生物炭對辣椒根際土壤的改良效果及疫病防控研究進展

2024年4月1日發(作者：國慶內容)

生物炭對辣椒根際土壤的改良效果及疫病防控研究進展

王姣黃仁敏任紅艷李曉紅

（銅仁市農業科學院，貴州銅仁554300）

［摘要］土壤中施用一定量的生物炭，可以有效改良土壤環境，提高作物產量。本文主要對生物炭對

辣椒根際土壤的改良效果及疫病防控相關的研究進行總結，為推廣利用生物炭提供依據。

［關鍵詞］生物炭；辣椒；土壤改良；疫病防控

［中圖分類號］S641.3［文獻標識碼］A［文章編號］1674-7909（2021）09-61-2

不同種類生物炭的性質存在顯著差異，造成這種差

異的主要因素是生物炭的生物質來源和制備生物炭時的

熱解條件（如加熱速率、熱解時間、熱解溫度等）。

2生物炭對辣椒根際土壤理化性質的影響

生物炭對土壤理化性質的影響主要表現在改變土壤

孔隙度、團聚體結構、水分含量、pH值、氮磷鉀含量等方

面

［6］

。隨著研究的不斷深入，人們不再單一施用生物

炭。例如，張福建等研究發現，在辣椒連作土壤中添加適

量的生物質炭和生石灰能顯著促進辣椒生長發育，改善

辣椒根際土壤環境，而單施生石灰或生物質炭對辣椒各

項生長指標的促進效果差異較大

［8］

。王巖等研究生物炭

和叢枝菌根對連作辣椒生長和土壤養分的影響，結果表

明施加生物炭和接種叢枝菌根處理促進了連作辣椒生

長，提高了辣椒葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度和

葉綠素含量；與單一處理相比，生物炭和叢枝菌根配施在

促進連作辣椒生長、改善連作土壤養分方面具有顯著的

協同增效作用

［9］

。張萌等采用大田試驗，探究生物炭與

不同土壤添加劑配施在貴州黃壤辣椒上的施用效果，結

果表明在常規施肥基礎上，生物炭、脲酶抑制劑和保水劑

三者同時配施產生的協同效應優于單獨施用或兩兩配

施，更有利于提高辣椒的產量與品質

［10］

。

3生物炭對辣椒根際土壤微生物及酶活性的影響

微生物是土壤中一切肉眼看不見或看不清楚的微小

生物的總稱，包括真菌、細菌、病毒、原生動物和顯微藻類

等。微生物在土壤中的主要作用如下：分解有機質，改善

土壤理化性質；分解礦物質，提高土壤中的養分含量，有

利于植物吸收養分；部分微生物有固氮能力，如根瘤菌

等。一般土壤中微生物的數量與肥力呈正相關。土壤酶

是土壤中各類酶的總稱，參與土壤中有機質分解、氧化、

硝化等全部過程，與土壤的理化性質、結構、養分含量有

辣椒是我國栽培面積最大的蔬菜作物之一，具有較

高的經濟價值。但是，在辣椒栽培過程中，人們為了追求

經濟效益，不合理耕作、過度使用肥料和農藥等，易造成

土壤退化

［1］

。土壤退化不僅會導致土壤肥力、生產力下

降，而且會加重病蟲害的發生，從而影響蔬菜產量及品

質。為了防止土壤退化帶來不良后果，近年來許多研究

者對土壤修復進行了大量研究。生物炭是農作物秸稈

等有機原材料在無氧或部分缺氧條件下，經過高溫裂解

所產生的一類高度芳香化、含碳豐富、穩定的固態物質，

其具有高度的穩定性和較強的吸附性能。研究證明，生

物炭土壤改良劑能改善辣椒根際土壤理化性狀、微生態

環境等，從而起到防控辣椒疫病、提高辣椒產量與品質的

效果。

1生物炭的性質

生物炭的主要組成元素為碳、氫、氧、氮等，含碳量多

在70%以上，碳主要由芳香烴、單質碳或具有類石墨結構

的碳構成。這樣的表面結構特性決定了其具有較高的化

學穩定性和生物學穩定性。生物炭可溶性極低，具有高

度羧酸酯化和芳香化結構

［1-2］

。生物炭中存在金屬氧化

物、碳酸鹽和堿性官能團，導致生物炭多呈堿性。然而，

由于生物質來源和熱解條件存在差異，使得部分生物炭

呈酸性

［3-5］

。

生物炭具有小容重、大比表面積、多孔特性，吸附能

力強，有利于土壤聚集水分、提高土壤孔隙度、降低土壤

容重，從而改善土壤水、氣、熱等狀況，為植物生長提供良

好的環境

［6］

。生物碳表面含有豐富的含氧官能團，吸附、

