生物炭與有機(jī)肥配施對(duì)白菜生長(zhǎng)品質(zhì)、土壤養(yǎng)分及酶活性的影響

文慧寶　杜雙江　程貴慶　王梓名　胡藝琛　周浩楠　吳瑕

摘要：為了探究生物炭與不同肥料配施對(duì)白菜生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響，于2018年在冷棚內(nèi)采用盆栽的方法，設(shè)3%生物炭與復(fù)合肥、3%生物炭與2.5%有機(jī)肥、3%生物炭與5.0%有機(jī)肥、不施用生物炭和不施肥雙對(duì)照，共5個(gè)處理，在生長(zhǎng)30 d后調(diào)查白菜生長(zhǎng)、品質(zhì)及鎘（Cd）含量的變化。結(jié)果顯示，不同施肥處理對(duì)白菜生長(zhǎng)和品質(zhì)均有改善作用，單獨(dú)施用生物炭顯著提高白菜纖維素含量，顯著降低白菜硝酸鹽含量。生物炭與復(fù)合肥配施顯著促進(jìn)白菜地上、地下干物質(zhì)積累，顯著升高白菜可溶性糖、葉綠素和硝酸鹽含量，同時(shí)相比不施肥處理（F0）顯著降低白菜纖維素含量。生物炭與5.0%有機(jī)肥配施處理提高白菜可溶性蛋白含量和葉綠素含量，降低根的生長(zhǎng)和白菜纖維素含量，同時(shí)顯著促進(jìn)了硝酸鹽和重金屬的積累。生物炭與2.5%有機(jī)肥配施處理增加白菜的株高、地上干質(zhì)量、維生素C及可溶性蛋白含量，同時(shí)相比5.0%有機(jī)肥處理顯著降低硝酸鹽含量，有效降低白菜葉片和根系中Cd含量。生物炭與有機(jī)肥配施能夠降低土壤脲酶和脫氫酶活性，升高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、土壤EC值和pH值。綜上，生物炭與有機(jī)肥配施能提高土壤養(yǎng)分有效性，促進(jìn)白菜生長(zhǎng)，低濃度有機(jī)肥減少了白菜中硝酸鹽和重金屬Cd的積累，改善白菜品質(zhì)，因此以3%生物炭與2.5%有機(jī)肥配施改善品質(zhì)最為顯著，可在生產(chǎn)上試用推廣。

關(guān)鍵詞：生物炭；有機(jī)肥；白菜；品質(zhì)；Cd含量；土壤養(yǎng)分；酶活性

中圖分類號(hào)：S634.306文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2023）20-0224-06

蔬菜栽培中普遍存在過(guò)量施用化肥的問(wèn)題，特別是氮肥［1-2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)期過(guò)量使用化肥，容易引起土壤酸化、板結(jié)、營(yíng)養(yǎng)失衡，土壤微生物數(shù)量降低，有機(jī)質(zhì)減少，從而導(dǎo)致土壤肥力下降［3］。研究表明，有機(jī)肥因含有較豐富的礦質(zhì)養(yǎng)分和有機(jī)碳，能夠提高土壤肥力，改善土壤理化性狀和土壤結(jié)構(gòu)外，還可改變土壤微生物菌群結(jié)構(gòu)和微生物數(shù)量及土壤酶活性［4-5］，增施有機(jī)肥料能夠提高香青菜的開(kāi)展度、產(chǎn)量、品質(zhì)，增加其可溶性蛋白和維生素C含量，降低硝酸鹽含量［6］。雞糞中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，氮磷鉀含量相對(duì)較高，能有效改善土壤肥力從而提高植株產(chǎn)量。但由于雞飼料含有重金屬的添加劑，使得雞糞中重金屬超標(biāo)時(shí)有發(fā)生。隨著雞糞施入年限增加，土壤出現(xiàn)酸化、重金屬富集等現(xiàn)象，從而引起蔬菜品質(zhì)下降［7］。因此，如何施肥能夠提高蔬菜品質(zhì)、降低環(huán)境惡化已成為設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題。

