全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(8): 1445−1451 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(31101105), 院士专项基金和辽宁工程技术研究计划基金项目(2011402021)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 陈温福, E-mail: wfchen5512@126.com
Received(收稿日期): 2012-11-06; Accepted(接受日期): 2013-04-22; Published online(网络出版日期): 2013-01-04.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130104.1734.005.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01445
生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响
张伟明 孟 军 王嘉宇 范淑秀 陈温福*
沈阳农业大学 / 辽宁省生物炭工程技术研究中心, 辽宁沈阳 110866
摘 要: 为明确生物炭对水稻根系与产量的效应, 探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究
了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明, 土壤中施入生物炭能增加水稻
生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重, 提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期, 生物炭在一
定程度上延缓了根系衰老。根系伤流速率与根系活力在整个生育期内均高于对照, 同时维持了较为适宜的根冠比, 根
系生理功能增强; 生物炭处理的水稻产量增加, 表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高, 比对照平均增产 25.28%。
以每千克干土加 20 g生物炭处理的产量最高, 比对照提高了 33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理
功能的增强具有一定的促进作用。
关键词: 生物炭; 水稻; 根系性状; 产量
Effect of Biochar on Root Morphological and Physiological Characteristics and
Yield in Rice
ZHANG Wei-Ming, MENG Jun, WANG Jia-Yu, FAN Shu-Xiu, and CHEN Wen-Fu*
Shenyang Agricultural University, Biochar Engineering Technology Research Center of Liaoning Province, Shenyang 110866, China
Abstract: A pot experiment was conducted to clarify the effects of biochar on roots and yield of super japonica rice and the ap-
plicable value of biochar in rice production. In early growing stage, biochar application increased the main root length and volume
and fresh weight of roots, leading to enlarged root total absorption area and active absorption area. In late growing stage, biochar
application delayed root senescence in some extents and maintained relatively high activity of rice roots. Compared to the control,
biochar treatments showed higher root physiological activity, which resulted in increased bleeding rate and root activity in the
whole growing period. The average yield of biochar treatments was 25.28% higher than that of the control, due to improved pani-
cle number per hill, grain number per panicle, and seed-setting rate. The optimal amount of biochar application was 20 g in one
kilogram of dry soil, which produced the highest yield with 33.21% increase over the control. Therefore, biochar is favorable to
optimize root morphology and physiological characteristics in rice.
Keywords: Biochar; Rice; Root traits; Yield
生物炭(Biochar), 通常是指以自然界广泛存在
的生物质资源为基础, 利用特定的炭化技术, 由生
物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产
物[1]。常见的生物炭有秸秆炭、木炭、花生壳炭等。
生物炭可溶性极低, 具有高度羧酸酯化和芳香化结
构[2-3], 生物质在炭化后具有较大的孔隙度和比表面
积[2], 吸附能力强, 成为可应用于农业、工业等领域
的一种理想材料。
近年来, 生物炭受到农业、环境、能源等领域
专家们的广泛关注, 被誉为“黑色黄金”。国内外相关
研究结果表明, 生物炭施入农田土壤后可改变土壤
理化性质 , 对提高肥料利用效率 , 增加作物产量 ,
促进农业可持续发展等都具有重要作用[4-10]。来自巴
西亚马逊河地区的田间试验表明, 在土壤中施入生
物炭(以 11 t hm−2标准), 2年 4个生长季后水稻和高
粱产量累积增加了约 75% [8]。而在热带与亚热带地
区施用生物炭发现, 除了可使大豆、玉米等作物增
产外, 植株中的镁、钙含量也明显增加[11]。生物炭
1446 作 物 学 报 第 39卷

