张秀红 孙嘉琳 孙璐

摘 要：本文着重概述生物炭对水稻生长发育的主要影响。对最近几年的中外研究成果进行了汇总分析。生物炭自身具有较高的稳定性、pH值（酸碱值）呈碱性且富含养分元素以及具有保水保肥的特点，对土壤物化性质有着重要影响。生物炭还可提高水稻生育前期根系的总吸收面积，在水稻生育后期生物炭又减慢了根系衰老的速度。加入适量生物炭后的土壤的物理特性、营养情况、温度等都会积极促进水稻的生长、开花以及成熟。

关键词：作物栽培学与耕作学；生物炭；综述；直播水稻；生长发育

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180432023

引言

近年来生物炭在农业方面的研究利用不断加强，生物炭本身的物化性质使它既可以供给植物养分，还对土壤具有改良和固碳作用。生物炭作为土壤改良剂，具有改善土壤物化结构、保水保肥、调节土壤温度等效应。施用生物炭在农业上增产增收和可持续发展等方面具有重要的意义。

1 生物炭的物化性质

生物炭的元素组成与制备它的原材料有关，生物炭中碳元素含量占60%以上，其他物质主要包括KCl、SiO2、CaCO3、Ca的磷酸盐、硝酸盐以及Mg、Al、Mn、Zn 、Fe的氧化物或氢氧化物等。Demirba A指出，生物炭的元素组成主要有C、H、O，次要物质为灰分。最终的碳化温度也决定其主要元素组成，最终制备温度与其自身含碳量、灰分含量成正比。灰分的元素组成与原材料生长所在地的土壤成分、植物种类有直接关系。Titirici M M等使用红外光谱分析出，羟基、羧基、酚羟基、脂族双键及其芳香性是生物炭的典型结构特征。生物炭本身具有良好的稳定性正是由于其含有的芳香化结构。

2 生物炭对土壤的影响

生物炭可使土壤中的pH值上升，使有毒重金属减少；又由于碳原子表面积很大，增加了其氧化时间，为吸附营养成分和微生物群落生存提供了较大的空间。生物炭可以改变土壤的化学性质并影响土壤的物理性质，如增加土壤孔隙度、保水性和团聚体的形成，更能促进植物和根系的生长。

3 生物炭对直播水稻的影响

直播水稻省时、省工、省力，并节省了秧田。大规模生产时直播水稻比传统移栽水稻一般增产5%左右，且生育期比传统移栽水稻缩短5～7d。施用生物炭的直播水稻根系的生长发育相对更加优良。

盖霞普指出从时间尺度变化规律来看，土壤中铵态氮和硝态氮以及微生物量碳氮三者都呈现出波动性的变化。在培养的第21天达到最低值，后又呈現上升的趋势。所以生物炭的添加能够使土壤pH值、有机质、全氮以及微生物量碳氮含量得到提高，使土壤中铵态氮、硝态氮的含量降低。刘汝亮指出施用外源生物炭时水稻增产显著，生物炭有利于水稻吸收氮元素，增强氮肥利用率，还可以使田面水中氮总量浓度降低，减少氮元素过度的流失。周劲松指出，在施用量适当的情况下，生物炭可增强水稻根系生理功能，显著提升水稻的生物量和产量，并且在施入生物炭后的几年内仍然可以观察到产量水平的较大提高。

4 结论

适量浓度生物炭的使用对水稻的生长发育起到了显著的作用。生物炭以其独有的特点，作为土壤改良剂具有不可代替的作用，尤其是对于水稻的生长发育结果极其明显，具有广阔的开发前景。随着农业科学的发展，相信生物炭作为土壤改良剂在农业应用上定会有新的突破，并且得到广泛应用，能更好地促进、提高水稻的生长发育和产量，在农业科学上得到更好的发展。

参考文献

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[3]盖霞普，刘宏斌，翟丽梅，等.生物炭对中性水稻土养分和微生物群落结构影响的时间尺度变化研究[J].农业环境科学学报，2016，35（4）：719-728.

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作者简介：张秀红（1996-），女，辽宁省大连市，沈农学；孙嘉琳（1997-），女，辽宁省抚顺市，农学；孙璐（1982-），女，辽宁省沈阳市，博士，副教授，研究方向：作物栽培生理。