陳可欣，張文哲，李林艷，蘇意翔，歐琦駿

（河海大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211100）

0 引言

生物炭是指由農(nóng)業(yè)廢棄物、垃圾及其他廢棄物等生物質(zhì)在無氧或限氧條件下經(jīng)過350℃~450℃熱解而炭化產(chǎn)生的高度芳香化的一類難溶性固態(tài)物質(zhì)[1]，為疏松多孔的結(jié)構(gòu)，比表面積較大，吸水、氣能力強(qiáng)[2]。絕大多數(shù)生物質(zhì)炭為堿性，pH值為7~10，因此，利用生物質(zhì)炭可以進(jìn)行酸性土壤的改良、保水保肥能力的改善以及有機(jī)污染物的吸附等方面的研究[3]。目前已有研究表明，生物炭能夠提高一些蔬菜品種的產(chǎn)量[4-5]和肥料利用率，并且具有土壤保肥能力[6-7]。

番茄是我國栽培面積最大的蔬菜之一，也是最主要的果菜類蔬菜之一。隨著園藝設(shè)施的發(fā)展，番茄生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了周年生產(chǎn)和均衡供應(yīng)的目標(biāo)。但由于集約化程度高、復(fù)種指數(shù)高等特點(diǎn)，番茄連作障礙問題日益突出，棚室土壤理化性狀逐步惡化，嚴(yán)重制約設(shè)施番茄生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[8]。生物炭對(duì)土壤物理和化學(xué)性質(zhì)具有明顯的改良作用。生物炭的多孔結(jié)構(gòu)可以使土壤表層的孔隙度增大、容重降低，有助于解決因長(zhǎng)期過量施用化肥而引起的土壤板結(jié)問題。生物炭可以吸附和保持水分，且能夠增強(qiáng)土壤水分的滲透性[9-10]。在蔬菜育苗基質(zhì)中添加生物炭，不僅可以提高基質(zhì)吸附和保持水分的能力，降低養(yǎng)分淋溶，還可以解決育苗基質(zhì)資源不足的難題，廢物利用、變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的再利用[11]。施用生物炭還能有效促進(jìn)園藝作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)。生物炭處理顯著增加了南豐蜜橘春梢的長(zhǎng)度和粗度，增加葉片營養(yǎng)成分，提高南豐蜜橘的產(chǎn)量，改良果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)和化渣性品質(zhì)[12]。本試驗(yàn)以番茄為試驗(yàn)材料，通過大棚盆栽對(duì)比試驗(yàn)，研究不同灌水量和不同生物炭施用量對(duì)溫室番茄葉綠素含量的影響，為其在蔬菜育苗中的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1）試驗(yàn)田：本試驗(yàn)在河海大學(xué)江寧校區(qū)節(jié)水園區(qū)大棚內(nèi)進(jìn)行，南北走向，盆栽為圓柱形塑料桶，試驗(yàn)土質(zhì)為黏性土。

2）試驗(yàn)作物：供試作物為番茄。

3）施用肥料：移栽前施復(fù)合肥料作為底肥。

1.2 試驗(yàn)方法

1）采用大棚盆栽對(duì)比試驗(yàn)研究方法，每個(gè)盆栽種植1株，盆栽株距50 cm（加寬株距，方便管理）。采用地表定量澆灌方式。

2）番茄生育期：苗期、開花期、坐果期、快速成長(zhǎng)期、成熟期。依據(jù)大棚番茄栽培手冊(cè)及田間管理方式，進(jìn)行除草、落蔓、施肥、防止病蟲害等田間工作。

3）環(huán)境因子：記錄大棚內(nèi)溫度、濕度、葉片溫度、土壤溫度（測(cè)含水量時(shí)可測(cè)得）。

4）蒸發(fā)蒸騰量：采用稱重法實(shí)測(cè)大棚番茄日蒸發(fā)蒸騰量，用1臺(tái)稱重電子天平對(duì)桶栽番茄日蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行觀測(cè)，計(jì)算需水量（記錄灌溉定額與灌水定額）。

5）設(shè)計(jì)方案：共設(shè)計(jì)12組處理，每組6株。

處理1（T1）：添加1%生物炭、灌水量0.8ET；

處理2（T2）：添加1%生物炭、灌水量1.0ET；

處理3（T3）：添加1%生物炭、灌水量1.2ET；

處理4（T4）：添加3%生物炭、灌水量0.8ET；

處理5（T5）：添加3%生物炭、灌水量1.0ET；

處理6（T6）：添加3%生物炭、灌水量1.2ET；

處理7（T7）：添加5%生物炭、灌水量0.8ET；

處理8（T8）：添加5%生物炭、灌水量1.0ET；

處理9（T9）：添加5%生物炭、灌水量1.2ET；

處理10（CK-W0.8）：添加0%生物炭、灌水量0.8ET；

處理11（CK-W1.0）：添加0%生物炭、灌水量1.0ET；

處理12（CK-W1.2）：添加0%生物炭、灌水量1.2ET。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定及方法