对不同作物有一定促长、增产作用, 已成为国内外
研究学者的普遍共识。但也有研究认为, 生物炭的
增产作用有一定“适用范围”。当生物炭施用量在 0.5
t hm−2时, 作物产量有降低趋势[12]。作物生产受到气
候环境、土质等诸多因素影响, 生物炭在不同区域
的作用也不尽一致。因此, 有必要开展不同生态气
候区, 特别是在我国自然环境和土壤条件下生物炭
的作物学效应研究。
根系是作物吸收养分、水分和合成某些内源激
素的重要器官, 其发育状况与地上部器官的形态建
成和产量密切相关[13-16]。而生物炭施入土壤后, 成
为土壤的直接“接触者”, 必然会引起根系的适应性
响应。因此, 研究生物炭对根系生长的影响具有重
要意义。目前, 在我国北方耕作条件下, 有关生物炭
对水稻根系影响的相关研究报道较少。本文研究了
生物炭不同施用量对北方超级粳稻根系的形态特征
与生理特性的影响, 旨在为生物炭在水稻生产上的
应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2009—2010年在沈阳农业大学水稻研究所成果
转化基地进行盆栽试验, 盆口直径 25 cm, 高 22 cm。
盆栽土壤为沙壤土(偏沙), pH 6.52, 含有机质 28.8 g
kg−1、全氮 1.19 g kg−1、碱解氮 28.6 mg kg−1、速效
磷 6.08 mg kg−1、速效钾 61.36 mg kg−1。供试水稻品
种为北方粳稻沈农 265。试验用生物炭原材料为玉
米秸秆, 粒径 1.5~2.0 mm。生物炭 pH 9.23, 含氮
1.53%、磷 0.78%、钾 1.68%, 由辽宁金和福农业开
发有限公司生产提供。
1.2 试验方法
设 4 个处理, 处理 1 为对照, 不添加生物炭(对
照); 处理 2 为每千克干土加生物炭 10 g, 折合每盆
加生物炭 75 g (C1); 处理 3为每千克干土加生物炭
20 g, 折合每盆加生物炭 150 g (C2); 处理 4为每千
克干土加生物炭 40 g, 折合每盆加生物炭 300 g
(C3)。随机区组试验设计, 各处理重复 3次, 每个重
复 10盆。
盆栽用土全部过 5 mm筛, 每盆装土 8.6 kg (含
水量 12.8%, 折合干土重 7.5 kg), 将生物炭与土壤充
分混匀后沉积 1周备用。5月 29日选择长势相对一
致的秧苗移栽, 每盆两穴, 每穴 1株。移栽后施氮肥
(尿素, 300 kg hm−2)、磷肥(磷酸二铵, 225 kg hm−2)、
钾肥(氯化钾, 150 kg hm−2), 另在抽穗期前增施穗肥
(尿素, 75 kg hm−2), 每盆用量按上述施肥标准折算,
按常规水稻大田生产规程管理。
1.3 测定项目
分别于分蘖期(7月 8日)、拔节期(7月 26日)、
抽穗期(8月 15日)、灌浆期(9月 6日)取样, 每处理
取 6盆。将每盆植株连根带土全部放入 40目尼龙筛
网袋里, 用水浸泡约 30 min, 然后用流水小心冲洗
根系后, 以单株为单位测定根系鲜重、根体积、根
系氧化力、根系吸收面积。先用滤纸轻拭擦干根系
表面水分, 用电子天平称量根系鲜重, 同时测定该
株地上部总鲜重, 计算根冠比。于测定当日晚 18:00
从距盆内土壤表面 5 cm处横切断植株, 用已称量好
的脱脂棉覆盖切口处, 外围用自封袋包扎收集伤流
液, 次日晨 8:00 取下脱脂棉称重, 每次收集 14 h,
利用脱脂棉前后重量之差计算伤流速度。用排水法
测定根体积[17], 用甲烯蓝比色法[17]测定根系总吸收
面积与活跃吸收面积, 用α-NA 氧化法[18]测定根系
氧化力。成熟期取每处理 5 盆测定单株产量和产量
构成因素相关指标。
两年试验结果趋势基本一致, 采用 2010年的数
据统计分析根系形态特征与生理特性, 采用 2009年
与 2010 年两年数据的平均值统计分析产量。利用
Microsoft Excel 和 SPSS17.0 软件处理与分析数据,
采用 Duncan’s差异显著分析方法多重比较各处理。
2 结果与分析
2.1 生物炭对水稻根系形态特征的影响
2.1.1 对根系主根长、根体积与根鲜重的影响 如
表 1 所示, 生物炭处理的水稻单株主根长在不同生
育期均高于对照, 其中在分蘖期, C1、C3 处理与对
照差异显著。可见, 在水稻生长前期, 生物炭有利于
提高根系深度下扎, 促进根系纵向生长。但随着生
育期推进, 生物炭处理与对照之间的根长差异逐渐
缩小, 无明显影响。
生物炭对根系体积也产生了重要影响。在分蘖
期与拔节期, 生物炭处理的根体积均大于对照。分
蘖期根体积表现为 C1>C2>C3>CK, 生物炭处理与
对照差异显著, 较低施炭量对促进根系体积增长的
作用明显。在抽穗期, 生物炭对根系体积增长的影
响不大。而到了灌浆期, 根体积表现为 C3>C2>C1>
CK, 随炭量增加而增大, 高施炭量处理(C3)与其他
各处理差异显著, 作用明显。由此可见, 生物炭可在
生长后期保持一定根系体积 , 从而延缓根系衰老 ,
有利于满足后期地上部对养分的需求。
第 8期 张伟明等: 生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响 1447


