生物质炭施用量对大豆生长及产量的影响_邓杰.pdf

大 豆 科 学 Soybean Sciencehttp:/ddkx haasep cn2023，42(2):228-234DOI:10 11861/j issn 1000-9841 2023 02 0228生物质炭施用量对大豆生长及产量的影响邓杰1，2，王文慧1，赵启慧3，蒋志慧1，张纪1，张凯迪1，张有利1，4(1 黑龙江八一农垦大学 农学院，黑龙江 大庆 163319;2 黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室，黑龙江 大庆 163319;3 北大荒集团黑龙江二龙山农场有限公司，黑龙江 黑河 156433;4 农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室，黑龙江 大庆 163319)摘要:为明确生物炭施用量对大豆生长发育及产量的影响，以大豆黑河 43 为材料，采用田间小区试验，在常规施肥中混施生物质炭 27 kg hm2(B1)、54 kg hm2(B2)、81 kg hm2(B3)及 108 kg hm2(B4)4 个水平，对大豆地上、地下部生长量、干物质积累量及产量指标进行测定。结果表明:施入生物质炭对大豆各生育时期株高、茎粗、根长、根系体积、鲜重及干物质积累量均有一定的影响作用，于对照相比增幅分别为 2758%1313%、652%29 62%、9 65%0 78%、17 78%68 41%、26 84%59 79%(地上鲜重)、1 43%62 88%(地下鲜重)、9 09%51 49%(地上干重)、14 07%62 26%(地下干重)。鼓粒期和成熟期各生物炭处理大豆株高显著提高。各生物质炭处理大豆茎粗均增加。B3 处理大豆地上鲜重、干重、地下鲜重、干重以及根长增幅最大。生物质炭通过使大豆单株荚数、单株有效荚数、单株粒重及百粒重提高来使单株产量提高，继而使总产量提高，产量增幅为 1 57%7 74%。总体来看常规施肥混施生物质炭 81 kg hm2(B3 处理)对大豆生长及产量促进效果最佳。关键词:生物炭;大豆;生长;生育时期;增产收稿日期:2022-09-26基金项目:黑龙江省应用技术研究与开发计划专项(GA19B104);黑龙江八一农垦大学大学生创新创业项目(20210223110)。第一作者:邓杰(1990)，女，实验师，博士研究生，主要从事作物高产理论与栽培生理研究。E-mail:dengjiehlau126 com。通讯作者:张有利(1990)，男，硕士，副教授，主要从事测土配方与绿色防控研究。E-mail:441722471 qq com。Effects of Biochar Application Amount on Soybean Growth and YieldDENGJie1，2，WANGWen-hui1，ZHAOQi-hui3，JIANGZhi-hui1，ZHANGJi1，ZHANGKai-di1，ZHANG You-li1，4(1 College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China;2 Key Laboratory of Modern Agricultural Cultivation andCrop Germplasm Improvement of Heilongjiang Province，Daqing 163319，China;3 Beidahuang Group Heilongjiang Erlongshan Farm Co，Ltd，Heihe156433，China;4 Key Laboratory of Low-carbon Green Agriculture in Northeastern China，Ministry of Agriculture and ural Affairs of the Peoplesepublic of China，Daqing 163319，China)Abstract:In order to determine the effects of biochar application amount on the growth and yield of soybean，a field plotexperiment was conducted with soybean Heihe 43 as the material，and four levels of biochar 27 kgha1(B1)，54 kgha1(B2)，81 kgha1(B3)and 108 kgha1(B4)mixed with conventional fertilization were set up and the ground andunderground growth，dry