生物炭是利用秸稈、木屑、動(dòng)物糞便和其他農(nóng)林廢棄物等，在完全或部分缺氧和相對(duì)高溫（<700 ℃）的條件下，經(jīng)過(guò)熱解炭化而成［8］。生物炭空隙大、容重小、比表面積大、電荷豐富，含有多碳芳香族結(jié)構(gòu)，很難被微生物降解，能使被結(jié)合的重金屬離子再次進(jìn)入土壤，延長(zhǎng)了治理時(shí)間，緩解了土壤鎘、鉛污染［9］。生物炭提高土壤的碳儲(chǔ)備，使土壤中速效養(yǎng)分釋放緩慢，延長(zhǎng)植物利用［10］。生物炭有效阻止了微生物對(duì)碳的分解，具有提高土壤肥力和吸附土壤中重金屬的作用，對(duì)于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)及農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)具有重要意義［11］。生物炭等改良劑的施用改善了土壤理化性狀，提高白菜生物量和葉片色素含量，顯著降低白菜對(duì)鎘的積累［12］。生物炭顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)于黑麥草的生長(zhǎng)，提高黑麥草對(duì)鎘的吸收［13］。研究表明，生物炭與不同類型肥料配施可改善植株土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分狀況，提高烤煙煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)［14］?？梢?jiàn)，生物炭與復(fù)合肥及有機(jī)肥配施對(duì)改善土壤理化性質(zhì)及蔬菜品質(zhì)的已成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

在不同肥料配施下增施一定用量的生物炭對(duì)于白菜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，開(kāi)展有關(guān)有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施下增施生物炭對(duì)白菜生長(zhǎng)發(fā)育和葉片質(zhì)量影響的研究就顯得尤為必要。本研究通過(guò)生物炭與復(fù)合肥及有機(jī)肥配合施用對(duì)白菜品質(zhì)及重金屬積累的影響，來(lái)探究有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施下增施生物炭對(duì)白菜品質(zhì)的影響，旨在為提高東北地區(qū)設(shè)施白菜可持續(xù)發(fā)展探索出更為有益的施肥方式，為合理利用生物炭修復(fù)長(zhǎng)期使用雞糞等有機(jī)肥引起的重金屬富集、蔬菜安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

盆栽試驗(yàn)在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝園林學(xué)院校內(nèi)基地棚室內(nèi)進(jìn)行。土壤采用設(shè)施內(nèi)土壤，基本理化性質(zhì)為：堿解氮含量156 mg/kg、速效磷含量14.99 mg/kg、速效鉀含量100 mg/kg、有機(jī)質(zhì)含量3.78%、pH值8.3、重金屬Cd含量0.478 mg/kg。供試白菜品種為四季小白菜，生物炭采購(gòu)于安徽祥正生物炭有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年9—10月在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)基地的大棚中進(jìn)行，試驗(yàn)采用盆栽的方法，設(shè)置3%生物炭與氮磷鉀復(fù)合肥（N ∶P2O5 ∶K2O為 12 ∶18 ∶15）2.36 g/kg、3%生物炭與2.5%有機(jī)肥、3%生物炭與5%有機(jī)肥配施處理，同時(shí)設(shè)不施用生物炭和不施肥雙對(duì)照，共5個(gè)處理，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，每個(gè)處理3次重復(fù)。該有機(jī)肥為含重金屬 1.52 mg/kg 的雞糞。將上述處理每盆按照2.5 kg的土壤裝入塑料盆中，在土壤穩(wěn)定1周后進(jìn)行播種。每盆播種15粒種子，出苗后，苗高2 cm進(jìn)行第1次間苗，選擇健壯、長(zhǎng)勢(shì)均勻的苗，每盆留10株生長(zhǎng)一致的幼苗，苗高5 cm進(jìn)行第2次間苗，每盆留5株生長(zhǎng)一致的幼苗。白菜播種30 d后取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)［15］。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在白菜播種30 d后取樣，測(cè)量株高、根長(zhǎng)、鮮質(zhì)量，于105 ℃烘箱內(nèi)殺青30 min，75 ℃烘至恒質(zhì)量稱干質(zhì)量。葉綠素含量用浸提法（丙酮 ∶乙醇=1 ∶1）[JP+1]浸提24 h后在663 nm[JP+2]和645 nm下比色測(cè)定［16］。維生素C含量采用2.6-二氯靛酚溶液滴定法測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，硝酸鹽含量采用硝基水楊酸比色法測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定，纖維素含量采用蒽酮比色法測(cè)定［17］。將烘干后的植物樣品粉碎，稱取植物樣品0.5 g，采用HNO3-HClO4（體積比=4 ∶1）混酸體系進(jìn)行消解，采用原子吸收光譜儀測(cè)定重金屬Cd含量［18］。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