表 1 生物炭对不同生育期水稻根系形态性状的影响
Table 1 Effects of biochar on the root morphological characteristics at different growth stages
性状
Trait
处理
Treatment
分蘖期
Tillering stage
拔节期
Jointing stage
抽穗期
Heading stage
灌浆期
Filling stage
对照 Control 32.50 c 52.75 a 45.40 a 49.00 a
C1 40.50 a 59.00 a 53.60 a 55.00 a
C2 34.50 bc 57.50 a 53.80 a 49.08 a
主根长
Main root length
C3 37.07 b 61.75 a 49.80 a 49.50 a
对照 Control 35.47 c 61.33 b 113.67 a 88.33 b
C1 67.50 a 70.17 ab 102.33 b 90.17 b
C2 48.77 b 63.53 b 97.83 b 95.83 ab
根体积
Root volume
C3 47.73 b 74.27 a 96.33 b 105.17 a
对照 Control 28.12 c 48.99 b 62.36 a 63.06 a
C1 50.86 a 49.97 b 71.09 a 69.91 a
C2 37.63 b 51.33 b 69.79 a 64.12 a
根鲜重
Root fresh weight
C3 35.10 b 55.07 a 67.55 a 71.47 a
C1 为每千克干土加 10 g 生物炭, C2 为每千克干土加 20 g 生物炭, C3 为每千克干土加 40 g 生物炭。同一列中标以不同小写字母的值
在 0.05 水平上差异显著。
C1: the treatment with 10 g biochar per kilogram of dry soil; C2: the treatment with 20 g biochar per kilogram of dry soil; C3: the treatment with 40 g
biochar per kilogram of dry soil. Means within a column followed by different small letters are significantly different at the 0.05 probability level.

生物炭处理的根系鲜重在全生育期均高于对照。
在分蘖期, 根鲜重表现为 C1>C2>C3>CK, 随炭量减
少而有所增加, 生物炭处理与对照差异显著。可见,
生物炭对提高水稻生长初期根重的作用明显。拔节期
根鲜重表现为 C3>C2>C1>CK, 随炭量增加而增加,
高施炭量处理(C3)与其他各处理差异显著 , 作用明
显。而到了生长后期, 生物炭对根鲜重无明显影响。
总体上看, 生物炭在一定程度上促进了根系生
长, 尤以水稻生长前期对根长、根体积与根鲜重的
影响较大。
2.1.2 对水稻根冠比的影响 如图 1 所示, 生物
炭处理的水稻根冠比在全生育期均高于对照。其中,
分蘖期达最高值。生物炭处理均高于对照, 其中 C1、
C2、C3处理分别比对照提高 52.99%、21.86%、6.29%,
平均提高 25.05%。随着生育期推进, 生物炭处理与
对照间差异逐渐缩小, 到后期影响不大。在水稻生
长前期, 生物炭处理保持了较高的根冠比, 表明根
系发达 , 有利于为植株生长供应充足的水分和养
分。而在生长后期根冠比则相对较小, 减少了根系
生长冗余, 有利于营养物质的合理分配。以上结果
表明 , 生物炭在水稻生长前期明显提高了根冠比 ,
促进了根系生长。而在后期, 生物炭在一定程度上
延缓了根系衰亡, 保持了较为适宜的根冠比, 有利
于提高根系吸收效率, 促进地上部植株生长。
2.2 生物炭对水稻根系生理特性的影响
2.2.1 对根系总吸收面积与活跃吸收面积的影响
由表 2 可知, 在分蘖期生物炭处理的根系总吸

图 1 生物炭对不同生育期水稻根冠比的影响
Fig. 1 Effect of biochar on root-shoot ratio in different growth
stages
缩写同表 1。Abbreviations are the same as given in Table 1.