matter accumulation and yield indicators of soybean were analyzed The results showed that theapplication of biochar could affect the plant height，stem diameter，root length，root volume，fresh weight and dry matteraccumulation of soybean in each growth period，and the increase rates were respectively 27 58%-13 13%，6 52%-29 62%，9.65%-0 78%，17 78%-68 41%，26 84%-59 79%(fresh weight above ground)，1 43%-62 88%(fresh weight below ground)，9 09%-51 49%(dry weight above ground)，and 14 07%-62 26%(dry weight belowground)The plant height of biocher treatrments increased significantly at the seed filling stage and mature stage，stemdiameter of all biochar treatments increased，aboveground fresh weight，dry weight，underground fresh weight，dry weight androot length of B3 treatment had the largest increment Biochar can increased the yield per plant by increasing pods number perplant，effective pods number per plant，seeds weight per plant and 100-seed weight，and then increased the total yield by1.57%-7 74%In general，the promotion effect of conventional fertilization combined with 81 kgha1biochar(B3treatment)on soybean growth and yield was the bestKeywords:biochar;soybean;growth;grawth period;yield生物质炭(biochar)是农作物秸秆和林业废料经热裂解形成的难溶性固体物，生物质炭具有吸附性强、比表面积大和多孔等特性，并含有大量碱性基团，施入土壤后可改善土壤阳离子交换量，提高土壤保肥性1-2。由于生物质炭具有缓解环境污染和提高资源利用率等特性，因此近年来成为黑土保护的重要措施之一3。目前普遍认为，生物质炭的施入能够增加作物产量，增产效果随作物种类、土壤类型、气候条件等因素的不同而略有差异4-5。生物质炭含有大量有机碳，其化学成分主要由生物质炭源而决定，含养分极少，在实际应用中需与一定比例的有机/无机肥料配施，进而提高作物产量6。有研究发现，生物质炭与 N、P、K 肥减量配施不同处理均使玉米产量显2 期邓杰等:生物质炭施用量对大豆生长及产量的影响229著提高 7。将生物质炭应用到花生种植中发现，生物质炭可使花生产量提高 50 63%8。袁晶晶等 9 发现10 t hm2生物质炭和 300 kg hm2氮肥配合施用对大枣产量促进效果最显著。另有研究表明生物质炭对作物生长发育有负作用，如对大豆的研究发现适量施用生物炭对大豆生长发育及产量有促进作用，过量则起到抑制效果10。生物质炭处理对玉米苗期的生长有显著抑制作用，随着玉米生育进程推进，抑制作用逐渐消失11。在小麦和糜子中研究发现生物质炭的增产效果并不稳定，塿土小麦的产量显著增长，但在新积土上用量为20 t hm2时有轻微的抑制作用12。总之，施用生物质炭在一定程度上可以改善土壤化学性质，提高土壤有效养分含量，但生物炭对作物的影响与土壤、作物类型及土壤肥力密切相关。黑龙江省是中国大豆的主产区13，2022 年黑龙江省大豆种植面积达到 4 57 106hm2 14。面积虽然占全国总面积的 50%左右，但单产却不高，其主要原因之一是生产中存在严重的重迎茬问题，重迎茬打乱正常的轮作体系，破坏土壤养分平衡。为了进一步明确施入生物质炭对大豆生长发育的影响，以及施入不同浓度生物质炭对大豆生长发育的影响效果，本研究在肥料中混入梯度生物质炭，以研究不同生物质炭施入量对大豆全生育期农艺性状及产量的影响，旨在寻找最有利于大豆生长发育的生物质炭施入量，为生物质炭在大豆生产中的应用提供数据参考。