原始數(shù)據(jù)的整理采用 Microsoft Excel （Office 2003） 軟件，數(shù)據(jù)處理及相關(guān)性分析采用 SPPS 進(jìn)行，方差分析使用 ANOVA 過(guò)程 （Duncans 新復(fù)極差法，α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物炭與不同肥料配施對(duì)白菜生長(zhǎng)的影響

本研究結(jié)果（表2）顯示，不同肥料與生物炭配施對(duì)白菜的影響不同，施用生物炭后白菜地上干質(zhì)量和株高顯著增加。生物炭和復(fù)合肥配合施用促進(jìn)了白菜株高、根長(zhǎng)、地上和地下干鮮質(zhì)量的顯著增加。生物炭與2.5%有機(jī)肥配施，白菜的株高、地上和地下鮮質(zhì)量及地上干質(zhì)量的顯著增加。生物炭與5.0%有機(jī)肥配施，白菜株高和地上干鮮質(zhì)量顯著增加，卻顯著抑制了根系的生長(zhǎng)。綜上，生物炭和復(fù)合肥配施有助于白菜地上及地下生物量的積累，顯著促進(jìn)白菜的生長(zhǎng)。生物炭和有機(jī)肥配施有相似效果，有機(jī)肥以2.5%濃度較適宜，有機(jī)肥濃度過(guò)高抑制根系的生長(zhǎng)。

2.2 生物炭與不同肥料配施對(duì)白菜品質(zhì)的影響

本研究結(jié)果（表3）顯示，添加生物炭與復(fù)合肥配施能夠增加白菜葉片中維生素C含量，但差異未達(dá)到顯著水平。土壤中施加2.5%有機(jī)肥較不使用肥料（F0）和5.0%施入量均顯著增加了白菜維生素C含量。施加復(fù)合肥和有機(jī)肥均能顯著增加白菜葉片的可溶性糖含量，施用復(fù)合肥白菜可溶性糖含量顯著高于施用2.5%有機(jī)肥和未使用生物炭和肥料的對(duì)照（CK）。2.5%有機(jī)肥與生物炭配合施用能顯著增加白菜的可溶性蛋白的含量。只施用生物炭和生物炭配合施用復(fù)合肥均顯著升高白菜纖維素含量，生物炭配合施用有機(jī)肥均降低了白菜葉片中纖維素含量。生物炭配施復(fù)合肥和5.0%有機(jī)肥均顯著升高了植株內(nèi)硝酸鹽含量，施加復(fù)合肥白菜的硝酸鹽含量較高，較不使用肥料的對(duì)照累積增加近44%。施用5.0%有機(jī)肥比施用2.5%有機(jī)肥白菜硝酸鹽含量增加了21%，可見(jiàn)施用肥料促進(jìn)白菜生物量積累的同時(shí)顯著增加硝酸鹽的積累。施加復(fù)合肥和有機(jī)肥均能顯著增加白菜的葉綠素含量，其中以復(fù)合肥的增加效果較為明顯。