親水性良好，因而施入土壤后可以在一定程度上增強土

壤的持水保肥能力，改良重金屬污染土壤。此外，生物炭

陽離子交換量（CEC）與同熱解溫度呈負相關，即熱解溫

度低，CEC值大，熱解溫度高，CEC值小；與生物炭施入土

壤中的時間呈正相關，時間越長，交換量越大

［7］

。

基金項目：銅仁市2020年度科技計劃項目［銅市科研〔2020〕69號］。

作者簡介：王姣（1994—），女，碩士，研究方向：蔬菜栽培與育種。

XIANGCUNKEJI2021年3月（下）

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鄉

村

科技

大方向；二是生物炭施入土壤后對辣椒根際土壤理化性

質、辣椒生長發育和產量、品質的影響依然是生物炭應用

的主要研究方向；三是生物炭通過改變土壤微生態環境

與理化性質來防控辣椒疫病的機制尚不明確，需要進一

步加強研究；四是不斷深入研究生物炭改良辣椒根際土

壤性質的同時，對生物炭內在作用機制的研究要進一步

加強。

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著密切的關系。

生物炭在土壤中的施用可以明顯改變土壤微生態環

境，改變微生物群落優劣形勢，增加微生物群落多樣性。

李嫚等采用田間小區試驗研究配施生物炭肥、減施化肥

對辣椒生長及根際土壤微生態環境的影響，結果表明配

施生物炭肥能促進辣椒生長，顯著提高葉片葉綠素含量

和根系活力，提高果實中蛋白質、維生素C和可溶性糖含

量，產量比常規施用化肥顯著增加13.04%；配施生物炭

肥能提高辣椒根際土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫

酶活性，顯著增加根際土壤中細菌和放線菌數量，減少真

菌數量，提高根際土壤中速效氮、磷、鉀含量，對辣椒根際

土壤微生態具有良好的調節效果

［11］

。杜佳燕通過木醋

液、生物炭、益生菌復配對辣椒連作土壤的作用效應進行

研究，結果表明單施生物炭、生物炭+益生菌、生物炭+木

醋液+益生菌處理可以顯著增加開花期根際和非根際土

壤放線菌數量

［12］

。

4生物碳對辣椒疫病的防控效果

辣椒疫病俗稱黑桿，是由辣椒疫霉菌（Phytophthora

capsiciLeonian）侵染引起的土傳病害，在苗期與成株期

均可發生，是制約辣椒產業發展的主要因素之一。有研

究發現在土壤中施用生物炭，對辣椒疫病有一定的防控

作用。王光飛等在盆栽試驗條件下，研究2種不同熱解

溫度（500、600℃）制備的、以麥秸為原料的生物炭對辣

椒疫病的防控作用，結果表明2種熱解溫度下制備的生

物炭對辣椒疫病均有一定的防控作用，但500℃制備的

生物炭防控作用高于600℃制備的生物炭，同時發現生

物炭的施用能促進辣椒生長

［13］

。王光飛等還研究了不同

用量秸稈生物炭對辣椒疫病防控效果及土壤性狀的影

響，結果表明不同用量的生物炭對辣椒疫病的防控作用

不同，其中最佳用量為1.33%，生物炭的用量與辣椒疫病

防控呈現出先上升后下降的關系，即在一定范圍內隨著

生物炭使用量的增加，防控作用逐漸增強，可能是因為生

物炭對土壤性狀的改善作用，而隨后防效下降，則與高用

量生物炭對土壤性狀產生的負面影響有關

［14］

。馬艷等研

究了生物炭施用時間對病害防效和土壤微生物性狀的影

響，結果表明生物炭施加時間不同，對疫病的防控效果也

不同，辣椒移栽前生物炭施入土壤時間越短，對土壤微生

物區系產生的正面影響越大，對病害的防治效果越高

5結語

今后，生物炭在辣椒生產中的應用需注意4個方面：

一是不同配比的生物炭和添加劑施用將是生物炭應用的

［15］

。

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XIANGCUNKEJI2021年3月（下）

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