草种及生物炭添加对东北苏打盐碱地改良及牧草生长的影响

Effects of grass species and biochar application rate on soda saline-alkali soil improvement and forage growth in northeast China

摘要

松嫩平原土壤面临盐碱化持续加剧的生态威胁。本研究拟构建秸秆生物炭添加（CK：0 t·hm^-2、T₁：20 t·hm^-2、T₂：40 t·hm^-2）结合耐盐碱牧草（羊草、星星草）的人工草地建植体系，分析生物炭添加对于土壤理化性质、牧草生理及生产性能的影响。结果表明：添加生物炭第一年土壤pH、电导率未见显著变化；次年T₁处理土壤pH和电导率降幅最大，且随着生物炭添加导致含水量、孔隙度持续升高，土壤容重持续下降。生物炭添加使羊草土壤钠离子（Na⁺）含量显著降低（P<0.05），而星星草土壤Na⁺含量仅在次年显著下降。土壤钙离子（Ca²⁺）含量在两年观测期内T₁处理较CK处理均有所升高，第二年较为显著（羊草：0.91~1.60 mg·kg^-1；星星草：0.91~1.08 mg·kg^-1）。镁离子（Mg²⁺）含量在第一年T₂处理星星草种植下降低35.2%（P<0.05），次年两种牧草T₂处理土壤Mg²⁺含量均显著升高（羊草45.5%，星星草66.8%）。2种牧草土壤钠吸附比（SAR）和碱化度（ESP）总体呈现T₁处理下显著降低，而T₂处理下的变化趋势波动较大。土壤铵态氮（NH₄⁺-N）与硝态氮（NO₃^--N）含量均呈现第一年无显著变化，而第二年T₁、T₂处理的土壤铵态氮（NH₄⁺-N）含量较CK处理均显著升高，硝态氮（NO₃^--N）含量均有所升高。生物炭添加可以显著提升羊草的叶绿素含量（T₁、T₂处理分别提高10.3%和8.2%），降低脯氨酸（T₁、T₂处理分别降低18.7%和38.1%）和可溶性糖含量（T₁、T₂处理分别降低15.0%和26.7%）。在土壤-植物协同作用下，生物炭添加可显著提升羊草的饲草产量（T₁、T₂处理分别提高12.9%和18.3%），而对星星草的相关生理指标影响均不显著，仅在T₂处理呈现饲草产量增产28.8%，表明添加较高的生物炭才能促进星星草的产量提升。此外对比分析牧草对土壤的改良效果发现，羊草对钠离子的消减程度较星星草更好。因此，在中度盐碱区优先采用生物炭-羊草协同人工草地建植模式，有利于修复退化草地和提升人工草地的饲草产量。

Abstract

The Songnen Plain faces an escalating ecological threat due to persistent soil salinization. This study aimed to establish an artificial grassland system integrating straw biochar application （CK： 0 t·ha^-1， T₁： 20 t·ha^-1， T₂： 40 t·ha^-1） with Leymus chinensis and Puccinellia tenuiflora， two forage grasses tolerant to salt-alkali soil. We analyzed the effects of biochar addition on soil physicochemical properties， grass physiology， and production performance. The results showed that soil pH and electrical conductivity did not significantly change in the first year following biochar application. However， in the second year， the soil pH and electrical conductivity showed the largest decreases in the T₁ treatment， with increasing biochar application leading to sustained increases in water content and porosity and continuous decreases in soil bulk density. Biochar addition significantly reduced the sodium ion （Na⁺） content in soil in L. chinensis grassland （P<0.05）， whereas the soil Na⁺ content in P. tenuiflora grassland only decreased in the second year. The calcium ion （Ca²⁺） content in soil was higher in the T₁ treatment than in CK over the 2-year observation period， with the difference being more pronounced in the second year （L. chinensis： 0.91-1.60 mg·kg^-1； P. tenuiflora： 0.91-1.08 mg·kg^-1）. The magnesium ion （Mg²⁺） content in soil decreased by 35.2% （P<0.05） under the T₂ treatment in P. tenuiflora grassland in the first year， while in the second year， the soil Mg²⁺ content significantly increased under the T₂ treatment in both grasslands （L. chinensis： 45.5%， P. tenuiflora： 66.8%）. In both grasslands， the sodium adsorption ratio （SAR） and exchangeable sodium percentage （ESP） of the soil generally showed significant reductions under the T₁ treatment， but showed greater fluctuations in the T₂ treatment. The contents of soil ammonium nitrogen （NH₄⁺-N） and nitrate nitrogen （NO₃^--N） in soil did not change significantly in the first year. However， in the second year， the ammonium nitrogen （NH₄⁺-N） content in soil was signigicantly higher in the T₁ and T₂ treatments than in CK， and the nitrate nitrogen （NO₃^--N） content in soil was also increased. Biochar application significantly enhanced the chlorophyll content in L. chinensis （T₁： 10.3%， T₂： 8.2%）， but reduced the contents of proline （T₁： 18.7%， T₂： 38.1%） and soluble sugars （T₁： 15.0%， T₂： 26.7%）. Under the synergistic soil-plant interaction in this grassland system， biochar addition significantly increased the forage yield of L. chinensis （T₁： 12.9%， T₂： 18.3%）， but only the T₂ treatment promoted the forage yield of P. tenuiflora （by 28.8%）， indicating that a higher biochar application rate is required to increase P. tenuiflora yield. Comparative analysis of the effects of forage grasses to improve soil quality revealed that L. chinensis reduced the Na⁺ content more effectively than did P. tenuiflora. Therefore， priority should be given to the integrated biochar-L. chinensis artificial grassland system in moderately saline-alkali regions， because it facilitates the restoration of degraded grassland and enhances the forage yield.