葉綠素含量的測(cè)定方法：葉綠素儀，實(shí)驗(yàn)日期分別為5月2日、5月9日、5月16日、5月24日、5月30日。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用軟件Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

灌水量和生物炭施用量對(duì)溫室番茄葉綠素含量的影響。

番茄葉片的葉綠素含量可反映出番茄植株的生理機(jī)能情況及生長(zhǎng)狀況。本實(shí)驗(yàn)中的葉綠素含量是指每組植株指定葉片在不同實(shí)驗(yàn)時(shí)間測(cè)得的葉綠素含量去除偶然性數(shù)值之后的均值。

相同灌水量條件下生物炭施用量對(duì)葉綠素含量隨試驗(yàn)次數(shù)變化的影響，如圖1所示。由圖1可知，在生物炭施用量方面分析，在相同的灌水量條件下，葉綠素隨生物炭施用量的增加而衰減。生物炭施用量為1%的實(shí)驗(yàn)組葉綠素含量在前期實(shí)驗(yàn)中大致等于且略高于對(duì)照組，在后期實(shí)驗(yàn)中遠(yuǎn)高于對(duì)照組。

相同生物炭施用量條件下灌水量對(duì)葉綠素含量隨試驗(yàn)次數(shù)變化的影響，如圖2所示。由圖2可知，在灌水量方面分析，在相同的生物炭施用量條件下，葉綠素含量隨灌水量的增加而增大。

由圖1、圖2可知，在相同的灌水量條件和相同的生物炭施用量條件下，第1到第3次實(shí)驗(yàn)中，葉綠素積累，對(duì)應(yīng)的是葉片的成長(zhǎng)期，在第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)間前后葉綠素含量達(dá)到最大值。第3到第5次實(shí)驗(yàn)中，葉綠素衰退，含量變少，對(duì)應(yīng)葉片的衰老過程。且對(duì)照組在第3到第5次實(shí)驗(yàn)中葉綠素衰退的速度最快，其次為1%生物炭施用量組、3%生物炭施用量組和5%生物炭施用量組。

圖1 相同灌水量條件下生物炭施用量對(duì)葉綠素含量隨試驗(yàn)次數(shù)變化的影響

圖2 相同生物炭施用量條件下灌水量對(duì)葉綠素含量隨試驗(yàn)次數(shù)變化的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

由圖1可知，在灌水量相同的條件下，每次實(shí)驗(yàn)中，葉綠素含量大致符合1%生物炭施用量組大于3%生物炭施用量組，大于5%生物炭施用量組。但后兩次實(shí)驗(yàn)中，有些組別不符合此規(guī)律，原因在于：生物炭的施加有利于減緩葉片的衰老，后兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)，生物炭施用量為1%的實(shí)驗(yàn)組衰老較快，導(dǎo)致其葉綠素含量低于生物炭施用量更高的實(shí)驗(yàn)組。其他類似與得出規(guī)律不符的組別也可用葉片衰老速度不同來解釋。

由圖1可知，生物炭施用量為1%時(shí)可促進(jìn)植株葉片的葉綠素積累，但存在一些組別中對(duì)照組葉綠素含量高于生物炭施用量為1%的實(shí)驗(yàn)組，原因在于：由于對(duì)照組耗水較快，實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)照組的灌水頻率較大，從而導(dǎo)致葉綠素積累加快。其他類似與得出規(guī)律不符的現(xiàn)象也可由灌溉方案不同造成。

3.2 結(jié)論

本研究通過對(duì)比不同生物炭施用量和不同灌水量對(duì)番茄植株葉片葉綠素含量的影響，得到以下結(jié)論：

1）在相同的灌水量條件下，生物炭的施加可促進(jìn)番茄植株葉片葉綠素積累，且1%生物炭施用量條件下對(duì)葉綠素積累的促進(jìn)效果最佳，其次為3%和5%。

2）在相同的灌水量條件下，生物炭的施加可減緩葉綠素的衰退，減緩植株葉片的衰老，即葉片衰老速度為對(duì)照組最快，生物炭施用量為5%的實(shí)驗(yàn)組最慢，衰老速度隨生物炭施用量的增加而減緩。

3）在相同的生物炭施用量條件下，灌水量對(duì)植株葉片葉綠素積累起促進(jìn)作用，葉綠素的積累隨灌水量的增大而增大。

本研究表明，適量生物炭作為添加劑可以提高植株葉片葉綠素含量，提高番茄植株的質(zhì)量，具有生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的潛力。