生物炭与有机改良剂对龙眼(Dimocarpus longan Lour.)土壤性质、营养组成及抗氧化能力的影响

《Journal of Agriculture and Food Research》:Influence of Biochar and Organic Amendments on Soil Properties, Nutritional Composition, and Antioxidant Capacity of Longan (Dimocarpus longan Lour.)

【字体: 时间:2026年05月20日 来源:Journal of Agriculture and Food Research 6.2

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  热带果园土壤肥力下降与物理条件恶化是限制龙眼产量与果实品质的主要因素,但目前关于综合土壤改良措施对龙眼园土壤改良、产量及营养品质的长期效应研究仍较有限。本研究在田间条件下,连续两个生长季评估了生物炭(BC)、牛粪(CM)、微生物接种(MI)及其组合对土壤性质、

  
热带果园土壤肥力下降与物理条件恶化是限制龙眼产量与果实品质的主要因素,但目前关于综合土壤改良措施对龙眼园土壤改良、产量及营养品质的长期效应研究仍较有限。本研究在田间条件下,连续两个生长季评估了生物炭(BC)、牛粪(CM)、微生物接种(MI)及其组合对土壤性质、果实产量及果肉品质的影响。单次施用改良剂显著提高了土壤持水量(WHC)、土壤有机碳(SOC)及养分有效性;含BC的组合处理使WHC提高12–15%,SOC最高提升70%,且改良效果在第二年仍持续存在,表明其具显著残留效应。累积的土壤改良作用促使第二年收获期单果质量与果肉产量增加,其中BC+CM处理增幅约65%,BC+MI处理增幅约41%。土壤改良同时提升了果肉果糖与葡萄糖含量(25–40%),抗氧化能力(2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸法测定值最高提升125%,铁离子还原抗氧化能力测定值最高提升72%)及抗坏血酸浓度(MI处理最高提升29%)。此外,果肉矿质元素浓度在改良处理中普遍较高,BC+MI处理钾(约27%)、钙(28%)、镁(26%)、铁(27%)和锌(25%)提升幅度最大。总体而言,BC基组合处理(尤其是BC+MI)在土壤性质、果实产量及营养品质方面提供了最均衡且持久的改善,而BC+CM在提升SOC与果实大小方面尤为有效。结果表明,集成BC基改良措施可通过长期土壤调理而非短期施肥支持龙眼可持续生产。
本研究针对热带龙眼园因集约化管理与长期依赖化肥导致的土壤肥力退化问题,旨在评估生物炭(BC)、牛粪(CM)、微生物接种(MI)及其组合对土壤理化性质及果实品质的长期影响。研究人员在泰国清迈省龙眼园开展为期两年的田间试验,采用随机区组设计,于2024年4月单次施用改良剂,并在次年收获期测定果实品质。结果显示,BC基组合显著提升土壤持水量(WHC)与土壤有机碳(SOC),并在第二年维持较高的硝酸盐(NO3?)与有效磷(P)水平。果实方面,BC+CM与BC+MI显著提高单果质量和果肉产量,果肉果糖、葡萄糖及抗坏血酸含量明显上升,抗氧化能力增强,矿质元素(钾、钙、镁、铁、锌)浓度普遍提升。研究证实,集成BC基改良策略可在多年生果树系统中实现土壤健康与果实品质的双重优化,为减少化肥依赖、提升果园可持续生产力提供了实证依据。该成果发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。
关键技术方法方面,研究人员选取树龄约20年的商业龙眼品种‘Daw’,在清迈San Pa Tong区果园布置随机区组试验,设置BC、CM、MI及二者组合共六个处理,单次施用后连续两年监测土壤理化指标与果实品质。土壤指标包括pH、电导率(EC)、WHC、SOC及养分含量;果实品质涵盖单果质量、果肉成分、可溶性糖(高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法,HPAEC–PAD)、抗氧化能力(DPPH、ABTS、FRAP法)及矿质元素(电感耦合等离子体原子发射光谱法,ICP–AES)。
研究结果部分,在土壤理化性质方面,BC基处理显著提高WHC与SOC,BC+CM组合对SOC提升最为明显(约70%),且第二年仍保持高水平;MI与BC+MI显著提升NO3?浓度,BC+CM则大幅提高有效磷含量。在果实特征方面,第二年收获时BC+CM与BC+MI处理的单果质量分别提升约65%和41%,果肉质量同步增加;果实形态指数无显著变化。在果肉基本组成方面,BC与MI显著提高蛋白质含量,BC+MI降低脂肪比例并提高总可溶性固形物(TSS);CM与MI处理灰分含量较高,BC与MI处理纤维含量较高。在果肉可溶性糖方面,改良剂显著提高果糖与葡萄糖含量,其中MI与CM处理提升幅度最大(葡萄糖约35–40%),蔗糖含量保持稳定。在果肉抗氧化活性方面,BC+MI与BC+CM的ABTS与FRAP值最高,分别提升约125%与72%;所有改良剂均提高DPPH清除率。在抗坏血酸浓度方面,MI处理提升约29%,其余处理亦有显著增加。在果肉矿质组成方面,BC+MI显著提高钾、钙、镁、铁、锌浓度,增幅介于22–28%之间。
讨论部分指出,BC+CM与BC+MI在土壤改良与果实品质提升方面表现最佳,前者侧重SOC积累与磷有效性,后者侧重氮素保持与抗氧化能力。土壤物理结构的改善与养分供应的协同作用是果实增产提质的关键机制。研究还强调,单次改良剂的残留效应可延续至第二年,减少重复施肥需求。局限性包括试验仅在一个果园和一个品种中进行,未完全区分直接养分输入与土壤调理的贡献,微生物接种的群落特征未深入分析。建议未来在多地区、多品种及更长周期内验证结果,并结合经济可行性评估推广潜力。
结论部分表明,BC、有机肥及微生物接种均能显著改善龙眼园土壤性质与果实品质;单次施用即可在第二年产生持续效益,尤以BC+MI与BC+CM组合效果最佳。这证明集成改良策略通过长期土壤调理而非短期施肥,可有效提升龙眼可持续生产的综合性能。
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