Graphical abstract

关键词

盐碱地 / 生物炭 / 土壤改良 / 羊草 / 星星草

Key words

saline-alkali land / biochar / soil improvement / Leymus chinensis / Puccinellia tenuiflora

土壤盐碱化是影响土壤质量和初级生产力的重要因素。松嫩平原作为我国盐碱地主要分布区之一，盐碱地面积达3.73×10⁶ hm²，是我国北方重要的农牧业基地^［1］。该地区盐碱地以碳酸盐和重碳酸盐为主，属于典型的内陆苏打盐碱地类型^［2］。近年来由于人类过度牧垦、不合理灌溉以及微地形地貌、地表径流、气候降水冻融等多方面因素影响^［3］，土地盐碱化趋势不断加剧，严重制约农牧业生产、社会经济和生态系统的绿色可持续发展。因此，通过高效且经济的改良手段，改善土壤质量、提升人工草地生产力水平刻不容缓。

围绕盐碱地的土壤改良，诸多学者提出了多种行之有效的治理方法，主要包括物理方法（例如：地表覆沙、合理深耕、平整土地、客土等^［4］）、化学方法（例如：利用石膏中的钙离子替换钠离子^［5］并使用灌溉排盐，或施用生物炭、有机肥等改良剂改良土壤^［6］等）、水利工程方法（例如：灌溉冲洗结合配套排水系统建设）^［7］、生物方法（如种植耐盐碱作物、接种有益微生物^［8］等）以及多手段综合改良法等。其中，物理、化学及水利工程方法虽见效快，但投资大，物理方法效果短暂、化学方法易造成二次污染；而生物方法虽生态效益显著但周期较长。通常多种手段协同应用在苏打盐碱地的改良过程中更具优势。

生物炭是由生物质在限氧条件下高温热解（通常300~800 ℃）制成的富碳材料，因其功能的多样性，目前被广泛研究。作为连接农业可持续性、污染修复与气候行动的“多面手”，生物炭通过“废弃物资源化”实现环境效益与经济效益的统一^［9］。目前，生物炭作为外源碳已被证实可以提高土壤肥力、有机质含量，促进微生物的生长繁殖，进而改善土壤理化性质、提升作物及饲草产量^［10］。

在长效、可持续的生物改良中，植物改良占据主要地位。松嫩盐碱草地优势物种星星草（Puccinellia tenuiflora）和羊草（Leymus chinensis）均具有较好的耐盐碱性、饲草利用性和生态修复性，但二者在盐碱地建植过程中常面临盐碱、干旱等问题而难以人工栽培建植。盐碱地土壤易板结，且抑制种子的吸胀发芽，保水性较难，而生物炭的添加可以使土壤含水量上升，增加保水效果。因此，在盐碱地人工栽培牧草过程中结合生物炭的应用，可形成有效的土壤改良和生态恢复策略。施加生物炭可以改善土壤的理化性质，因此在羊草和星星草出苗与生长过程中可以利用此优势而快速建成群体，进而提高牧草产量，为畜牧业提供优质的饲料来源，推动畜牧业的可持续发展。

