Page 86 - 《广西植物》2025年第6期

１ ０ ７ ２ 广 西 植 物 ４５ 卷
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍꎬ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｂａｇａｓｓｅ
ｂｉｏｃｈａｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｂａｇａｓｓｅ ｂｉｏｃｈａｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ (０ꎬ ５ꎬ １０ ａｎｄ １５ ｔ
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ｈｍ ) ｏｎ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｃｕｌｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｎ
ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ (Ｏｌｓｅｎ￣Ｐ)ꎬ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ ａｃｉｄ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ( ＨＣｌ￣Ｐ ) ａｎｄ ｃｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ( Ｃｉｔｒａｔｅ￣Ｐ ) ｉｎ ｓｏｉｌ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｇａｓｓｅ ｂｉｏｃｈａｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｉｍｅ. (２) Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓ
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ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ (ＭＢＰ) ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ａｌｋａｌｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ( ＡＬＰ) ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ５ ｔｈｍ ｂｉｏｃｈａｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ. (３) Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｏｌｓｅｎ￣Ｐ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ＨＣｌ￣Ｐ ａｎｄ Ｃｉｔｒａｔｅ￣
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Ｐ (Ｒ ＝ ０.６８ꎻ Ｒ ＝ ０.７７)ꎬ ｗｈｉｌｅ Ｏｌｓｅｎ￣Ｐ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｅｎｚｙｍｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
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(Ｅｎｚｙｍｅ￣Ｐ) (Ｒ ＝ ０.１４). Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｉｎ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｆｒｏｍ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｂｙ ｗｅａｋ ａｃｉｄ ｗｈｅｎ ｂａｇａｓｓｅ ｂｉｏｃｈａｒ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎｔｏ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌｓ. (４) Ｒａｎｄｏｍ ｆｏｒｅｓｔ ｍｏｄｅｌ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ＨＣｌ￣Ｐꎬ Ｃｉｔｒａｔｅ￣Ｐꎬ ＭＢＰꎬ Ｅｎｚｙｍｅ￣Ｐ ａｎｄ
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ｓｏｉｌ ｐＨ. Ｔｏ ｓｕｍ ｕｐꎬ ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ５ ｔｈｍ ｂａｇａｓｓｅ ｂｉｏｃｈａｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙꎬ Ｐ ｆｒａｃｔｉｏｎｓꎬ ｂａｇａｓｓｅ ｂｉｏｃｈａｒꎬ ｋａｒｓｔꎬ ｆｏｒｅｓｔ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓｏｉｌ

磷是植物生长所需的大量养分元素之一ꎬ主 炭自身特性、添加量及土壤基本性质密切相关( Ｇｅ
要来源于基岩风化ꎬ其在土壤中的含量主要由母 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻＺｈｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 研究表明ꎬ土壤
岩性质决定ꎮ 碳酸盐岩广泛分布在中国西南岩溶 有效 磷 含 量 随 着 生 物 质 炭 添 加 量 增 加 而 增 加
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区ꎬ大约占国土面积的 ５４０ ０００ ｋｍ ( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ (Ｈｏｎｇ ＆ Ｌｕꎬ ２０１８ꎻＺｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻＺｈｏｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
２００４ꎻ Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 碳酸盐岩钙镁含量高ꎬ ２０２０)ꎮ 蔗渣炭全磷含量显著高于竹炭ꎬ其对棕色
分别是碎屑岩的 ４３８ 倍和 １８０ 倍ꎬ但碎屑岩磷含 石灰土有效磷含量的增加作用也显著高于竹炭
量却是碳酸盐岩的 ２.７ 倍( Ｃａｓｔｌｅ ＆ Ｎｅｆｆꎬ ２００９)ꎮ (卜巧珍ꎬ２０１４)ꎮ 同一类型生物质炭添加ꎬ红色石
此外ꎬ碳酸盐形成的石灰性土壤ꎬｐＨ 与钙含量高ꎬ 灰土有效磷含量增加的幅度低于棕色石灰土ꎬ表
导 致 土 壤 无 机 磷 大 量 以 Ｃａ￣Ｐ 结 合 态 存 在 明生物质炭对土壤磷素的活化受土壤特性( 如 ｐＨ
(Ｖｉｔｏｕｓｅｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０)ꎬ不利于植物的吸收利用ꎮ 与全磷含量)的影响(卜巧珍ꎬ２０１４)ꎮ 生物质炭对
研究表明ꎬ岩溶区植物生长普遍受低磷养分胁迫ꎬ 土壤磷素活化转化的影响是物理化学和生物的综
尤其是森林植物( Ｐａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ 合过程ꎬ其对土壤磷酸酶活性的影响因土壤类型
２０１５)ꎬ进而影响植被恢复的可持续性ꎮ 和施 用 量 而 异ꎬ 表 现 为 促 进 ( Ｃｕｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３ꎻ
生物质炭施加可以通过物理化学过程的直接 Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)、抑制( 邹春娇等ꎬ２０１５) 或者无
作用或生物过程的间接作用影响土壤磷素活化与 影 响 ( Ｐａｚ￣Ｆｅｒｒｅｉｒｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻ Ｍａｃｋｉｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ
转化ꎮ 物理化学过程主要表现为生物质炭富含碱 ２０１５)ꎮ 目前ꎬ蔗渣生物质炭施用如何活化转化岩
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金属(Ｃａ 、Ｍｇ )离子容易提高土壤 ｐＨꎬ促使溶解 溶区土壤磷素的报道较为鲜见ꎮ
度低 的 Ａｌ￣Ｐ 和 Ｆｅ￣Ｐ 向 溶 解 度 高 的 Ｃａ￣Ｐ 转 化 本研究拟解决的科学问题为蔗渣生物质炭添
(ＤｅＬｕｃａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎮ 同时ꎬ生物质炭优良的表 加如何提高低磷石灰土中有效性磷的含量ꎮ 因
面特性和疏水性能够吸附大量极性或非极性有机 此ꎬ本项目以受磷素限制最为严重的岩溶森林土
分子ꎬ这些有机分子通常与 Ａｌ 、Ｆｅ 和 Ｃａ 离子 壤为 研 究 对 象 ( Ｐａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ
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螯合 促 进 磷 酸 根 离 子 释 放 ( Ｂｏｒｎｅｍａｎｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎬ基于室内培养试验ꎬ通过布设一系列浓度
２００７)ꎮ 间接作用主要是影响微生物分泌磷酸酶 梯度的蔗渣生物质炭施加试验ꎬ探讨蔗渣生物质
的生物过程ꎬ磷酸酶能够将土壤有机磷矿化为无 炭施加对岩溶森林土壤磷素有效性的影响ꎬ以期
机磷ꎬ提高磷素有效性ꎮ 为岩溶区土壤提质增效及石漠化可持续治理提供
生物质炭施加提高土壤磷素有效性与生物质 科学依据ꎮ