收面积表现为 C1>C2>C3>CK, 随炭量增加而减小,
生物炭处理与对照差异显著, 对根系总吸收面积的
提升作用明显。在拔节期则表现为 C3>C2>C1>CK,
随炭量增加而提高, 其中较高施炭量处理(C3、C2)
与对照差异显著, 作用明显。而到了生育后期(抽穗
期与灌浆期), 生物炭对根系总吸收面积的影响不大;
活跃吸收面积与总吸收面积表现相似趋势, 在分蘖
期与拔节期, 生物炭处理均高于对照, 且差异显著。
但随着生育期推进, 到抽穗期与灌浆期, 生物炭对
活跃吸收面积的影响不大。
总体上看, 生物炭处理的根系总吸收面积与活
跃吸收面积在全生育期呈不断上升趋势, 其中较高
施炭量处理(C2、C3)的提升幅度较大。在水稻生长
初期, 生物炭明显提高了根系总吸收面积与活跃吸
1448 作 物 学 报 第 39卷

表 2 生物炭对不同生育期水稻根系总吸收面积与活跃吸收面积的影响
Table 2 Effects of biochar on the root total absorption area and active absorption area in different growth stages (m2)
总吸收面积 Root total absorption area 活跃吸收面积 Root active absorption area
处理
Treatment
分蘖期
Tillering
stage
拔节期
Jointing
stage
抽穗期
Heading
stage
灌浆期
Filling
stage
分蘖期
Tillering
stage
拔节期
Jointing
stage
抽穗期
Heading
stage
灌浆期
Filling
stage
对照 Control 54.80 c 77.34 b 132.39 a 128.71 a 26.18 c 37.80 b 65.66 a 63.45 a
C1 106.69 a 99.30 ab 128.48 a 131.06 a 52.96 a 50.68 a 64.23 a 64.43 a
C2 74.98 b 107.21 a 125.50 a 131.56 a 36.21 b 52.70 a 63.91 a 64.52 a
C3 72.87 b 109.96 a 113.96 a 133.78 a 35.44 b 54.07 a 57.40 a 66.10 a
缩写同表 1。同一列中标以不同小写字母的值在 0.05水平上差异显著。
Abbreviations are the same as given in Table 1. Means within a column followed by different small letters are significantly different at
the 0.05 probability level.

收面积, 对提升根系吸收能力, 提高物质转运效率
有重要作用。但随着生育期推进, 生物炭与对照之
间的差异逐渐减小, 但仍保持了相对较高的根系总
吸收面积和活跃吸收面积, 有利于增强后期根系对
水分、养分等物质的持续供应能力。
2.2.2 对根系伤流的影响 如图 2 所示, 除抽穗
期C3处理的根系伤流速度小于对照外, 其余各时期
生物炭处理均高于对照。在分蘖期, 根系伤流速度
表现为随炭量增加而降低。在拔节期, 各处理根系
伤流速度达到全生育期最高水平, 表现为 C3>C2>
C1>CK, 其中 C3、C2、C1 处理分别比对照提高了
43.11%、27.9%、22.92%, 平均提高了 31.31%, 促进
作用明显。在灌浆期, 根系伤流速度表现为随炭量
增加而降低, 其中低施炭量处理(C1)与对照差异显
著, 作用明显。


图 2 生物炭对不同生育期水稻根系伤流的影响
Fig. 2 Effect of biochar on bleeding rate in different growth stages
缩写同表 1。Abbreviations are the same as given in Table 1.