为了改良东北苏打盐碱土壤，并利用其生产优良饲草，本研究拟添加秸秆生物炭结合星星草与羊草两种不同作物的种植，通过对土壤理化性质的分析、牧草农艺、生理性状的比较，全面解析生物炭对苏打盐碱土的改良效果及对牧草生长的作用机理，为生物炭在盐碱土的应用提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本试验地点位于东北师范大学长岭种马场北甸子盐碱化试验田（44°45′ N，123°45′ E）。该区位于欧亚大陆草原东缘，为典型的农牧交错区，属半干旱大陆性季风气候，年平均气温约4.9 ℃，冬夏温差较大，夏季气候炎热，最高气温可达35 ℃左右；冬季气候寒冷，最低气温可至-35 ℃。年平均降水量为300~400 mm，多集中于6-9月的植物生长季。2022年试验站牧草生长季累计降水量为1265.2 mm，其中7和8月降水量均在300 mm以上，气温在25 ℃以上；9和10月的降水量和气温较低，降水几乎没有，气温为15 ℃左右；2023年牧草生长季累计降水量为419.8 mm，其中7月降水量和气温均最大，分别达352.6 mm、28 ℃，6、10月降水量较低，几乎为0 mm。

1.2 试验材料

羊草选用‘吉生1号’，为多年生植物，具有抗旱、抗涝、抗盐碱的特性和适应性。星星草，多年生植物，种子来源为东北师范大学育成的具备野生种质的稳定品系。生物炭购自郑州泰岩净水材料有限公司，由玉米（Zea mays）秸秆在450 ℃左右热分解2 h制备，其基本理化性质如表1所示。

1.3 试验设计

在东北师范大学长岭种马场北甸子盐碱化试验田（44°45′ N，123°45′ E），设置3个不同生物炭处理，其中包括：对照处理（CK，无生物炭添加的羊草与星星草栽培）、添加生物炭处理1（T₁，生物炭添加量为20 t·hm^-2的羊草与星星草栽培）、添加生物炭处理2（T₂，生物炭添加量为40 t·hm^-2的羊草与星星草栽培），每个小区面积为15 m² （3 m×5 m） ，5次重复。播种前将生物炭按照所设置的对应浓度撒于土壤表面，通过旋耕机将生物炭和0~20 cm土层土壤混合均匀，全田不施加其他肥料。

播种前，利用5点取样法^［11］采集各小区土样，分析试验田的基本理化性质。结果如表2所示。

2022年6月，采用移栽方法种植羊草，移栽时需选择长势良好的羊草苗，并将其顶端剪掉，留地上部分（约4~5 cm），行距30 cm，株距10 cm。星星草采用条播方式播种，深度1~2 cm，行距20 cm，每个小区14行，播种量为45 kg·hm^-2。

1.4 样品采集与测定

于2022和2023年6月，在各个小区采用5点取样法^［11］采集0~20 cm土层土壤样品，用2 mm筛去除石块、碎根等杂物。采用环刀法^［12］测定土壤容重。所有样本采集筛选完毕后，将每份土样分为两份，一份用于土壤理化性质和养分含量的测定，另一份则储存于-80 ℃冰箱内，用于测定土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）等指标。

1.4.1 土壤理化性质的测定方法

钠（Na⁺）、钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）离子含量：称取过0.85 mm筛的风干土10.0 g，加入50.0 mL蒸馏水后，振荡离心，取上清液用原子吸收分光光度计（TAS-990F， 中国）测相应离子含量。钠吸附比（sodium adsorption ration，SAR）和碱化度（exchangeable sodium percentage，ESP）：分别参照孟昭甫^［13］的方法及中华人民共和国林业行业标准^［14］计算。土壤含水量：采用烘干恒重法^［15］测定。孔隙度=（1-土壤容重/土壤比重）×100%，土壤比重的测定参考李海宽等^［16］的方法。pH与电导率：依据土水比1∶5的比例用超纯水（ultrapure water， UP）浸提土壤样品，振荡并静置后用pH计（pHS-25，中国）、电导率仪（DDS-11A，中国）对上清液进行pH、电导率的测定。

1.4.2 土壤养分含量的测定

有效磷、有机碳含量：分别参照中华人民共和国国家环境保护标准-土壤有效磷^［17］、有机碳^［18］的测定方法。NH₄⁺-N、NO₃^--N含量：参考国家标准-土壤硝态氮、亚硝态氮和铵态氮^［19］的测定方法。