1材料与方法1 1材料供试大豆品种为当地主栽品种黑河 43，生育期115 d，株高 75 cm 左右，亚有限结荚习性，无分枝，百粒重 20 g 左右，具有抗性强、产量稳的特点。生物质炭粉由黑龙江地力农业发展有限公司提供，生物炭含氮(N)13 93 g kg1、磷(P2O5)6 04 g kg1、钾(K2O)20 33 gkg1、碳 61.13%，pH516。试验常规肥料为尿素(N46%)、磷酸一铵(11-44-0)、氯化钾(62%)。1 2试验设计大田试验在黑龙江省二龙山农场进行，前茬作物为大豆，土地以酸性黑钙土为主，pH5 82，有机质 63 11 g kg1，碱解氮 385 mgkg1，速效磷48 3 mg kg1，速效钾 249 8 mgkg1。2021 年5 月 3日播种，10 月 2 日收获。试验采用随机区组设计，小区行长 7 m，行距 0 65 m，4 行区，播种密度为36 万株 hm2，共设 5 个处理，3 次重复。各处理如下:当地常规施肥(尿素 60 kghm2、磷酸一铵75 kg hm2、氯化钾 30 kghm2)，记为 CK;在当地常规施肥基础上添加生物质炭 27 kghm2，记为B1;添加生物质炭 54 kghm2，记为 B2;添加生物质炭81 kghm2，记 为 B3;添 加 生 物 质 炭108 kg hm2，记为 B4。生物质炭与肥料充分混匀后以基肥一次性施入土壤，人工精量点播，后期进行正常田间管理。1 3测定项目及方法试验在苗期(6 月 29 日)、花期(7 月 12 日)、结荚期(7 月 28 日)、鼓粒期(8 月 23 日)、成熟期(9 月 25 日)进行。将植株整体挖出，分别选取有代表性的 10 株植株，将地上部分和地下部分分开，将茎、叶、根系表面冲洗干净并用吸水纸擦拭到无水状态。测定地上鲜重、地下鲜重;用米尺测定株高、根长;用游标卡尺测定茎粗;用排水法测定根系体积。其后，将地上部分和地下部分 105 杀青30 min，80 下烘干至恒重，称取地上干重和地下干重。收获期，每个处理测定 10 株大豆的单株荚数、有效荚数、单株粒重和百粒重。实收小区中间 2 行9 m2大豆籽粒，测定产量后按照种植密度折算产量。1 4数据分析运用 SPSS 26 0 软件对数据进行方差分析和多重比较，并用 Excel 2016 绘制图表。2结果与分析2 1生物质炭对大豆地上部性状的影响2 1 1株高由表 1 可知，苗期株高总体表现为:B2 B4 CK B3 B1，B2、B4 及 CK 3 个处理间未达到显著差异，但是显著高于 B1 和 B3 处理。花期株高处理表现为:B2 B3 CK B4 B1，B2、B3 及CK 3 个处理间的株高未达到显著差异，但是显著高于 B1 和 B4 处理;B2 处理的株高最高，B3 和 B4 相对于 B2 均有所减少，B4 比 CK 减少 4 24%。结荚期各处理间株高有差异但不显著。鼓粒期和成熟期生物质炭处理均使大豆株高显著提高，随着生物质炭施用量增加株高表现为先增加后降低的趋势，且均在B3 处理达到最大值，显著高于其他处理。鼓粒期施用生物质炭处理株高相比于 CK 提高 7 05%12.76%。成熟期施用生物质炭处理比 CK 增加8 54%13 13%，差异均达到显著水平。230大 豆 科 学2 期表 1生物质炭对大豆各生育期株高的影响Table 1Effects of biochar on plant height of soybean at different growth stages单位:cm处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK1737 0 33 a4427 1 13 ab6422 2 42 a65 92 082 c6718 044 cB11258 0 26 c3867 0 81 c6315 133 a7122 099 b7292 1 22 bB21777 0 16 a4615 0 62 a6148 203 a7250 089 ab7317 0 62 bB31417 0 42 b4520 0 27 a6557 256 a7433 043 a7600 0 58 aB41770 0 32 a4248 0 27 b6548 171 a7057 031 b7365 0 52 b注:不同小写字母代表差异显著(P 0 05)，下同。Note:Different lowercase indicate significant difference(P 005)，the same below21 2茎粗如表 2 所示，各生物质炭处理大豆茎粗均增加，随着生物质炭施用量增加，所有生育期的大豆茎粗呈现先升高后下降的趋势，B3 处理达到最大值。但是，生物质炭未使大豆苗期茎粗显著增加。