总体上看, 在水稻生长前期, 生物炭提高了根
系伤流速度, 有利于提升根系输送物质效率, 促进
地上部植株生长。而在后期, 生物炭在延缓根系衰
老的同时, 和对照相比仍保持了较高的根系伤流速
度, 使根系结构与功能得到了协调统一, 有利于物
质积累与产量形成。
2.2.3 对根系活力的影响 生物炭对根系氧化力
也产生了重要影响(图 3)。在分蘖期, 生物炭处理均
高于对照, 根系活力随炭量增加而减小。而在拔节
期, 生物炭处理的根系氧化力仍高于对照, 但表现
为随炭量增加而提高。在抽穗期则与分蘖期表现相
同趋势, 生物炭处理均高于对照, 随炭量增加而减
小。在灌浆期表现为 C2>C3>CK>C1, 较高施炭量
(C2、C3)仍有助于维持一定根系活力。



图 3 生物炭对不同生育期水稻根系活力的影响
Fig. 3 Effects of biochar on root oxidization speed per plant in
different rice growth stages
缩写同表 1。Abbreviations are the same as given in Table 1.

总体上看, 生物炭明显提高了水稻全生育期的
根系活力, 尤以前 3个时期较为明显, 表明生物炭对
根系生理进程的影响较大。特别是在生育后期, 生
物炭仍维持了相对较高的根系活力, 在一定程度上
延缓了根系生理衰老, 对提高根系吸收能力, 促进
物质吸收、转运与分配具有重要作用。
2.3 生物炭对水稻产量及其构成因素的影响
从表 3 可以看出, 生物炭处理的水稻每穴产量
均高于对照, 表现为C2>C1>C3>CK, 生物炭各处理
比对照平均提高了 25.28%。其中以 C2 处理的每穴
第 8期 张伟明等: 生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响 1449


表 3 生物炭处理对水稻产量及其构成因素的影响
Table 3 Effects of biochar treatments on rice yield and its components
处理
Treatment
每穴穗数
Panicles per hill
每穗粒数
Spikelets per panicle
结实率
Seed setting rate (%)
千粒重
1000-grain weight (g)
每穴产量
Yield per hill (g)
对照 Control 8.44 b 131.22 b 91.87 b 23.63 a 24.87 b
C1 9.79 ab 144.52 a 95.18 a 23.60 a 32.56 a
C2 10.15 a 137.72 ab 92.89 ab 24.27 a 33.13 a
C3 8.75 ab 135.64 ab 93.50 ab 24.30 a 27.78 b
缩写同表 1。同一列中标以不同小写字母的值在 0.05水平上差异显著。
Abbreviations are the same as given in Table 1. Means within a column followed by different small letters are significantly different at
the 0.05 probability level.

