生态学杂志 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (10): 3316-3329.doi: 10.13292/j.1000-4890.202510.016
廖明季1,2,5,刘宝勇1*,何星星2,3,王东丽1,全美丽4,万勇2,3
LIAO Mingji1,2,5, LIU Baoyong1*, HE Xingxing2,3, WANG Dongli1, QUAN Meili4, WAN Yong2,3
摘要: 为探索黄河泥沙资源化利用潜力并阐明其理化与生物特性对改良措施的响应,本研究以黄河流域内蒙古段乌海湖清淤泥沙为对象,玉米为种植作物,开展田间定位试验。试验设置单一黄河泥沙、单施肥料、施加微生物菌剂、施加生物炭(稻壳炭/小麦秸秆炭)、微生物菌剂配施生物炭、微生物菌剂配施生物炭并用疏水沙覆盖处理,于玉米种植前、苗期、拔节期、成熟期采集玉米根际土壤样品,测定土壤水分、养分含量和酶活性,并进行Pearson相关性分析和PCA分析。结果表明,稻壳炭和秸秆炭均可提高土壤水分、养分含量及酶活性,改善效果随掺量(0.5%~4%)增加而增强,且稻壳炭优于秸秆炭。与单施肥料(F)相比,施用稻壳炭(掺量0.5%~4%)使土壤含水率在4个采样期分别提高1.7%~5.5%、0.3%~5.0%、0.9%~4.4%、0.4%~3.4%,有机质含量分别提升14.0%~156.1%、18.7%~159.7%、26.0%~178.6%、19.2%~168.9%。适量(0.5%)生物炭显著提升4种酶活性(稻壳炭效果更优),但掺量增至2%时提升效果减弱。较施生物炭,微生物菌剂配施生物炭降低了土壤pH值,提高了含水率、铵态氮、有效磷、有机质含量;疏水沙覆盖显著提高了土壤含水率、有效磷、有机质含量,但降低了pH值、电导率、铵态氮、速效钾含量。Pearson相关性与PCA分析表明,土壤理化性质改善和养分含量提高有利于增强酶活性,但在成熟期,过高的pH值会抑制过氧化氢酶活性。因此,应用生物炭,特别是微生物菌剂配施生物炭处理,能有效提升黄河泥沙的养分含量和酶活性,是改良其质量并促进资源化利用的有效途径。