)：pH 4.95、有機(jī)質(zhì)9.16 g/kg、全氮0.59 g/kg、速效磷 1.96 mg/kg、有效鉀 54.61 mg/kg。桶栽試驗(yàn)于2022年在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院本部基地（22°51'26.9\"N、108°15'21.2\"E，海拔75 m）進(jìn)行，供試土壤為赤紅壤，取自基地附近旱地。試驗(yàn)前 0～20 cm土層土壤理化性質(zhì)：pH 6.73、有機(jī)質(zhì)10.93 g/kg、全氮 0.75 g/kg、速效磷19.8 mg/kg、有效鉀79.5 mg/kg。

1.2試驗(yàn)材料

甘蔗品種：田間試驗(yàn)甘蔗品種為桂柳05136，桶 栽試驗(yàn)甘蔗品種為桂糖42。

肥料：尿素（N46.4%）、鈣鎂磷肥（P2O518%）、氯化鉀（K2O60%）。其中，桶栽試驗(yàn)使用15N標(biāo)記的粉 末狀普通尿素，豐度為10%，購于上?；ぱ芯吭河?限公司。

生物炭：以蔗葉為原材料制備，pH8.55，全碳含量280.8g/kg，全氮含量4.8g/kg，碳氮比（C/N）58.5， 全磷含量2.4g/kg，全鉀含量10.6g/kg。購于廣西貴 港市譽(yù)誠農(nóng)業(yè)科技有限公司。

1.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別為CK（對照，不施蔗葉生物炭）、T1（蔗葉生物炭用量2.7t/ha）、T2（蔗葉生物炭用量5.4 t/ha）和T3（蔗葉生物炭用量10.8 kg/ha）。其中T2處理的蔗葉生物炭用量依據(jù)當(dāng)前單位面積平均蔗葉生物量（15t/ha）的制炭量（制炭率36%）設(shè)置，在此基礎(chǔ)上降低50%為T1處理用量，增加1倍為T3處理用量。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理3次重復(fù)。田間試驗(yàn)小區(qū)面積為30m2（長10m、寬3m），小區(qū)間筑水泥田埂隔斷，以防止肥水相互滲透。甘蔗于2020年2月種植，為勻田試驗(yàn)，2021年和2022年按各處理布置試驗(yàn)，分別為第1年宿根和第2年宿根。桶栽試驗(yàn)中，桶長1.0m、寬0.5m、深1.0m，每桶裝土710kg，種植脫毒健康種苗3株。

大田及桶栽試驗(yàn)各處理氮、磷、鉀肥用量相同，分別為N375 kg/ha、P2O;120 kg/ha、K20 210 kg/ha。大田試驗(yàn)蔗葉生物炭和磷肥全部作苗肥施入，氮肥和鉀肥按苗肥：伸長肥=3：7施入。桶栽試驗(yàn)磷肥及蔗葉生物炭作為基肥一次性施入。氮肥按基肥：苗肥：伸長肥=3：3：4施入，鉀肥按基肥：伸長肥=3：7施入。試驗(yàn)用磷、鉀肥均為鈣鎂磷肥和氯化鉀；大田試驗(yàn)用氮肥為普通尿素，桶栽試驗(yàn)采用1N標(biāo)記尿素與普通尿素混合方式（混合比例1：1）施用。基肥施于種植溝底，覆薄土。苗肥和伸長肥采用撒施方式施于甘蔗種植行兩旁，施肥過后再培土。

1.4測定項(xiàng)目及方法

大田試驗(yàn)甘蔗產(chǎn)量：各小區(qū)單獨(dú)測產(chǎn)，甘蔗收獲期將各小區(qū)甘蔗全部平地收獲，脫葉、砍去尾稍，按實(shí) 收甘蔗莖數(shù)測產(chǎn)蔗莖與蔗葉（含尾梢）鮮重。植株樣品：于2022年1月18日和2022年12月7日在甘蔗 收獲前取小區(qū)生長勢一致的代表性植株6株，平地 收獲，分為蔗莖和蔗葉（含尾梢）兩部分，分別稱取生 物量。

桶栽試驗(yàn)甘蔗產(chǎn)量：于2023年2月3日將各處 理甘蔗全部平地收獲，脫葉、砍去尾梢，按實(shí)收甘蔗 蔗莖數(shù)測產(chǎn)蔗莖、蔗葉和尾梢鮮重，同時(shí)分別采集蔗 莖、蔗葉和尾梢的混合樣品，稱取各部分生物量。

大田及桶栽試驗(yàn)采集的植株樣品均置于烘箱 105℃殺青30min后，70℃烘干至恒重，測定干重； 粉碎后用H，SO4一H2O?消化，凱氏定氮法測定全氮 含量，鉬銻抗比色法測定全磷含量，火焰光度法測定 全鉀含量（鮑士旦，2015）。桶栽試驗(yàn)采用元素分析 儀[美國賽默飛世爾科技（中國）有限公司]測定植株 中各部位樣品1N豐度。