产量最高, 比对照提高了 33.21%, 且差异显著。说
明适宜的生物炭用量对增产有重要作用。产量构成
因素中, 生物炭处理的每穴穗数均高于对照, 其中
C2处理与对照差异显著。生物炭处理的每穗粒数、
结实率亦均高于对照, 其中 C1 处理与对照差异显
著。生物炭提高了水稻每穴穗数、每穗粒数与结实
率, 是增产的主要原因。
3 讨论
国内外研究认为 , 施用生物炭对土壤理化性
质和不同作物生长发育与产量提高有着积极作
用[5,8,19-21]。生物炭对作物的良好效应, 已经为越来
越多的试验研究所证实。目前, 关于生物炭与作物
的研究报道大多集中于低纬度地区, 其他不同区域
的研究结果也不尽相同, 但生物炭对作物有正向效
应的总体趋势是一致的。由于生物炭材质、施炭量、
土壤类型和环境条件等差异, 使生物炭对作物产量
等的提升作用局限于一定范围内。生物炭对作物的
影响机制, 特别是对作物根系的相关研究还较少。
由于年际间效应和环境变化等综合因素影响, 生物
炭的作物学效应还有待进一步长时间田间验证, 但
其良好的综合效应已得到了众多专家和学者认可。
本试验研究表明, 生物炭提高了水稻根系主根长、
根体积、根鲜重、总吸收面积和活跃吸收面积, 尤
以生长前期促进作用明显, 并在一定程度上延缓了
后期根系衰老。生物炭提高了根系生理活性如根系
伤流速率、氧化力等, 同时维持了较为适宜的根冠
比, 最终产量也得到了明显提高。
生物炭对根系的这些良好效应, 首先得益于其
丰富的微观孔隙结构和理化特性。很多研究结果表
明, 生物质在炭化以后较好保留了原有生物质的细
微组织结构(图 4), 孔隙丰富[2-3]。且 pH 值较高, 比
表面积较大, 具有丰富的表面官能团和较强的吸附
能力[22]。同时, 富含多种元素, 其中不乏一些作物生
长所需的营养元素和微量元素[5]。生物炭所具有的
优良结构和理化特性, 使其对土壤理化性质产生重
要影响。生物炭本身质轻、多孔, 施入土壤后首先
对土壤物理结构产生直接影响。研究表明, 施用生
物炭可使土壤容重降低 9%, 而总孔隙率则从 45.7%
增加到 50.6% [23]。土壤容重降低和通气孔隙提高为
根系提供了良好的生长空间, 有利于根系的深扎和
伸展 , 提高抗倒伏能力; 此外 , 生物炭本身大都呈
碱性, 能够在一定程度上提高土壤 pH 值和盐基饱
和度 [5,24], 表现为随炭量增加而有所提高 [25]。土壤
pH的变化对作物尤其是根系的生长有直接影响。水
稻秧苗移栽前的育苗土为偏酸性, 移栽后由于秧苗
对 pH 的变化较为敏感, 若土壤 pH 有较高变幅, 并
不利于其生长。而施用较低量生物炭不会对土壤 pH
值产生较大影响, 从而保持了较为适宜的 pH 值范
围, 有利于促进前期作物根系生长; 而生物炭表面
丰富的官能团和较大的比表面积, 则可以提高土壤
阳离子交换量, 吸附更多养分离子, 避免养分流失,
从而提高土壤肥力和肥料利用效率 [4,25], 起到一定
的养分吸附和缓释作用。特别是对氮素, 生物炭对
铵离子有很强的吸附性, 可降低氮素的挥发 [26], 对
提高氮肥利用率, 促进根系生长有重要作用。同时,
生物炭在一定条件下其自身养分也可能有一定程度
的释放, 但其养分释放并非是土壤养分的主要“供应
源”[5,27]。随着环境变化, 其释放可能存在 “高峰期”
和“临界点”。生物炭对土壤养分的吸附与控释效应
及其自身的养分释放 , 动态调节了土壤供肥状况 ,
强化了土壤“肥源”的持续供应能力, 直接影响了根
系的生长, 并在不同时期有不同表现。在抽穗期, 生
物炭处理的根系体积相对较小, 则可能与抽穗期前
施入肥料, 生物炭对养分离子有一定吸附和控释作
用, 从而影响根系对肥料养分的吸收利用有关; 另
一方面, 微生物作为土壤各种理化反应的“催化剂”,
在生物炭作用下其数量和种群多样性都得到了提
1450 作 物 学 报 第 39卷

高[28], 特别是一些有益菌群。微生物活动的增强, 改
善了根际生长环境 [29-30], 因而有利于促进根系生
长。另有研究者在试验过程中发现, 生物炭在水、
土交融作用下可能会释放一些小分子如乙烯等, 或
者产生激素类物质, 对根系分泌物产生影响, 从而
刺激和干扰根系生理进程, 影响根系生长。但目前
尚没有相关大量、系统的试验结果支持, 尚需深入
研究。
综上, 土壤中输入生物炭促使土壤水、肥、气、
热等环境条件得到了改善, 土壤生态系统功能增强,
为根系提供了良好的生长环境。从而使根系形态特
征得到了优化, 生理功能增强, 促进了根系生长。同
时, 为地上部营养物质供应、转化与积累提供了重
要保障, 并促使最终产量提高。但限于盆栽试验条
件和环境与土壤等因素影响, 生物炭对作物根系与
产量的长期效应还有待进一步田间试验验证, 并对
其作用机制等科学问题系统研究和深入探讨。


图 4 玉米秸秆炭微观扫描
Fig. 4 SEM micrographs of the maize straw

4 结论
生物炭施入土壤后, 水稻根系体积、鲜重、总
吸收面积、活跃吸收面积明显提高, 生物炭在一定
程度上延缓了生长后期根系衰老, 根系形态特征优
化; 生物炭提高了根系伤流速度与氧化力, 同时维
持了较为适宜的根冠比, 根系生理功能增强; 适宜
的生物炭用量(10 g kg−1、20 g kg−1)促进了根系生长
发育与生理功能的协同发展, 增产效果良好; 生物
炭可应用于水稻生产, 前景广阔。
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