1.4.3 植物农艺性状的测定

2023年7月下旬，羊草和星星草种子进入成熟期，进行农艺性状和产量性状的测定。株高、茎粗、茎叶比、穗长、叶宽：参照张琦等^［20］的方法测定。饲草产量：参照刘青松等^［21］的方法测定。

1.4.4 植物生理指标的测定

选取羊草和星星草的完全展开顶叶进行采样与相关指标分析。叶绿素含量（chlorophyll content，Chl）：生长茂盛时，每个小区随机选取10株，用叶绿素仪（SPAD-502，日本）在叶片中部位置测定，尽量避开叶脉，记录平均值。可溶性糖含量（soluble sugar content，SSC）和脯氨酸含量（proline content，Pro）：参照鲁存海^［22］的方法测定。

1.5 数据统计与分析

采用SPSS 26.0软件分析数据。利用多因素方差分析（multifactorial-way ANOVA）和最小显著性差异（least significant difference， LSD）事后检验方法评价不同牧草不同生物炭处理间的土壤基本理化性质、营养物质含量及盐碱化指标的差异显著性，不同生物炭处理下的牧草在成熟期的生长性状以及牧草内含物的差异显著性；评价两年内生物炭处理、植物、年份因素对土壤交互作用的影响；对牧草产量与土壤指标、牧草内含物使用皮尔逊（Pearson）相关系数进行双尾检验从而得到相关性分析，P<0.05为显著相关，P<0.01为极显著相关。采用WPS office和Origin 2025绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同浓度生物炭、不同牧草对土壤理化性质的影响

以不同浓度生物炭处理、不同牧草和不同年份作为自变量，土壤理化性质指标作为因变量，进行方差分析（图1），结果表明：在盐碱地上加入生物炭处理后，种植羊草和星星草的条件下，土壤第一年pH和电导率在不同处理间均无显著差异（P>0.05），第二年pH与电导率在T₁处理下均显著低于CK和T₂（P<0.05）。羊草土壤含水量，第一年无显著差异，第二年随生物炭用量增加显著上升；星星草土壤含水量经过第一年生物炭处理后表现为T₁处理下最高，而次年呈现出与羊草大体相同的趋势，T₂处理的土壤含水率均显著高于CK。对于土壤孔隙度，在种植羊草时两年内添加生物炭处理后均显著高于CK；在种植星星草时，第一年无显著差异，第二年T₂处理显著高于T₁与CK。对于土壤容重，在羊草种植条件下，各年度添加生物炭后相较于CK均显著降低；在星星草种植条件下，仅第二年添加生物炭相较于CK显著降低（P<0.05）。对比羊草与星星草两个物种种植情况下，物种对土壤pH、电导率、孔隙度存在显著影响；羊草种植下土壤的pH、孔隙度较星星草略偏高，电导率则略偏低。生物炭处理与物种的交互作用均未对土壤理化性质产生显著影响。

2.2 不同浓度生物炭、不同牧草对土壤盐离子和氮素状态的影响

以不同生物炭处理、不同牧草和不同年份作为自变量，土壤盐离子性状指标作为因变量，进行方差分析（表3），结果表明：在盐碱地上，与CK相比，加入生物炭处理后，两年内羊草的土壤Na⁺含量均表现为显著降低（P<0.05），星星草土壤第一年无显著变化，第二年添加生物炭后显著降低。对于Ca²⁺而言，T₁较CK处理有所升高，第二年升高显著，而T₁较T₂处理除第二年星星草无显著差异外，不同物种不同年份均显著升高；第一年Mg²⁺含量仅种植星星草时T₂处理下较T₁与CK显著降低，第二年两种牧草种植下，T₂处理下Mg²⁺含量均显著高于T₁与CK（P<0.05）。对于SAR与ESP，除第一年种植羊草条件下，ESP无显著差异外，不同物种不同年份，T₁处理下始终显著低于T₂、CK；对于NH₄⁺-N、NO₃^--N，两种牧草种植下，第一年均无显著差异， T₁、T₂处理的第二年土壤铵态氮（NH₄⁺-N）较CK处理均显著升高，硝态氮（NO₃^--N）均有所升高。羊草与星星草对比下，仅Na⁺与Ca²⁺含量在0.05水平上有显著差异，羊草种植下不同处理的整体土壤Na⁺含量较星星草显著降低、Ca²⁺含量升高。生物炭处理与物种的交互作用对Na⁺含量、SAR和ESP存在显著影响（P<0.05）。此外，年份对于土壤盐离子和氮素状态均有显著影响。