養(yǎng)分吸收累積量計(jì)算參考區(qū)惠平等（2020）的方法：

式中，c為處理樣品中15N豐度，f為肥料15N豐度，0.3663為土壤15N的自然豐度。

氮肥利用率（%）=氮肥吸收量/氮肥施用量×100

1.5統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2010進(jìn)行整理、繪圖。利用DPS7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差進(jìn)行顯著性分析，Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行不同處理間的 多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1蔗葉生物炭施用量對甘蔗產(chǎn)量的影響

從圖1和表1可看出，與CK相比，施入不同用量蔗葉生物炭對甘蔗蔗葉產(chǎn)量無顯著影響（Pgt;0.05，下同），但可不同程度提高蔗莖產(chǎn)量。大田試驗(yàn)蔗葉生物炭處理的蔗莖產(chǎn)量2021年提高8.5%～15.1%，2022年提高8.0%～10.8%；桶栽試驗(yàn)蔗葉生物炭處理的蔗莖產(chǎn)量提高9.8%～21.8%。隨蔗葉生物炭施用量增加，蔗莖產(chǎn)量表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢，大田和桶栽試驗(yàn)均以T2處理最高，與CK差異顯著（Plt;0.05，下同）?；貧w分析表明，蔗葉生物炭施用量（x）與大田試驗(yàn)蔗莖產(chǎn)量（y）呈一元二次方程關(guān)系（2021年：y=-0.2237x2+3.2503x+74.158，R2=0.991;2022年：y=-0.1507x2+2.1358x+65.165，R2=0.991），當(dāng)蔗葉生物炭施用量分別為7.26t/ha（2021年）和7.09t/ha（2022年）時(shí)，蔗莖產(chǎn)量最高，分別達(dá)109.6t/ha（2021年）和72.7t/ha（2022年）?？梢?，施用不同用量蔗葉生物炭對蔗葉產(chǎn)量影響不明顯，但可增加蔗莖產(chǎn)量。

2.2蔗葉生物炭施用量對甘蔗養(yǎng)分含量的影響

由表2可看出，不同蔗葉生物炭施用量對甘蔗氮、磷、鉀養(yǎng)分含量的影響存在差異。對于氮含量，各蔗葉生物炭處理的蔗莖和蔗葉氮含量均與CK無顯著差異，且不同蔗葉生物炭處理間的蔗莖氮含量也無顯著變化；2021年大田試驗(yàn)的蔗葉氮含量以T2處理最高，T3處理最低，二者差異顯著；2022年桶栽試驗(yàn)以T2處理尾梢氮含量最高，分別較CK、T1和T3處理顯著提高10.7%、6.6%和7.6%。對于磷含量，與CK相比，蔗葉生物炭施用對蔗莖、蔗葉及尾梢磷含量均無顯著影響；不同蔗葉生物炭處理間，蔗葉和尾梢磷含量也無顯著差異；T3處理的蔗莖磷含量在大田試驗(yàn)中與T1和T2處理相當(dāng)，在桶栽試驗(yàn)中則顯著低于T1和T2處理。對于鉀含量，大田試驗(yàn)中各蔗葉生物炭處理均較CK顯著提高蔗莖鉀含量（2021年提高31.3%～38.2％，2022年提高10.5%～29.5%），而桶栽試驗(yàn)中各蔗葉生物炭處理蔗莖鉀含量與CK無顯著差異，2022年大田試驗(yàn)中T3處理的蔗莖鉀含量顯著低于T1和T2處理；不同蔗葉生物炭處理的蔗葉鉀含量隨蔗葉生物炭施用量增加呈先升高后降低的變化趨勢，以T2處理蔗葉鉀含量最高，2022年大田試驗(yàn)中與CK差異顯著，但3個(gè)蔗葉生物炭處理間無顯著差異；蔗葉生物炭施用對甘蔗尾梢鉀含量無顯著影響，但尾梢鉀含量也隨蔗葉生物炭施用量增加呈先升高后降低變化，T2處理尾梢鉀含量最高，較T3處理顯著提高 14.1%。