花期 B3、B4 的大豆茎粗显著高于 CK;B3 处理的茎粗在结荚期和成熟期显著高于其他处理，较 CK分别增加 15 04%和 21.62%;所有添加生物质碳处理在鼓粒期的大豆茎粗均显著高于 CK。表 2生物质炭对各生育期大豆茎粗的影响Table 2Effects of biochar on stem diameter of soybean at different growth stages单位:mm处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK2 92 011 a395 023 b552 0 21 bc505 004 b5 92 017 cB12 98 007 a425 015 ab532 012 c5 35 005 a6 13 018 cB23 05 009 a452 038 ab563 020 bc5 43 002 a6 27 008 cB33 17 003 a512 042 a635 0 09 a548 006 a7 20 014 aB43 03 008 a495 025 a598 0 14 ab5 38 006 a6 68 009 b21 3地上鲜重由表 3 可知，生物质炭施入对除花期外的其他生育期大豆地上鲜重均有显著影响。苗期，B3、B4 的地上鲜重显著高于 CK，B1、B2 处理高于 CK 但无显著性差异;B3 处理鲜重较 CK 提高4675%。花期，各生物质炭处理地上鲜重高于对照但无显著差异。结荚期，各生物质炭处理鲜重与 CK存在显著性差异，且各生物质炭处理之间差异显著;B1、B2、B3、B4 处理地上鲜重与 CK 相比分别提高 18 51%、30 52%、59 79%、42 81%。鼓粒期，生物质炭处理(除 B1 外)，大豆地上鲜重显著提高，B3 处理的地上鲜重达到最大，添加生物质炭处理较CK 分别提高 5 25%、27 81%、35 45%和 19.31%。成熟期，B2、B3 及 B4 处理的地上鲜重分别比 CK 低12 48%、26 84%和21 37%，但仅 B3 与 CK 差异达到显著水平，B1 的地上鲜重较 CK 有所提高，但无显著差异。表 3生物质炭对各生育期大豆地上鲜重的影响Table 3Effects of biochar on aboveground fresh weight of soybean at different growth stages单位:g处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK3 85 030 c1875 261 a35 39 041 e6799 169 c30 44 292 abB14 24 032 bc1884 241 a41 94 011 d7156 057 c32 46 276 aB24 58 029 bc2338 203 a46 19 015 c8690 190 a26 64 214 abB35 65 035 a2479 276 a56 55 022 a9209 241 a22 27 360 cB45 18 038 ab2116 216 a50 54 012 b8112 192 b25 08 252 ab2 期邓杰等:生物质炭施用量对大豆生长及产量的影响23121 4地上部干重由表 4 可知，生物质炭对各时期大豆地上部干重均有一定促进作用，随着生物质炭施用量增加，所有生育期大豆地上干重呈现先升高后下降趋势，在 B3 处理时达到最大值。苗期，B2和 B3 的 地 上 干 重 较 CK 显 著 增 加，分 别 增 加22.73%和 45 45%。花期，B3 处理与 CK 相比显著增加 43%，B1、B2、B4 与 CK 相比增加但不显著。结荚期，B2、B3、B4 地上干重比 CK、B1 显著增加，B2、B3和 B4 较 CK 分别提高 49 32%、51 49%和 30.49%。鼓粒期，B2、B3、B4 地上干重较 CK 显著增加，分别增加 20 34%、46 04%和 41 43%。成熟期，各生物质炭处理地上干重与 CK 相比均存在显著差异，其中 B3 处理提高达到 20 26%。纵观大豆整个生育期，B3 生物质炭处理使大豆地上部干重增幅最大。表 4生物质炭对各生育期大豆地上干重的影响Table 4Effects of biochar on aboveground dry weight of soybean at different growth stages单位:g处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK0 44 001 c386 035 b738 010 c1844 043 c1772 0 20 dB10 48 002 c414 036 b774 007 c1910 027 c1922 0 47 cB20 54 001 b485 036 ab1102 0 35 a2219 041 b2034 0 12 bB30 64 002 a552 062 a1118 042 a2693 029 a2131 0 35 aB40 48 002 c466 024 ab963 013 b2608 062 a1913 0 12 c2 2生物质炭对大豆地下部性状的影响2 2 1根长由表 5 可知，随生物质炭施用量增加，4 个生育时期的大豆根长呈现先升高后下降的趋势，但苗期各处理之间大豆根长无显著差异。