2.3 生物炭添加对牧草农艺性状及饲草产量的影响

生物炭处理显著增加羊草饲草产量（P<0.05），分别比对照增加了12.9%和18.3%；星星草饲草产量分别比对照增加了3.6%、28.8%，表明中、重度盐碱土壤添加生物炭对羊草建植效果较好，而只有重度盐碱地添加生物炭才使星星草的产量增加。除茎粗外，物种对各农艺性状及饲草产量均有极显著影响（P<0.001，表4）。

T₂处理下羊草的株高较CK显著升高，叶宽和穗长较T₁、CK均显著提高（P<0.05），而在添加生物炭的星星草处理下上述指标未见显著性差异（P>0.05）。对于茎粗而言，两种牧草T₂处理下均显著高于T₁、CK；添加生物炭后，羊草茎叶比无显著差异，星星草茎叶比则显著高于CK组。生物炭处理对各农艺性状及饲草产量均有显著影响。

2.4 添加生物炭后牧草饲草产量与土壤理化性质的相关性

两种牧草的饲草产量均与土壤含水量、孔隙度呈显著正相关，与土壤容重呈显著负相关；且羊草饲草产量还与土壤有效磷、有机碳、铵态氮、硝态氮呈显著正相关（表5）。

2.5 生物炭添加对牧草生理性状的影响

牧草的生理指标可以间接体现牧草的生长环境胁迫程度，通常土壤盐碱化加剧会提升可溶性糖与脯氨酸的含量。以不同生物炭处理、不同牧草和不同年份作为自变量，植物生理性状指标作为因变量，进行方差分析（表6），结果显示：不同处理、不同物种对植物叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量均存在显著影响。添加生物炭后，羊草的叶绿素含量显著升高，T₁处理的可溶性糖和脯氨酸含量较CK有所降低，T₂处理较CK显著降低；而星星草各处理间无显著差异（P>0.05）。此外，生物炭处理与物种的交互作用对叶绿素与脯氨酸含量均有显著影响（P<0.01）。

2.6 牧草的饲草产量与其内含物的相关性

两种牧草的饲草产量均与脯氨酸含量显著负相关；对于可溶性糖而言，羊草的饲草产量与其呈显著负相关关系，而星星草无显著相关性（图2）。

3 讨论

3.1 添加生物炭对土壤性质的影响

在苏打盐碱土壤中添加生物炭，土壤孔隙度显著提高、土壤容重显著降低，主要归因于多孔结构生物炭的加入增加了土壤内部的空间，使结构更疏松，从而降低土壤体积质量（即土壤容重），增加孔隙度^［23］。这种结构改良效应同时解释了土壤含水量提升的现象，因为增加的孔隙网络显著增强了土壤的持水能力^［24］。目前生物炭对于pH的影响程度不一，主要与生物炭种类特性有关。本试验中生物炭添加对土壤pH的影响呈现时间异质性和剂量依赖性，加入不同生物炭处理后，第一年可能由于土壤自身强大的缓冲能力无显著变化；而第二年，pH与电导率呈现先降低再升高的变化趋势，主要原因可能为T₁处理条件增加了微生物的硝化作用加之使用的生物炭pH较土壤pH略低，导致整体pH的降低^［25］。同时，由于土壤含水量的增加及生物炭能有效吸附盐离子，土壤电导率也随之降低^［26］；T₂处理则可能由于添加了高剂量的生物炭，其所携带的可溶性碱离子及矿物质^［27］均可提高土壤pH及电导率，T₂处理下土壤pH及电导率与对照组无显著差异但高于对照组。