2.3蔗葉生物炭施用量對甘蔗養(yǎng)分吸收累積量的影響

由表3可看出，對于氮吸收累積量，在大田試驗(yàn)條件下，不同處理間蔗莖、蔗葉及地上部氮吸收累積量均無顯著差異。但在桶栽試驗(yàn)條件下，T2處理蔗莖氮吸收累積量分別較CK和T1處理顯著提高23.9%和25.1%。對于磷吸收累積量，在大田試驗(yàn)條件下，與CK相比，施用不同用量蔗葉生物炭對蔗莖與地上部磷吸收累積量無顯著影響，但2022年T2處理蔗葉磷吸收累積量分別較CK和T1處理顯著提高30.2%和23.2%；在桶栽條件下，施用不同用量蔗葉生物炭對蔗葉、尾梢與地上部磷吸收累積量無顯著影響，但T2處理蔗莖磷吸收累積量較CK顯著提高35.9%?？梢姡煌崛~生物炭施用量間，T2處理較T1和T3處理更有利于促進(jìn)甘蔗對氮、磷的吸收。

對于鉀吸收累積量，在大田試驗(yàn)條件下，與CK相比，施用蔗葉生物炭顯著提高了蔗莖和地上部鉀吸收累積量，其中，2021年和2022年蔗莖鉀吸收累積量分別提高30.6%～45.6%和18.2%～37.2%，地上部鉀吸收累積量分別提高25.8%～32.8%和13.4%～31.2%；2021年蔗葉生物炭施用對蔗葉鉀吸收累積量無顯著影響，但T2處理顯著提高2022年蔗葉鉀吸收累積量。在桶栽試驗(yàn)條件下，施用蔗葉生物炭對蔗葉、尾梢及地上部鉀吸收累積量均無顯著影響，但T2處理的蔗莖鉀吸收累積量較CK顯著提高26.4%。不同蔗葉生物炭施用量間，T2處理蔗莖、蔗葉、尾梢及地上部的鉀吸收累積量整體高于T1和T3處理。

2.4蔗葉生物炭施用量對養(yǎng)分生理利用效率的影響

由表4可知，不同處理的氮、磷養(yǎng)分生理利用效

率無顯著差異；但大田試驗(yàn)下施用蔗葉生物炭可降 低鉀生理利用效率，與CK相比，鉀生理利用效率 2021降低14.7％～23.1％，2022年降低6.0％～19.5％； 桶栽試驗(yàn)下不同蔗葉生物炭處理對鉀生理利用效率 無顯著影響。

2.5蔗葉生物炭施用量對氮肥吸收量及氮肥利用率的影響

由表5可看出，甘蔗蔗莖對氮肥的吸收量最高， 占總吸收量的46.5%～54.2%，蔗葉與尾梢對氮肥的 吸收量相當(dāng)，分別占總吸收量的23.3%～27.5%和 22.6%～28.0%。與CK相比，施入不同用量蔗葉生物 炭后蔗葉和尾梢的氮肥吸收量無顯著差異；蔗莖的 氮肥吸收量隨蔗葉生物炭用量增加呈先升高后降低 變化，T2處理蔗莖氮肥吸收量最高，較CK、T1和T3處理顯著提高37.5%、36.5%和37.5%，T1和T3處理與CK均無顯著差異。

與蔗莖氮肥吸收量變化規(guī)律一致，隨蔗葉生物炭用量增加，氮肥利用率呈先升高后降低變化趨勢，T1和T3處理與CK的氮肥利用率均無顯著差異，但T2處理氮肥利用率較CK、T1和T3處理分別顯著提高24.2％、23.7％和18.1％。

3討論

3.1不同蔗葉生物炭施用量對甘蔗產(chǎn)量的影響

本研究結(jié)果表明，隨蔗葉生物炭施用量增加，甘蔗蔗莖產(chǎn)量呈先升高后降低變化趨勢，施用量為5.4t/ha時(shí)蔗莖產(chǎn)量最高，與對照差異顯著，但對蔗葉產(chǎn)量無顯著影響。該結(jié)果與Weng等（2020）研究得出施入5.4t/ha蔗葉生物炭對甘蔗蔗莖生物量無顯著影響的結(jié)果不同，但與前人在玉米（Gaskin et al.，2010）、水稻（張學(xué)艷等，2016）等作物上的研究結(jié)論基本一致。一般認(rèn)為，生物炭對作物的增產(chǎn)效應(yīng)主要?dú)w因于其對土壤物理?xiàng)l件的改良（改善土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)、降低土壤容重等）與養(yǎng)分供應(yīng)（Tian et al.，2018；桂意云等，2022），而生物炭的結(jié)構(gòu)及其礦化難易程度直接關(guān)系其養(yǎng)分的釋放與供應(yīng)及土壤結(jié)構(gòu)的改善程度，并因氣候、土壤條件和生物質(zhì)來源等的不同而有所差別（Hassan et al.，2020）。適當(dāng)增加生物炭施用量可通過劑量效應(yīng)改良土壤及增加土壤氮磷鉀養(yǎng)分供應(yīng)，從而增加產(chǎn)量（Pinnamaneni et al.，2023）。但過量施用生物炭，也可能會提高土壤碳氮比，降低土壤氮素生物有效性，進(jìn)而對作物生長產(chǎn)生負(fù)作用（Asai et al.，2009）。