綜上所述，施用生物炭（F0）能顯著增加白菜葉片中纖維素含量，顯著降低硝酸鹽含量。生物炭配施復(fù)合肥（F1）能夠顯著升高白菜葉片中可溶性糖含量、纖維素含量和葉綠素含量，同時(shí)也顯著升高白菜中硝酸鹽含量。生物炭配合施用2.5%有機(jī)肥（F2）能夠升高白菜維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和葉綠素含量，同時(shí)硝酸鹽含量升高不明顯，改善品質(zhì)顯著。生物炭配合施用5.0%的有機(jī)肥（F3）顯著升高白菜葉片可溶性糖含量和葉綠素含量，同時(shí)也顯著升高了硝酸鹽含量。因此，生物炭配合施用2.5%有機(jī)肥（F2）為優(yōu)質(zhì)白菜生產(chǎn)較為適宜的施肥方式。

2.3 生物炭與不同肥料配施對(duì)白菜重金屬Cd含量的影響

如表4所示，施加了重金屬超標(biāo)的有機(jī)肥導(dǎo)致土壤重金屬Cd濃度增加，其含量達(dá)到了土壤輕度污染程度，土壤重金屬Cd含量隨著有機(jī)肥的濃度而逐漸升高，施加5.0%有機(jī)肥處理土壤重金屬含量最高，施加復(fù)合肥處理土壤中重金屬Cd含量總體沒(méi)有明顯變化。施用2.5%有機(jī)肥后根系和根際土壤中重金屬Cd含量含量顯著升高，但白菜葉片中重金屬Cd含量升高不顯著。綜上，生物炭與有機(jī)肥配施升高白菜根系和葉片中重金屬Cd含量，且根系富集重金屬能力明顯高于葉片。生物炭與2.5%有機(jī)肥配施葉片中重金屬含量升高不顯著，可以滿足白菜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的需要。

2.4 生物炭與不同肥料配施對(duì)白菜根際土壤酶活性的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表5）表明，生物炭配施復(fù)合肥和有機(jī)肥均能顯著降低土壤的脲酶活性，其中有機(jī)肥對(duì)土壤脲酶活性的抑制效果較復(fù)合肥顯著，且隨著有機(jī)肥施用量的增加，脲酶活性顯著降低。施加復(fù)合肥和有機(jī)肥對(duì)土壤的中性磷酸酶活性影響不顯著。只施用生物炭土壤中性磷酸酶活性顯著高于對(duì)照和其他施肥處理。生物炭與有機(jī)肥配施能提高土壤蔗糖酶的活性，其中5.0%有機(jī)肥對(duì)土壤蔗糖酶活性提高效果較為顯著，提高了近2倍。單獨(dú)施用生物炭土壤脫氫酶活性變化不大，生物炭配施復(fù)合肥和有機(jī)肥后均顯著降低了土壤脫氫酶的活性，其中5.0%有機(jī)肥的降低效果較為顯著，土壤脫氫酶活性較對(duì)照減少約50%。施用有機(jī)肥降低了土壤多酚氧化酶的活性，其中5.0%有機(jī)肥對(duì)土壤多酚氧化酶的抑制效果較為明顯。施加復(fù)合肥和有機(jī)肥能提高土壤纖維素酶的活性，其中2.5%有機(jī)肥顯著提高了土壤纖維素酶的活性。綜上，添加生物炭顯著改變土壤中性磷酸酶活性，生物炭和復(fù)合肥配施后顯著降低脲酶和脫氫酶活性；生物炭和2.5%有機(jī)肥配施后，顯著降低脲酶和脫氫酶活性，顯著升高了纖維素酶活性；生物炭和5.0%有機(jī)肥配施后，顯著降低脲酶、脫氫酶及多酚氧化酶活性。

