粪肥基生物炭与堆肥协同改良干旱胁迫下土壤肥力及作物生产力的机制研究

为解决干旱胁迫下作物生长受限和土壤养分有效性降低的问题，研究人员通过温室盆栽实验探究了粪肥基生物炭(FMB)与堆肥(FMC)对大豆渗透调节物质、抗氧化系统、养分吸收及土壤生化特性的影响。研究发现FMB30+FMC30联合处理在W50干旱水平下显著提升大豆根系生长(37.41%)、叶面积指数(19.55%)等指标，并使土壤MBC(22%)、MBN(124%)等关键参数显著改善，为半干旱地区农业可持续发展提供了有效改良方案。

　　

干旱胁迫(Drought stress)作为主要环境限制因子，严重制约植物生长和养分获取。这项温室盆栽实验系统评估了粪肥基生物炭(FMB)和堆肥(FMC)在不同水分梯度(W100、W75、W50)下对大豆的多重调控效应。研究数据表明，干旱条件显著降低植物理化特性和气体交换参数，而FMB30+FMC30复合处理在极端干旱(W50)条件下表现突出：使大豆根系生物量提升37.41%，叶面积指数增加19.55%，总叶绿素含量提高32.59%，气孔导度(stomatal conductance)改善27.61%。更令人振奋的是，该处理使叶片相对含水量(relative water content)在W50条件下提升18.62%，同时显著降低氧化应激指标——过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性分别下降49.15%、41.64%和76%。

在土壤微生态方面，复合处理展现出惊人的改良效果：微生物生物量碳(MBC)增加22%，氮(MBN)激增124%，磷(MBP)提升97%；土壤硝态氮(NO₃-N)和铵态氮(NH₄-N)分别暴涨167%和158%；有效磷(Olsen P)提高54%，速效钾(K)增加23%，土壤有机碳(SOC)上升7.51%。这些发现充分证实，在应对半干旱和干旱地区农业挑战时，生物炭与堆肥的协同应用能显著增强土壤肥力并提升作物生产力，为可持续农业发展提供了创新解决方案。