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农田土壤是重要的土壤有机碳库，而广西采矿业的发展导致周边农田土重金属污染特别是锰污染情况日益加剧。锰污染会影响土壤中各类有机碳含量的变化，同时也会影响土壤酶活性、土壤微生物量碳，进而影响土壤有机碳的矿化，对土壤呼吸及有机碳的固定产生影响。因此，探讨农田土有机碳在锰污染环境胁迫下的动态变化，对于进一步了解环境变化下农田土的固碳减排具有重要意义。而在广西农业经济作物中，甘蔗作为一种重要的经济作物，收获加工后会产生大量的蔗渣，其成本低、资源丰富，是开发生物产品的理想候选，以其为原料制备生物炭用于改良土壤质量和修复土壤污染是现如今较常见的农业生物质残留物资源化途径。生物质炭的输入对于土壤有机碳的分解转化的影响对探明农田土壤固碳机理有着重要意义，而明确伴随锰污染农田有机碳转化则成为探讨环境污染胁迫下农田土壤有机碳矿化及固碳的关键。
本试验以蔗田土壤土和锰污染蔗田土壤为研究对象，通过100天室内恒温培养试验，将蔗渣生物炭及其改性生物炭添加到长期种植甘蔗以及受锰污染的蔗田土壤土样中，探究蔗渣生物炭及其改性生物炭对蔗田土壤及锰污染蔗田土壤理化性质、土壤活性碳组分、酶活性的影响；揭示蔗渣生物炭及其改性生物炭对蔗田土壤及锰污染蔗田土壤矿化及固碳的影响机制。为锰污染下的蔗田土壤固碳机制研究提供理论参考。
（1）土培试验结果表明土壤pH值随（未改性、改性）生物炭施加比例增加而增加，随时间递增变化不显著。土壤阳离子交换量、速效磷、速效钾含量随（未改性、改性）生物炭施加比例增加而增加，随培养时间增加而增加，改性生物炭的效果强于未改性生物炭。
（2）土培试验结果表明蔗渣生物炭的施入显著增加了蔗田土壤酶活性，锰污染蔗田土壤过氧化氢酶活性显著低于蔗田土壤，比蔗田土壤低9.01~10.64mg·g-1·min-1，改性生物炭蔗田土壤过氧化氢酶活性比锰污染蔗田土壤高3.32~7.01mg·g-1·min-1；改性生物炭蔗田土壤过氧化氢酶活性比施加蔗渣生物炭降低了15.08%~28.30%，改性生物炭锰污染蔗田土壤过氧化氢酶活性比施加蔗渣生物炭提高了94.54%~96.13%。蔗渣生物炭蔗田土壤和锰污染蔗田土壤不同比例生物炭的脲酶活性表现为5%＞2%＞0.5%＞0%，与蔗渣生物炭蔗田土壤土相比，改性生物炭对蔗田土壤土脲酶活性没有明显影响，而施加改性生物炭降低了锰污染蔗田土壤土脲酶活性，分别降低了20.20%（0.5%比例生物炭）、11.27%（2%比例生物炭）、5.10%（5%比例生物炭）。
（3）锰污染蔗田土壤土锰离子不同形态含量表现为可还原态＞弱酸提取态＞可氧化态＞残余态，各形态弱酸提取态、可还原态随时间的递增和生物炭施加比例的递增而减少，可氧化态、残余态随时间和生物炭施加比例的递增而增加。生物炭还田蔗田土壤土的影响土壤重金属形态一方面由于生物炭添加增加了土壤的pH值，从而影响了土壤重金属的吸附、解析、溶解、沉淀等；另一方面由于生物炭的本身的孔隙结构及吸附特性，从而影响了土壤重金属不同形态的转化。
（4）矿化试验结果表明土壤的CO2排放速率均随培养时间降低，且施加改性生物炭土壤的CO2排放速率显著低于未改性生物炭处理。土壤的CO2累计排放量均随培养时间增加，培养结束，5%、2%、0.5%蔗渣生物炭处理蔗田土壤土CO2累计排放量分别是对照（0%）的1.55、1.37、1.13倍，改性生物炭处理蔗田土壤土分别是对照（0%）的1.33、1.12、1.06倍，生物炭的添加对蔗田土壤土的矿化表现处促进的效果。2%、0.5%蔗渣生物炭处理锰污染蔗田土壤土CO2累计排放量与对照（锰0%）相比提升显著，但两处理差别不明显，5%蔗渣生物炭处理与对照（锰0%）相比，降低了9.12%，改性生物炭5%、2%、0.5%处理锰污染蔗田土壤土CO2累计排放量与CK相比，分别降低了41.55%、2.69%、13.45%，生物炭的添加对锰污染蔗田土壤土的矿化表现为抑制。（未改性、改性）生物炭对蔗田土壤土的激发效应为培养前期激发效应，后期为负激发效应，对锰污染蔗田土壤土的激发效应主要为负激发效应。C0（土壤碳潜在矿化量）/SOC值结果表明改性生物炭增加了土壤的固碳能力。