2.5 生物炭與不同肥料配施對(duì)白菜根際土壤速效養(yǎng)分含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表6）表明，單獨(dú)施用生物炭、生物炭與復(fù)合肥和有機(jī)肥配施均能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，其中以生物炭配施5.0%有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的提升最為顯著，提升達(dá)到43.31%。施用有機(jī)肥和復(fù)合肥均能顯著增加土壤堿解氮含量，5.0%有機(jī)肥增加效果較為顯著。施加復(fù)合肥和有機(jī)肥均能顯著提高土壤速效磷和速效鉀的含量，復(fù)合肥和5.0%有機(jī)肥對(duì)土壤速效磷的促進(jìn)效果最為明顯，其中施加5.0%有機(jī)肥的施加效果較為顯著。施用生物炭能夠顯著升高土壤的pH值。生物炭和復(fù)合肥及有機(jī)肥配施后能顯著增加土壤EC值，土壤中養(yǎng)分含量顯著增加，滿足白菜生長(zhǎng)的需要。

2.6 白菜生長(zhǎng)指標(biāo)與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果（表7）顯示，白菜葉片的重金屬Cd含量與白菜可溶性蛋白含量呈極顯著的正相關(guān)，與纖維素含量呈顯著負(fù)相關(guān)；白菜的株高與鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及硝酸鹽含量呈極顯著的正相關(guān)；白菜的根長(zhǎng)與可溶性糖含量呈顯著的負(fù)相關(guān)；鮮質(zhì)量與干質(zhì)量、葉綠素含量、可溶性糖含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；干質(zhì)量與維生素C含量、可溶性糖含量和硝酸鹽含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；葉綠素含量與可溶性糖和硝酸鹽含量呈顯著正相關(guān)，與和纖維素含量呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性糖含量與硝酸鹽含量呈極顯著正相關(guān)；可溶性蛋白含量與纖維素含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)（表7）。

3 討論與結(jié)論

生物炭配合減氮措施能夠促進(jìn)作物根際區(qū)域土壤碳氮平衡，改善植煙土壤根際微生態(tài)環(huán)境并提高土壤功能微生物相對(duì)豐度，提高養(yǎng)分利用效率［19］。本研究結(jié)果顯示，生物炭配施有機(jī)肥能夠顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀和土壤pH值，同時(shí)促進(jìn)白菜地上干物質(zhì)積累，這說(shuō)明生物炭增加土壤速效養(yǎng)分含量［20］，減少了土壤酸化［21］，為白菜生長(zhǎng)奠定了養(yǎng)分基礎(chǔ)。生物炭配施用復(fù)合肥顯著促進(jìn)白菜地上和地下生物量積累，顯著提高土壤堿解氮、速效磷含量和EC值，土壤中可利用速效氮磷養(yǎng)分顯著增加，不但促進(jìn)地上植株的生長(zhǎng)，也促進(jìn)根的顯著伸長(zhǎng)，這說(shuō)明適宜復(fù)合肥施入能夠促進(jìn)根趨向生長(zhǎng)。生物炭配施有機(jī)肥促進(jìn)地上生物量的積累，卻抑制了根的生長(zhǎng)，有機(jī)肥施入達(dá)到5.0%時(shí)抑制顯著，有機(jī)肥的加入提高土壤堿解氮、速效磷含量和EC值，土壤中有效養(yǎng)分含量顯著增加，但土壤脲酶活性下降，這與楊德廉等的研究結(jié)果［22］相近，施用有機(jī)肥改變了土壤酶活性，對(duì)土壤保育有良好意義。

植株的硝酸鹽成分是威脅人體健康的成分，過(guò)多的含量增加導(dǎo)致消化系統(tǒng)癌變的風(fēng)險(xiǎn)［23］。研究表明，植株的硝酸鹽含量與施氮量呈顯著的正相關(guān)［24］。本研究表明，生物炭顯著降低了白菜葉片中硝酸鹽的含量，說(shuō)明了生物炭對(duì)于硝酸鹽的積累有一定的抑制作用，生物炭可以有效提高土壤養(yǎng)分含量，有利于土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的固持，降低植株氮的吸收量從而減少了硝酸鹽的積累［25］。本試驗(yàn)中生物炭配施有機(jī)肥白菜的維生素C和可溶性蛋白含量均高于不施用有機(jī)肥對(duì)照，與復(fù)合肥比較施用有機(jī)肥能夠顯著減低白菜中可溶性糖、硝酸鹽和纖維素含量?？梢?jiàn)，施用有機(jī)肥減緩白菜碳氮代謝，減緩了白菜的生長(zhǎng)，但提高了白菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。生產(chǎn)中施用有機(jī)肥可減控土壤部分硝態(tài)氮，減少蔬菜對(duì)土壤硝酸鹽的吸收，進(jìn)而降低蔬菜硝酸鹽積累［26］。本研究中3%生物炭與2.5%有機(jī)肥配施能夠提高白菜葉片中可溶性糖、維生素C和可溶性蛋白含量，相比5.0%有機(jī)肥處理降低硝酸鹽和重金屬鎘積累，說(shuō)明這一施肥方式在改善白菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面具有優(yōu)勢(shì)。