花期，B4 处理较 CK 增加 22 53%，存在显著性差异。结荚期，所有生物质炭处理之间根长均无显著性差异，仅 B2 处理的根长较 CK 显著增加 14 89%。鼓粒期，B3、B4 与 CK 根长相比显著增加，较 CK 分别提高 34 64%和 14 98%。成熟期，各生物质炭处理根长与 CK 相比均达到显著性差异，增幅表现为B3 B2 B1 B4，分别增加 40 78%、37 46%、12 37%和 11 66%。总体而言，生物质炭对大豆整个生育期根长的影响随生育期的变化而变化，在鼓粒期与成熟期 B3 处理根长增长最为显著。表 5生物质炭对各生育期大豆根长的影响Table 5Effects of biochar on root length of soybean at different growth stages单位:cm处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK3155 2 50 a2983 2 36 bc19 00 070 b1942 035 c1415 021 cB12983 2 36 a2695 1 38 c20 15 077 ab19 83 040 bc1590 023 bB23695 3 77 a3155 2 5 abc21 83 053 a2113 168 bc1945 015 aB33655 2 51 a3498 1 42 ab20 90 097 ab2615 017 a1992 0 33 aB43423 2 47 a3655 2 51 a19 58 074 ab2233 061 b1580 017 b22 2根体积由表 6 可知，生物质炭对各个时期大豆根体积均具有一定促进作用，随生物质炭施用量增加，各生育期(除成熟期)大豆的根体积呈现先升高后下降的趋势，B3 处理的根体积最大。苗期，B3 处理的根体积与 CK 相比显著增加 67 49%，后4 个生育时期各生物质炭处理与 CK 相比均存在显著性差异。花期，B1、B2、B3 和 B4 处理的根体积与 CK相比分别提高3238%、5587%、6841%和 44.39%。结荚期，根体积分别较 CK 提高 21 1%、25 87%、52.17%和39.88%。鼓粒期，各处理较 CK 分别显著增加 49 02%、56.1%、77 68%和 49 15%，B3 处理增幅 最 大。成 熟 期，各 处 理 根 体 积 较 CK 增 加13.93%40 45%，B2 处理增幅最大，B3 处理次之，B2 和 B3 处理之间无显著差异。232大 豆 科 学2 期表 6生物质炭对各生育期大豆根体积的影响Table 6Effects of biochar on root volume of soybean at different growth stages单位:mL处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK2 03 024 b383 031 d6 92 022 d820 0 16 c4 45 012 cB12 57 018 ab507 013 c8 38 019 c1222 055 b5 40 018 bB22 63 019 ab597 006 ab8 71 015 c1280 033 b6 25 018 aB33 40 056 a645 020 a10 53 033 a1457 025 a5 90 006 aB42 68 023 ab553 025 bc9 68 020 b1223 027 b5 07 022 b22 3地下鲜重由表 7 可知，随生物质炭施用量增加，所有生育期的大豆地下鲜重呈先升高后下降的趋势，在 B3 处理时达到最大。苗期，B3 处理大豆地下鲜重与其他各处理均存在显著性差异，较 CK提高 57 42%，B1、B2、B4 与 CK 相比略有增加但无显著性差异。花期，各处理间有差异但不显著。结荚期，大豆地下鲜重表现为 B3 B4 B2 B1 CK，且各处理间均存在显著差异，B1、B2、B3、B4 分别较CK 提高 27 54%、33 69%、82 75%和 44 39%。鼓粒期，各生物质炭处理与 CK 均存在显著性差异，B3处理比 CK 高 62 88%，增幅最大，B2 处理增幅最小，为 35 67%。