胡祖武，吴多基，吴建富，魏宗强，夏李佳

    (江西农业大学国土资源与环境学院, 江西南昌 330045)

    近年来，生物炭作为一类新型环境功能材料，因其高度的物理稳定性、生物化学抗分解性、较大的比表面积及多孔结构等优良特性，在土壤改良、温室气体减排以及受污染环境修复等方面得到广泛的应用[1]。而硅作为生物炭中必不可少的无机元素，也逐渐得到大家的关注[2]。已有研究指出，硅含量高于1% (干物质)的植物被认为是富硅植物[3]，以富硅植物为材料制备的生物炭称为富硅生物炭[4]。目前，对硅的研究领域也是在不断的拓展，如对水稻产量、品质方面的影响。Tamai等[5]研究发现，因稻田土壤中有效硅含量及气候条件等差异，水稻增产效果不一样，一般增产10%～25%，但在极其缺硅地区，施硅可以增产近一倍。Ahmad等[6]在盆栽试验中发现水稻孕穗期喷洒硅肥后水稻籽粒的蛋白质、淀粉含量较不施硅肥显著提高。在植物逆境胁迫耐受能力方面的研究中，Garbuzov等[7]研究发现，水稻施硅，使水稻叶鞘细胞硅质化，形成硅化层，能够充当机械屏障，从而降低昆虫对水稻的侵害；Lee等[8]在研究不同土壤中砷的释放和对植物的毒性影响时发现，施硅后可以降低土壤中砷的含量，减小污染。通过硅对土壤养分及植物群落结构的影响研究发现，土壤硅含量对土壤氮、磷含量与矿化速率、植物个体生长的影响等领域都有深入的分析[9-14]，这些包含了从宏观到微观的各个领域。以往的研究更多的侧重于硅对水稻产量、品质、逆境耐受能力等方面的影响，而对于土壤硅形态的报道较少。在硅肥的施用方面，较多的是选择各种外源硅肥，而对于生物炭中本身无机硅的研究较少。与此同时，我国约有1330万hm2水稻田存在缺硅现象[15]，对如何提高土壤硅含量，改善土壤硅形态及提高水稻产量是目前水稻高产栽培中面临的重大科学问题。而富硅生物炭较单纯的硅肥除了具有硅肥的功效外，在改良土壤理化性质、修复重金属污染土壤以及固氮减排等方面的作用远好于硅肥。鉴于此，本研究以南方红壤性水稻土为研究对象，利用盆栽试验，通过添加不同类型的富硅生物炭，探究其对土壤硅形态及水稻不同组织生物量的变化、硅的吸收与分布的影响，旨在为富硅生物炭在水稻高产栽培中的应用提供理论依据。

    1 材料与方法

    1.1 供试材料

    1.1.1 供试土壤理化性质 供试土壤采集于江西农业大学试验田内，选用红壤性稻田耕层土壤(0—20 cm)，风干研磨后过2 mm筛备用，其基本理化性质为：pH 6.4、有机质7.97 g/kg、有效硅(Si) 83.58 mg/kg (pH 4.0的醋酸-醋酸钠缓冲液浸提)、粘粒140 g/kg、粉粒371 g/kg、砂粒489 g/kg、全氮0.59 g/kg、全磷 0.34 g/kg、Olsen-P 10.46 mg/kg ......