在歐盟委員會(huì)法規(guī)的Cd含量限定中規(guī)定蔬菜的Cd限量是0.05～0.20 mg/kg（鮮質(zhì)量），澳大利亞規(guī)定的葉菜類和塊根類蔬菜Cd限量是 0.1 mg/kg，而中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的蔬菜中Cd含量的最高允許限量標(biāo)準(zhǔn)為0.05 mg/kg。從以上的規(guī)定可以看出各國(guó)對(duì)重金屬Cd在蔬菜中含量限制非常嚴(yán)格［27］。Cd是人體和植物的非必需元素，是對(duì)人體和植物均有毒害作用的重金屬元素，嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等［28］。研究表明，Cd2+會(huì)導(dǎo)致植株的矮化、根系縮短、生長(zhǎng)發(fā)育受阻等現(xiàn)象［29］。研究證實(shí)，將有機(jī)肥和復(fù)合肥肥施入土壤后會(huì)發(fā)生一定程度的重金屬元素的積累，造成土壤的潛在污染，而且這種污染隨著種植年限增加而增加［30-31］。本研究表明，施入有機(jī)肥增加了重金屬在土壤中富集，隨著有機(jī)肥施入量的增加，富集量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。施入有機(jī)肥達(dá)到5.0%時(shí)，白菜葉片和根系中Cd含量超過(guò)國(guó)內(nèi)外規(guī)定蔬菜Cd限量，因此，白菜生產(chǎn)過(guò)程中施入適量的有機(jī)肥是保證白菜品質(zhì)技術(shù)環(huán)節(jié)。生物炭表面附著的有機(jī)官能團(tuán)可能吸附土壤中的重金屬離子，降低重金屬的活性，從而減少植物體內(nèi)重金屬含量，同時(shí)還能固定土壤中的Cd，通過(guò)改良土壤質(zhì)地來(lái)提高作物的產(chǎn)量［32］。過(guò)量Cd（Cd）可能引發(fā)植株嚴(yán)重的形態(tài)改變及生理和代謝中斷，如抑制光合作用和蒸騰作用，碳水化合物代謝紊亂，蛋白質(zhì)降解和脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)［33-34］。相關(guān)性分析顯示，白菜重金屬的積累與可溶性蛋白含量極顯著正相關(guān)，說(shuō)明在白菜體內(nèi)可溶性蛋白合成影響著重金屬Cd的積累，對(duì)于內(nèi)在調(diào)控機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)施用生物炭增加了白菜中纖維素含量，顯著降低了白菜硝酸鹽的積累。生物炭與復(fù)合肥配施顯著促進(jìn)白菜生物量積累顯著，同時(shí)顯著提高了白菜的可溶性糖、葉綠素、硝酸鹽、纖維素含量。生物炭與有機(jī)肥配施能夠降低土壤脲酶和脫氫酶活性，升高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量，同時(shí)土壤EC值和pH值顯著升高。生物炭與5%有機(jī)肥配施處理提高白菜可溶性蛋白含量和葉綠素含量，顯著降低根的生長(zhǎng)和白菜纖維素含量，但增加了白菜中硝酸鹽和重金屬的積累的風(fēng)險(xiǎn)。生物炭與2.5%有機(jī)肥配施處理增加白菜的株高、地上干質(zhì)量及維生素C、可溶性蛋白含量，同時(shí)相比5.0%有機(jī)肥處理顯著降低硝酸鹽含量，有效降低白菜葉片和根系中Cd含量。綜上，生物炭與有機(jī)肥配施能提高土壤養(yǎng)分有效性，促進(jìn)白菜生長(zhǎng)，顯著抑制白菜中硝酸鹽和重金屬Cd的積累，改善白菜品質(zhì)，以3%生物炭與2.5%有機(jī)肥配施改善品質(zhì)較為顯著，可在生產(chǎn)上試用推廣。

