沼液负载生物炭：改善土壤健康、减少温室气体排放与维持植物营养的潜力新探

为解决沼液直接应用难题及生物炭单独使用弊端，研究人员开展 “评估沼液负载生物炭（DLB）在改善土壤生物健康、植物营养及减少温室气体排放方面潜力” 的研究。结果显示 DLB 在 150 kg N ha-1时效果佳，对农业可持续发展意义重大。

　　在农业生产的大舞台上，土壤就如同农作物生长的 “舞台后台”，其健康状况直接影响着作物的茁壮成长，而肥料则是这场 “生长盛宴” 中不可或缺的 “食材”。近年来，随着环保意识的增强，如何在保障作物生长的同时，实现环保与可持续发展，成为农业领域的重要课题。沼液作为厌氧消化的液体副产品，富含氮、有机化合物等营养物质，本是土壤改良的优质 “食材”，但因其体积大、运输成本高、氨气易挥发、气味刺鼻等问题，导致直接应用困难重重。生物炭虽然在改善土壤肥力、减少温室气体排放等方面潜力巨大，可单独使用时会因固定氮元素，影响植物产量。将沼液与生物炭结合制成沼液负载生物炭（DLB），看似是个完美的解决方案，但 DLB 在最佳施用量下，对减少温室气体排放、改善土壤生物健康的效果究竟如何，此前却鲜有人研究。

为了探寻答案，来自国外的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Environmental Pollution》杂志上，为农业可持续发展带来了新的曙光。

研究人员开展了一项精心设计的研究。他们选用酸性土壤，以一年生黑麦草（Lolium rigidum cv. Betta Tetila）为研究对象，在温室中进行种植实验。实验设置了不同氮处理（包括对照、尿素、不同施用量的 DLB）和是否施石灰两个因素。通过一系列关键技术方法，对植物生长、土壤性质、温室气体排放以及土壤微生物等方面进行全面研究。在研究过程中，他们运用定量 PCR 技术测量微生物群落和氮循环相关基因的丰度，利用扩增子测序来分析微生物群落组成。同时，采集土壤和植物样本，测定土壤 pH 值、溶解有机碳（DOC）、矿质氮（NH₄⁺、NO₃^-）等指标，计算植物氮吸收量、生物量等数据。

研究结果令人惊喜。在植物营养方面，随着 DLB 施用量增加，植物氮吸收量显著上升。当 DLB 施用量达到 150 kg N ha^-1时，植物氮吸收量与尿素处理相当，尽管此时 DLB 提供的矿质氮较少。这得益于根际微生物对 DLB 中有机物的分解，为植物提供了持续的氮源，同时有益微生物的大量繁殖也促进了植物对氮的吸收。

在土壤性质变化上，DLB 与施石灰交互影响土壤 pH 值和矿质氮含量。施石灰使土壤 pH 值显著升高，而 DLB 施用量的变化会导致土壤 NO₃^-含量改变，如 150DLB 处理下土壤 NO₃^-含量降低，300DLB 处理下则升高。

温室气体排放方面，150 kg N ha^-1的 DLB 处理显著降低了温室气体排放总量。其中，CO₂排放明显低于尿素处理，这是因为生物炭吸附了有机碳，同时微生物群落的碳利用效率提高。虽然 CH₄排放有所增加，但整体温室气体排放仍减少。不过，当 DLB 施用量超过 100 kg N ha^-1时，N₂O 排放增加，这与 DLB 中特定有机化合物刺激 N₂O 产生有关。

土壤生物健康方面，DLB 施用量在 150 kg N ha^-1及以上时，土壤生物健康指数显著提高，尤其是在未施石灰的土壤中。这主要是由于 DLB 刺激了微生物生长，增加了真菌多样性，丰富了有益微生物群落，如促进植物生长的细菌、菌根真菌和深色有隔内生菌等。

综合研究结论与讨论部分，这项研究意义非凡。它首次深入探索了 DLB 在维持植物生长和营养的同时，增强土壤生物健康、减少温室气体排放的潜力。研究表明，150 kg N ha^-1的 DLB 施用量是一个关键节点，在此用量下，DLB 既能保证植物氮吸收，又能有效减少温室气体排放，还能显著提升土壤生物健康水平。这一成果为有机废弃物的资源化利用提供了新途径，为碳农业的发展提供了有力支撑，有助于推动农业可持续发展，在保障粮食生产的同时，实现环境保护与资源高效利用的双赢局面，为未来农业发展指明了新方向。