本试验中添加生物炭后，Na⁺含量显著降低，可能因为生物炭表面的官能团和吸附中心能很好地吸附土壤中的Na⁺，加之生物炭还会在土壤表面提供保护层，从而减少蒸发并阻止盐度随着水分向上移动^［28］。同时由于生物炭本身具有较高的钙、镁元素，且生物炭可释放常量营养素和微量营养素（Ca²⁺、Mg^2+［29］、氮^［30］等）抵消高盐浓度的负面影响，从而置换Na⁺，致使Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺-N、NO₃^--N含量升高，Na⁺含量降低。在T₂处理下，由于生物炭能促进植物对钙、镁的吸收（尤其是钙离子），因此添加不同量的生物炭，钙离子呈先升高再降低的变化趋势，SAR与ESP也随之先降低再升高。而羊草种植下土壤Na⁺含量较星星草种植下显著降低、Ca²⁺含量显著升高，可能由于羊草根系周围的生物量较大，有助于生物炭的交换作用。此外，生物炭对土壤酶活性和细菌丰度有间接影响，从而促进氮的转化过程及释放^［31］，且生物炭会减少NH₄⁺-N、NO₃^--N的浸出^［32］，也会导致NH₄⁺-N、NO₃^--N的增加^［33］。

3.2 添加生物炭对牧草性状及饲草产量的影响

本研究中添加生物炭后两种牧草的饲草产量均显著提高，主要由于生物炭使土壤含水量增加，保水效果更好，从而在盐碱地中缓解水分胁迫并支持最佳的光合作用活性^［34］，同时，生物炭的多孔结构使土壤孔隙度增加，通气性较好，为微生物群落的构建^［35］及根系生长提供了良好的支撑，且羊草的微生物丰度较星星草高^［36］，可以有效地促进营养物质的吸收运输，增加茎粗与饲草产量。此外，羊草对生长环境的耐受范围较星星草小，羊草饲草产量的提升还与土壤有效磷、有机碳、NH₄⁺-N、NO₃^--N有关。有研究表明，添加生物炭可以改善土壤的微生物特性^［37］，有效地提高植物对土壤养分的利用率^［38］，从而促进植株生长，增加株高、叶宽、穗长等从而提高饲草产量。

而植物的生长也会较好的促进土壤的改良。邓小宇等^［39］从羊草和星星草两种牧草根际共筛选到27株具有溶磷能力的菌株（其中羊草20株、星星草7株）可以促进有效磷的增加，且增加量超过150 mg·L^-1的菌株有4株，从而降低了土壤pH，改良盐碱地。

脯氨酸的积累被认为是植物在缺水条件下减少损害的反应之一^［40］，本试验中添加生物炭后，改善了土壤的质地，优良的生长条件会促进植物生长，降低脯氨酸的合成，脯氨酸与饲草产量呈负相关关系可以间接证明上述观点。同时由于生物炭的添加，盐分浓度降低，较为敏感的羊草体内渗透物质（可溶性糖）的含量也会随之下降，因此与饲草产量也呈负相关关系^［41］。此外，添加生物炭后羊草的叶绿素含量显著增加^［42］，加之土壤氮素含量与作物的饲草产量息息相关^［43］，添加生物炭可以提高土壤的氮素含量等理化性质从而实现对植物生理稳态的调节，同时生物炭对羊草的群体建立更有优势，表明生物炭-羊草的协同修复模式效果较生物炭-星星草更好，有利于更好地构建土壤理化改良-植物生理稳态调节-生态系统相协调的人工草地建植模式。

4 结论

首年添加生物炭对盐碱土壤物理性质的改良有限，但次年T₁处理下土壤pH和电导率降至最低，含水量、孔隙度随生物炭添加量的递增持续升高，土壤容重则持续下降。生物炭可以通过离子交换显著降低土壤Na⁺含量（T₁处理两年均提高Ca²⁺含量，T₂处理下首年种植星星草时Mg²⁺含量降低，次年显著升高），且羊草交换效果较好，同时NH₄⁺-N、NO₃^--N含量次年显著增加，SAR、ESP总体呈现T₁处理下显著降低，T₂波动较大，表明中剂量生物炭可加速土壤脱盐碱化。此外，生物炭通过改善土壤理化性质，显著提升羊草的叶绿素含量，同步降低脯氨酸和可溶性糖等渗透调节物质的含量，在土壤-植物的协同作用下，饲草产量大幅提高。但生物炭对星星草植物生理指标的影响较小，仅在T₂处理使饲草产量提升28.8%。因此，在中度盐碱区应优先采用生物炭-羊草协同人工草地建植模式，以高效修复盐碱草地并提升人工草地的饲草产量。

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基金资助

中国科学院战略性先导科技专项(XDA28110303)

国家重点研发计划(2022YFD1500503)

吉林省现代农业产业技术体系建设示范项目(JLARS-2025-050301)