參考文獻(xiàn)：

［1］孫 婉，劉素君，馮健超，等. 水分和氮源類型對(duì)小麥根際土壤酶活性和氮素利用效率的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，31（8）：2583-2592.

［2］都江雪，柳開(kāi)樓，黃 晶，等. 中國(guó)稻田土壤有效磷時(shí)空演變特征及其對(duì)磷平衡的響應(yīng)［J］. 土壤學(xué)報(bào)，2021，58（2）：476-486.

［3］Zhang J X，Zhang Z F，Shen G M，et al. Growth performance，nutrient absorption of tobacco and soil fertility after straw biochar application［J］. International Journal of Agriculture and Biology，2016，18：983-989.

［4］李 亮，張佩佳，張 翔，等. 不同餅肥配比對(duì)煙田土壤生物學(xué)特性及氮素轉(zhuǎn)化的影響［J］. 土壤，2019，51（4）：648-657.

［5］季 璇，馮長(zhǎng)春，鄭學(xué)博，等. 餅肥等氮替代化肥對(duì)植煙土壤養(yǎng)分、酶活性和氮素利用的影響［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2019，40（5）：23-29.

［6］錢燕婷，張昌偉，沈生元，等. 有機(jī)肥和復(fù)合肥配比施用對(duì)香青菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］. 長(zhǎng)江蔬菜，2021（2）：25-27.

［7］李 可，謝 廈，孫 彤，等. 雞糞有機(jī)肥對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2021，41（12）：4827-4839.

［8］廖依丹，賀秋華. 生物炭在農(nóng)業(yè)上的研究進(jìn)展［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（34）：112-113，125.

［9］宋淑艷，拜麗克孜·買提庫(kù)爾班. 重金屬鎘、鉛對(duì)小麥的影響及改良劑緩解效果研究進(jìn)展［J］. 天津農(nóng)林科技，2021（1）：41-43.

［10］趙 宣，孫嬰嬰. 材料在土地整治工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展［J］. 農(nóng)業(yè)工程，2017，7（6）：124-131.

［11］周桂玉，竇 森，劉世杰. 生物質(zhì)炭結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其對(duì)土壤有效養(yǎng)分和腐殖質(zhì)組成的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，30（10）：2075-2080.

［12］李 松，孫向陽(yáng)，李素艷，等. 改良劑對(duì)鎘污染土壤上小白菜鎘積累轉(zhuǎn)運(yùn)及生理特性的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，40（6）：1229-1235.

［13］劉 蕾，王淑晴，黃子玲，等. 生物炭聯(lián)合黑麥草修復(fù)鎘污染土壤研究［J］. 河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，33（1）：43-47，53.

［14］徐鳳丹，李 亮，張 翔，等. 生物炭與不同生物型肥料配施對(duì)煙田土壤特性和煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響［J］. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（10）：34-41.

［15］Figueroa R，Caicedo D，Echeverry G，et al. Socioeconomic status，eating patterns，and heavy metals exposure in women of childbearing age in Cali，Colombia［J］. Biomédica，2017，37（3）：341.

［16］田小明，李俊華，危常州，等. 連續(xù)3年施用生物有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)組分、棉花養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響［J］. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（5）：1111-1118.

［17］Lin Y C，Lian I B，Kor C T，et al. Association between soil heavy metals and fatty liver disease in men in Taiwan：a cross sectional study［J］. BMJ Open，2017，7（1）：e014215.