成熟期，B2 和 B3 处理与 CK 相比分别显著增加 55 47%和 26.44%，B1、B4 与 CK 相比略提高但无显著差异。纵观整个生育期，生物质炭的添加对大豆地下鲜重影响显著，均表现为 B3处理增幅最大。表 7生物质炭对各生育期大豆地下鲜重的影响Table 7Effects of biochar on underground fresh weight of soybean at different growth stages单位:g处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK2 09 022 b3 96 0 12 a748 006 e757 0 15 c5 03 024 cB12 12 019 b4 10 0 28 a954 013 d1177 037 a5 39 012 cB22 54 018 b4 22 0 40 a1000 004 c1027 020 b6 36 013 bB33 29 009 a4 65 0 30 a1367 010 a1233 037 a7 82 027 aB42 64 019 b4 16 0 21 a1080 019 b1170 045 a5 44 006 c2 2 4地下干重由表 8 可知，苗期和结荚期仅B3 生物质炭处理地下干重与 CK 有显著差异，较CK 分别增加 52 08%和 57 66%，其他处理与 CK相比略有增加但不显著。添加生物质炭对花期地下干重有一定促进作用，但各处理间均未达到显著性差异。鼓粒期，各生物质炭处理地下干重与 CK相比均存在显著差异，增加 31 91%62 26%，且B3 处理的地下干重最高，为 4 17 g 株1。成熟期，B3 处理地下干重较 CK 显著增加 26 67%，B4 与CK 相比略有增加，增幅为 8 89%，B1、B2 与 CK 相比均显著降低了 14 07%。总体而言，B3 处理各个时期大豆地下干重增加最多。表 8生物质炭对各生育期大豆地下干重的影响Table 8Effects of biochar on underground dry weight of soybean at different growth stages单位:g处理Treatment苗期Seedling stage花期Flowering stage结荚期Pod setting stage鼓粒期Seed filling stage成熟期Mature stageCK0 48 006 b1 08 0 09 a2 22 023 b257 0 20 c135 005 bB10 52 005 b1 30 0 11 a2 34 005 b361 0 22 b116 004 cB20 54 005 b1 36 0 15 a2 63 031 b378 0 13 ab116 004 cB30 73 007 a1 32 0 16 a3 50 011 a417 0 20 a171 006 aB40 62 005 ab1 22 0 12 a2 32 021 b339 012 b147 001 b2 期邓杰等:生物质炭施用量对大豆生长及产量的影响2332 3生物质炭对大豆产量的影响施加生物质炭对大豆产量(图 1)及产量构成因素(表 9)均有不同程度的促进作用。不同生物质炭施用量对大豆产量影响显著，B1、B2、B3、B4 与 CK 相比分别显著增加 1 57%、2 63%、7 74%和 3.6%，其中 B3 处理增产效果最为显著。单株荚数、单株有效荚数、单株粒重及百粒重随生物质碳施用量增加呈先增加后降低趋势。生物质炭施用对大豆单株荚数的影响表现为 B3 B2 B4 B1 CK，且各处理间均有显著差异，B3 处理单株荚数较 CK 显著增加 7 17 个。各生物质炭处理单株有效荚数均显著高于 CK，B3 处理增加最显著，较 CK 增加 45.73%，B1 与 B4 处理间未达到显著差异，其余处理间均达到显著差异水平。只有 B3 处理单株粒重与对照达到显著差异，较对照显著增加17 41%，其他处理均未有显著变化。各处理百粒重较 CK 增加幅度为0.89%7.80%，其中 B3 处理增加最多，且与其他处理差异显著。图 1生物质炭对大豆产量的影响Fig 1Effects of biochar on soybean yield表 9生物炭对大豆产量及产量构成因素的影响Table 9Effects of biochar on the yield and its component factors of soybean处理Treatment单株荚数Pods number per plant单株有效荚数Effective pods number per plant单株粒重Seeds weight per plant/g百粒重100-seed weight/gCK22 33 084 d1933 112 d1028 064 b1692 008 cB125 00 037 c2283 083 bc10 08 035 b17 21 013 bcB227 33 056 b2517 105 b1085 021 ab17 64 015 bB329 50 043 a2817 048 a1207 051 a1824 025 aB425 17 031 c2233 056 c1045 018 b1707 022 bc3讨论土壤是植物生长发育的基础，改善土壤环境。