生物炭对辣椒根际土壤的改良效果及疫病防控研究进展

2024年4月1日发(作者：国庆内容)

生物炭对辣椒根际土壤的改良效果及疫病防控研究进展

王姣黄仁敏任红艳李晓红

（铜仁市农业科学院，贵州铜仁554300）

［摘要］土壤中施用一定量的生物炭，可以有效改良土壤环境，提高作物产量。本文主要对生物炭对

辣椒根际土壤的改良效果及疫病防控相关的研究进行总结，为推广利用生物炭提供依据。

［关键词］生物炭；辣椒；土壤改良；疫病防控

［中图分类号］S641.3［文献标识码］A［文章编号］1674-7909（2021）09-61-2

不同种类生物炭的性质存在显著差异，造成这种差

异的主要因素是生物炭的生物质来源和制备生物炭时的

热解条件（如加热速率、热解时间、热解温度等）。

2生物炭对辣椒根际土壤理化性质的影响

生物炭对土壤理化性质的影响主要表现在改变土壤

孔隙度、团聚体结构、水分含量、pH值、氮磷钾含量等方

面

［6］

。随着研究的不断深入，人们不再单一施用生物

炭。例如，张福建等研究发现，在辣椒连作土壤中添加适

量的生物质炭和生石灰能显著促进辣椒生长发育，改善

辣椒根际土壤环境，而单施生石灰或生物质炭对辣椒各

项生长指标的促进效果差异较大

［8］

。王岩等研究生物炭

和丛枝菌根对连作辣椒生长和土壤养分的影响，结果表

明施加生物炭和接种丛枝菌根处理促进了连作辣椒生

长，提高了辣椒叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和

叶绿素含量；与单一处理相比，生物炭和丛枝菌根配施在

促进连作辣椒生长、改善连作土壤养分方面具有显著的

协同增效作用

［9］

。张萌等采用大田试验，探究生物炭与

不同土壤添加剂配施在贵州黄壤辣椒上的施用效果，结

果表明在常规施肥基础上，生物炭、脲酶抑制剂和保水剂

三者同时配施产生的协同效应优于单独施用或两两配

施，更有利于提高辣椒的产量与品质

［10］

。

3生物炭对辣椒根际土壤微生物及酶活性的影响

微生物是土壤中一切肉眼看不见或看不清楚的微小

生物的总称，包括真菌、细菌、病毒、原生动物和显微藻类

等。微生物在土壤中的主要作用如下：分解有机质，改善

土壤理化性质；分解矿物质，提高土壤中的养分含量，有

利于植物吸收养分；部分微生物有固氮能力，如根瘤菌

等。一般土壤中微生物的数量与肥力呈正相关。土壤酶

是土壤中各类酶的总称，参与土壤中有机质分解、氧化、

硝化等全部过程，与土壤的理化性质、结构、养分含量有

辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物之一，具有较

高的经济价值。但是，在辣椒栽培过程中，人们为了追求

经济效益，不合理耕作、过度使用肥料和农药等，易造成

土壤退化

［1］

。土壤退化不仅会导致土壤肥力、生产力下

降，而且会加重病虫害的发生，从而影响蔬菜产量及品

质。为了防止土壤退化带来不良后果，近年来许多研究

者对土壤修复进行了大量研究。生物炭是农作物秸秆

等有机原材料在无氧或部分缺氧条件下，经过高温裂解

所产生的一类高度芳香化、含碳丰富、稳定的固态物质，

其具有高度的稳定性和较强的吸附性能。研究证明，生

物炭土壤改良剂能改善辣椒根际土壤理化性状、微生态

环境等，从而起到防控辣椒疫病、提高辣椒产量与品质的

效果。

1生物炭的性质

生物炭的主要组成元素为碳、氢、氧、氮等，含碳量多

在70%以上，碳主要由芳香烃、单质碳或具有类石墨结构

的碳构成。这样的表面结构特性决定了其具有较高的化

学稳定性和生物学稳定性。生物炭可溶性极低，具有高

度羧酸酯化和芳香化结构

［1-2］

。生物炭中存在金属氧化

物、碳酸盐和碱性官能团，导致生物炭多呈碱性。然而，

由于生物质来源和热解条件存在差异，使得部分生物炭

呈酸性

［3-5］

。

生物炭具有小容重、大比表面积、多孔特性，吸附能

力强，有利于土壤聚集水分、提高土壤孔隙度、降低土壤

容重，从而改善土壤水、气、热等状况，为植物生长提供良