［18］夏紅霞，朱啟紅，劉希東，等. 生物炭對(duì)小白菜幼苗生長(zhǎng)及其生理生化特征的影響［J］. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（2）：102-106.

［19］劉志華，叢 聰，智嘉禾，等. 干旱條件下生物炭施用量對(duì)馬鈴薯塊莖形成期土壤速效養(yǎng)分含量的影響［J］. 中國(guó)馬鈴薯，2015，29（3）：153-157.

［20］錢蓮文，余甜甜，梁旭軍，等. 茶園土壤酸化改良中生物炭應(yīng)用5a后的穩(wěn)定性研究［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2022，31（7）：1442-1447.

［21］馮慧琳，何歡輝，徐 茜，等. 生物炭與氮肥配施對(duì)植煙土壤微生物及碳氮含量特征的影響［J］. 中國(guó)土壤與肥料，2021（6）：48-56.

［22］楊德廉，周 昕，李更新，等. 有機(jī)肥施用對(duì)煙田土壤酶活性的影響［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2020，36（15）：60-67.

［23］Kotopoulou S，Zampelas A，Magriplis E.Dietary nitrate and nitrite and human health：a narrative review by intake source［J］. Nutrition Reviews，2022，80（4）：762-773.

［24］Jia W L，Wang C P，Ma C X，et al. Mineral elements uptake and physiological response of Amaranthus mangostanus （L.） as affected by biochar［J］. Ecotoxicology and Environmental Safety，2019，175：58-65.

［25］陳云梅. 生物炭與菜籽餅配施對(duì)玉米-白菜生物效應(yīng)及黃壤無(wú)機(jī)氮變化的影響［D］. 貴陽(yáng)：貴州大學(xué)，2021.

［26］廖鴻昕. 設(shè)施菜地蔬菜硝酸鹽的積累與減控農(nóng)藝措施研究［D］. 長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

［27］王 博，張世浩，李俊華. 不同有機(jī)酸對(duì)石灰性土壤鎘污染修復(fù)效應(yīng)研究［J］. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，55（6）：1065-1073.

［28］李杉杉. 鎘污染土壤高效鈍化-植物阻控效果與機(jī)理研究［D］. 北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2019.

［29］閆瑞瑞，衛(wèi)智軍，烏仁其其格，等. 微生物肥料對(duì)呼倫貝爾打孔羊草草甸草原土壤微生物及酶活性的影響研究［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2017，26（4）：597-604.

［30］安雨麗，李順晉，張育文，等. 有機(jī)肥施用年限對(duì)菜地重金屬累積遷移的影響［J］. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，44（9）：41-51.

［31］Turull M，F(xiàn)ontàs C，Díez S.Conventional and novel techniques for the determination of Hg uptake by lettuce in amended agricultural peri-urban soils［J］. Science of the Total Environment，2019，668：40-46.

［32］Regkouzas P，Diamadopoulos E.Adsorption of selected organic micro-pollutants on sewage sludge biochar［J］. Chemosphere，2019，224：840-851.

［33］DalCorso G，Manara A，F(xiàn)urini A.An overview of heavy metal challenge in plants：from roots to shoots［J］. Metallomics，2013，5（9）：1117-1132.

［34］Ismael M A，Elyamine A M，Moussa M G，et al. Cadmium in plants：uptake，toxicity，and its interactions with selenium fertilizers［J］. Metallomics，2019，11（2）：255-277.

收稿日期：2023-01-03

基金項(xiàng)目：黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（編號(hào)：202110223016）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)校內(nèi)博士科研啟動(dòng)資助計(jì)劃（編號(hào)：XDB201819） 。

作者簡(jiǎn)介： 文慧寶 （ 2001—） ，男，山西省澤州人，研究方向?yàn)樵O(shè)施園藝生理生態(tài)。E-mail：wh1835524651@163.com。

通信作者： 吳 瑕，博士后，副教授，研究方向?yàn)樵O(shè)施園藝生理生態(tài)與蔬菜安全生產(chǎn)。E-mail：wuxiaxia_2005@ 163. com。