综上所述，蔗渣生物炭和改性生物炭的添加对蔗田土壤土培养前期表现为正激发效应，培养后期表现为负激发效应，说明生物炭还田蔗田土壤土短期内促进蔗田土壤土有机碳的矿化，而后抑制蔗田土壤土有机碳矿化，有助于蔗田土壤土的土壤固碳减排。蔗渣生物炭和改性生物炭的添加对锰污染蔗田土壤土主要表现为负激发效应，说明生物炭还田锰污染蔗田土壤土抑制蔗田土壤土有机碳矿化。并且由C0/SOC值反映出改性生物炭的固碳效果强于蔗渣生物炭。
本试验以蔗田土壤土和锰污染蔗田土壤为研究对象，通过100天室内恒温培养试验，将蔗渣生物炭及其改性生物炭添加到长期种植甘蔗以及受锰污染的蔗田土壤土样中，探究蔗渣生物炭及其改性生物炭对蔗田土壤及锰污染蔗田土壤理化性质、土壤活性碳组分、酶活性的影响；揭示蔗渣生物炭及其改性生物炭对蔗田土壤及锰污染蔗田土壤矿化及固碳的影响机制。为锰污染下的蔗田土壤固碳机制研究提供理论参考。
（1）土培试验结果表明土壤pH值随（未改性、改性）生物炭施加比例增加而增加，随时间递增变化不显著。土壤阳离子交换量、速效磷、速效钾含量随（未改性、改性）生物炭施加比例增加而增加，随培养时间增加而增加，改性生物炭的效果强于未改性生物炭。
（2）土培试验结果表明蔗渣生物炭的施入显著增加了蔗田土壤酶活性，锰污染蔗田土壤过氧化氢酶活性显著低于蔗田土壤，比蔗田土壤低9.01~10.64mg·g-1·min-1，改性生物炭蔗田土壤过氧化氢酶活性比锰污染蔗田土壤高3.32~7.01mg·g-1·min-1；改性生物炭蔗田土壤过氧化氢酶活性比施加蔗渣生物炭降低了15.08%~28.30%，改性生物炭锰污染蔗田土壤过氧化氢酶活性比施加蔗渣生物炭提高了94.54%~96.13%。蔗渣生物炭蔗田土壤和锰污染蔗田土壤不同比例生物炭的脲酶活性表现为5%＞2%＞0.5%＞0%，与蔗渣生物炭蔗田土壤土相比，改性生物炭对蔗田土壤土脲酶活性没有明显影响，而施加改性生物炭降低了锰污染蔗田土壤土脲酶活性，分别降低了20.20%（0.5%比例生物炭）、11.27%（2%比例生物炭）、5.10%（5%比例生物炭）。
（3）锰污染蔗田土壤土锰离子不同形态含量表现为可还原态＞弱酸提取态＞可氧化态＞残余态，各形态弱酸提取态、可还原态随时间的递增和生物炭施加比例的递增而减少，可氧化态、残余态随时间和生物炭施加比例的递增而增加。生物炭还田蔗田土壤土的影响土壤重金属形态一方面由于生物炭添加增加了土壤的pH值，从而影响了土壤重金属的吸附、解析、溶解、沉淀等；另一方面由于生物炭的本身的孔隙结构及吸附特性，从而影响了土壤重金属不同形态的转化。
（4）矿化试验结果表明土壤的CO2排放速率均随培养时间降低，且施加改性生物炭土壤的CO2排放速率显著低于未改性生物炭处理。土壤的CO2累计排放量均随培养时间增加，培养结束，5%、2%、0.5%蔗渣生物炭处理蔗田土壤土CO2累计排放量分别是对照（0%）的1.55、1.37、1.13倍，改性生物炭处理蔗田土壤土分别是对照（0%）的1.33、1.12、1.06倍，生物炭的添加对蔗田土壤土的矿化表现处促进的效果。2%、0.5%蔗渣生物炭处理锰污染蔗田土壤土CO2累计排放量与对照（锰0%）相比提升显著，但两处理差别不明显，5%蔗渣生物炭处理与对照（锰0%）相比，降低了9.12%，改性生物炭5%、2%、0.5%处理锰污染蔗田土壤土CO2累计排放量与CK相比，分别降低了41.55%、2.69%、13.45%，生物炭的添加对锰污染蔗田土壤土的矿化表现为抑制。（未改性、改性）生物炭对蔗田土壤土的激发效应为培养前期激发效应，后期为负激发效应，对锰污染蔗田土壤土的激发效应主要为负激发效应。C0（土壤碳潜在矿化量）/SOC值结果表明改性生物炭增加了土壤的固碳能力。
综上所述，蔗渣生物炭和改性生物炭的添加对蔗田土壤土培养前期表现为正激发效应，培养后期表现为负激发效应，说明生物炭还田蔗田土壤土短期内促进蔗田土壤土有机碳的矿化，而后抑制蔗田土壤土有机碳矿化，有助于蔗田土壤土的土壤固碳减排。蔗渣生物炭和改性生物炭的添加对锰污染蔗田土壤土主要表现为负激发效应，说明生物炭还田锰污染蔗田土壤土抑制蔗田土壤土有机碳矿化。并且由C0/SOC值反映出改性生物炭的固碳效果强于蔗渣生物炭。