好的环境

［6］

。生物碳表面含有丰富的含氧官能团，吸附、

亲水性良好，因而施入土壤后可以在一定程度上增强土

壤的持水保肥能力，改良重金属污染土壤。此外，生物炭

阳离子交换量（CEC）与同热解温度呈负相关，即热解温

度低，CEC值大，热解温度高，CEC值小；与生物炭施入土

壤中的时间呈正相关，时间越长，交换量越大

［7］

。

基金项目：铜仁市2020年度科技计划项目［铜市科研〔2020〕69号］。

作者简介：王姣（1994—），女，硕士，研究方向：蔬菜栽培与育种。

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XIANGCUNKEJI

乡

村

科技

大方向；二是生物炭施入土壤后对辣椒根际土壤理化性

质、辣椒生长发育和产量、品质的影响依然是生物炭应用

的主要研究方向；三是生物炭通过改变土壤微生态环境

与理化性质来防控辣椒疫病的机制尚不明确，需要进一

步加强研究；四是不断深入研究生物炭改良辣椒根际土

壤性质的同时，对生物炭内在作用机制的研究要进一步

加强。

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土壤肥料学术交流研讨会论文集，2016：238-239.

着密切的关系。

生物炭在土壤中的施用可以明显改变土壤微生态环

境，改变微生物群落优劣形势，增加微生物群落多样性。

李嫚等采用田间小区试验研究配施生物炭肥、减施化肥

对辣椒生长及根际土壤微生态环境的影响，结果表明配

施生物炭肥能促进辣椒生长，显著提高叶片叶绿素含量

和根系活力，提高果实中蛋白质、维生素C和可溶性糖含

量，产量比常规施用化肥显著增加13.04%；配施生物炭

肥能提高辣椒根际土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢

酶活性，显著增加根际土壤中细菌和放线菌数量，减少真

菌数量，提高根际土壤中速效氮、磷、钾含量，对辣椒根际

土壤微生态具有良好的调节效果

［11］

。杜佳燕通过木醋

液、生物炭、益生菌复配对辣椒连作土壤的作用效应进行

研究，结果表明单施生物炭、生物炭+益生菌、生物炭+木

醋液+益生菌处理可以显著增加开花期根际和非根际土

壤放线菌数量

［12］

。

4生物碳对辣椒疫病的防控效果

辣椒疫病俗称黑杆，是由辣椒疫霉菌（Phytophthora

capsiciLeonian）侵染引起的土传病害，在苗期与成株期

均可发生，是制约辣椒产业发展的主要因素之一。有研

究发现在土壤中施用生物炭，对辣椒疫病有一定的防控

作用。王光飞等在盆栽试验条件下，研究2种不同热解

温度（500、600℃）制备的、以麦秸为原料的生物炭对辣

椒疫病的防控作用，结果表明2种热解温度下制备的生

物炭对辣椒疫病均有一定的防控作用，但500℃制备的

生物炭防控作用高于600℃制备的生物炭，同时发现生

物炭的施用能促进辣椒生长

［13］

。王光飞等还研究了不同

用量秸秆生物炭对辣椒疫病防控效果及土壤性状的影

响，结果表明不同用量的生物炭对辣椒疫病的防控作用

不同，其中最佳用量为1.33%，生物炭的用量与辣椒疫病

防控呈现出先上升后下降的关系，即在一定范围内随着

生物炭使用量的增加，防控作用逐渐增强，可能是因为生

物炭对土壤性状的改善作用，而随后防效下降，则与高用

量生物炭对土壤性状产生的负面影响有关

［14］

。马艳等研

究了生物炭施用时间对病害防效和土壤微生物性状的影

响，结果表明生物炭施加时间不同，对疫病的防控效果也

不同，辣椒移栽前生物炭施入土壤时间越短，对土壤微生

物区系产生的正面影响越大，对病害的防治效果越高

5结语

今后，生物炭在辣椒生产中的应用需注意4个方面：

一是不同配比的生物炭和添加剂施用将是生物炭应用的

［15］

。

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