3.2不同蔗葉生物炭施用量對甘蔗養(yǎng)分吸收的影響

生物炭施用對作物養(yǎng)分吸收利用的效果受生物炭種類與施用量、土壤養(yǎng)分供應(yīng)、環(huán)境條件等諸多因素影響（Asai et al.，2009;Hou et al.，2022）。許多研究表明，生物炭施用量與作物養(yǎng)分吸收關(guān)系密切，施入適量的生物炭能促進(jìn)作物對氮、磷、鉀等養(yǎng)分的吸收（張愛平等，2015;Zhang et al.，2020;惠超等，2022）。這是由于生物炭在一定用量范圍內(nèi)，其豐富的養(yǎng)分在緩慢礦化作用下可增加土壤供給（王耀鋒等，2015）；還能改善土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，增加有機(jī)碳，提高陽離子交換量，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的保持與有效性（張珂珂等，2022；劉欣萌等，2023）。但隨著施用量增加，生物炭施用后短期內(nèi)的微生物激發(fā)效應(yīng)及其多官能團(tuán)、多孔性能對土壤養(yǎng)分吸附固持的強(qiáng)化，過量施用會導(dǎo)致土壤有效養(yǎng)分供應(yīng)不足，降低作物對氮素的吸收（曾雯等，2023）。本研究中，與對照相比，施用不同用量的蔗葉生物炭，蔗莖和蔗葉的氮、磷含量及地上部氮、磷吸收累積量均無顯著變化，同時(shí)，甘蔗氮、磷生理利用效率均無顯著差異。究其原因，一方面可能與各處理施入等量的氮、磷肥，土壤氮、磷供應(yīng)充足有關(guān)；另一方面，蔗地土壤中氧氣相對充足，氮素和磷素多以NO5-N和HPOA2或H2PO4等陰離子形式存在，不易受生物炭吸附的影響。與氮和磷不同，生物炭對鉀含量的影響在不同的試驗(yàn)下存在明顯差異，大田試驗(yàn)下施用生物炭顯著提高蔗莖鉀含量，而在桶栽試驗(yàn)下施用生物炭對蔗莖、蔗葉及尾梢鉀含量均無顯著影響。這可能是2個(gè)試驗(yàn)下土壤不同的有效鉀含量引起的差異。本研究中，大田試驗(yàn)條件下施用蔗葉生物炭的蔗莖及地上部鉀吸收累積量均顯著提高，且隨生物炭施用量增加呈先升高后降低的變化趨勢。該結(jié)果與Biederman和Harpole（2012）、周加順等（2016）的研究結(jié)果一致，究其原因可能是蔗葉生物炭富含大量鉀，施入土壤后能顯著提高土壤速效鉀含量，從而促進(jìn)蔗莖對鉀養(yǎng)分的吸收。

3.3不同蔗葉生物炭施用量對甘蔗氮肥利用率的影響

Weng等（2020）研究表明，施用5.4 t/ha蔗葉生物炭，甘蔗的氮肥吸收量及氮肥利用率與對照無顯著差異。本研究結(jié)果表明，與對照相比，施用2.7和10.8t/ha蔗葉生物炭，甘蔗氮肥利用率無顯著變化，而施用5.4t/ha蔗葉生物炭，氮肥利用率較對照及施用2.7和10.8t/ha生物炭處理顯著提高18.1%～24.2%。該結(jié)果與Weng等（2020）的研究結(jié)果存在差異，可能與試驗(yàn)的氣候、土壤條件存在差異有關(guān)。曲晶晶等（2012）在紅黃泥水稻土和紅壤性水稻土上施用40t/ha小麥秸稈源生物炭，水稻氮肥利用率也存在差別。本研究中施用蔗葉生物炭及不同蔗葉生物炭施用量間甘蔗地上部氮素吸收量無顯著變化，意味著施用5.4t/ha蔗葉生物炭改變了甘蔗氮素吸收的來源，提高了蔗莖對肥料氮的吸收，這對指導(dǎo)生物炭在甘蔗提高氮素利用應(yīng)用中具有重要意義，但該效應(yīng)是否能持續(xù)穩(wěn)定尚需進(jìn)行多年試驗(yàn)驗(yàn)證。

4"結(jié)論

施用不同用量蔗葉生物炭有利于提高甘蔗產(chǎn)量 及蔗莖對鉀的吸收，5.4t/ha生物炭用量下蔗莖產(chǎn)量及鉀吸收量最高，且顯著促進(jìn)蔗莖對肥料氮的吸收 及提高氮肥利用率，可作為甘蔗生產(chǎn)中適宜的蔗葉 生物炭施用量。

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（責(zé)任編輯王暉）