增加土壤中肥料含量、提高土壤养分利用率能够促进作物生长，提高作物产量与质量15。本研究结果显示，生物质炭能够促进大豆根系伸长、根系体积增大，使根系生物量提高，可能原因是生物质炭施入使土壤容重降低、土壤空隙度增加、土壤结构改善，大豆根系生长阻力减少，进而促进根系生长。施用适量生物质炭后大豆根系发达，植株更易汲取养分与水分，向上运输给植株茎秆和叶片，地上部营养充沛、同化能力强，干物质积累多，为生育后期籽粒产量的提高提供良好的源动力。通过产量及构成因素结果发现施用生物质炭会扩大库容量，即增加单株荚数和有效荚数，并且提升籽粒代谢活性和转化同化物的能力，从而提升产量。随生物质炭施用量增加，多个性状生物量在多个时期都表现出先增加后降低的趋势，这一结果与前人研究结果一致16-18，说明生物质炭过多可能会破坏土壤结构、养分平衡，反而不利于大豆的生长，为此探索使土壤结构、养分综合性较好的施炭量是必要的。混施生物质炭的所有处理中，对大豆生长发育及产量的提升效果最显著的是 B3 处理。通过对多个时期的比较发现生物质炭对大豆结荚期和鼓粒期生长有显著促进作用，可能是在营养生长阶段大豆植株所处生长环境条件充分，生物质炭对土壤环境作用尚未发生显著性影响，而到生殖生长时期，需求养分大量增加，而生物质炭能够有效调节土壤环境、提高根系对土壤中养分的利用率。值得注意的是，尽管 B3 处理的大豆地上、地下生物量及产量整体显著增加，但是表现出地下生物量 地上生物量 产量的趋势，产量比对照增加较少，仅7.74%，原因可能是短期试验效果不理想，对大豆重迎岔导致的土壤肥力下降的缓解作用不够，应开展多年定位试验，以便明晰生物质炭对大豆生长发育的影响。施用生物质炭可以降低成熟期大豆植株的鲜重，原因可能是植物生长末期根系活力降低，施用生物质炭使土壤疏松、含水量降低，加速了植株的脱水速率。后续研究将关注生物质炭对大豆同化物转运、抗倒伏、脱水速率、籽粒品质等的影响。234大 豆 科 学2 期4结论生物质炭对大豆各生育期株高、茎粗、根长、根系体积、鲜重及干物质积累量有一定促进作用，对结荚期和鼓粒期性状的促进效果最显著。生物质炭通过促进大豆单株荚数、有效荚数、单株粒重及百粒重提高来使单株产量提高，继而提高总产量。常规施肥混施生物质炭 81 kg hm2(B3 处理)对大豆生长及产量促进效果最显著。参考文献 1于衷浦，李飞跃 生物炭在农业资源与环境领域中的应用J 鲁东大学学报(自然科学版)，2022，38(2):171-178(YU Z P，LI F Y Biochar application in the field of agriculturalresources and environmentJJournal of Ludong University(Natural Science Edition)，2022，38(2):171-178)2刘长涛 生物炭基复合肥特性及增效机理研究D 呼和浩特:内蒙古农业大学，2021(LIU C T Study on characteristicsand synergism mechanism of biochar based compound fertilizerD Hohhot:Inner Mongolia Agricultural University，2021)3吴迪，袁鹤翀，顾闻琦，等 生物炭介导的连作大豆光合生理代谢及产量响应J 农业环境科学学报，2023，42(1):37-45(WUD，YUANHC，GUWQ，etalPhotosyntheticphysiological metabolism and yield response of continuous soybeanCropping mediated by long-term application of biocharJ Journal of Agro-Environment Science，2023，42(1):37-45 4陈温福，张伟明，孟军 农用生物炭研究进展与前景J 中国农业科学，2013，46(16):3324-3333(CHEN W F，ZHANGW M，MENG J Advances and prospects in research of biocharutilization in agricultureJ Scientia 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