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生物炭改良土壤的機理是什么?

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生物炭改良土壤的機理是什么?

發布日期:2019-03-01 00:00 來源:http://www.basqq.com 點擊:

生物炭能夠增加土壤肥力,提高作物產量,是學者們通過觀察大量實驗現象得出的事實,但具體機理還有待探究,目前文獻認為可能的原因有如下幾點:

首先,生物炭能夠顯著提高土壤pH、改變土壤質地、增大鹽基交換量,從而引起土壤CEC增加。同時Lehmann等還認為由于生物炭含有豐富的芳環結構和羥羧基等基團,顯著增加了離子交換的位點,其表面交換活性更高,因此施加生物炭之后,土壤的CEC水平顯著提高,影響植物對營養元素的吸收效果。

河南有機肥廠家指出施用生物炭能夠促進土壤有機質(SoilOrganic Matter,SOM)水平的提高,一方面生物炭能吸附土壤有機分子,通過表面催化活性促進小的有機分子聚合形成SOM,另一方面生物炭本身極為緩慢的分解有助于腐殖質的形成,通過長期作用促進土壤肥力的提高。如Glaser等認為,在熱帶地區,含有生物炭的土壤由于其高度的化學穩定性和生物穩定性,相較其它形式的有機質更難以在高溫高濕環境下被分解,從而提高了SOM含量,成為其重要的“庫”。

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另外,生物炭能夠有效調控土壤中營養元素的循環。生物炭獨特的表面特性使其對土壤水溶液中不同形態存在的營養元素有很強的吸附作用,同時,施加生物炭之后土壤的持水能力和供水能力獲得提高,生物炭通過減少水溶性營養離子的溶解遷移避免營養元素的淋失,并在土壤中持續而緩慢地加以釋放,相當于營養元素的緩釋載體,從而達到保持肥力的效果。生物炭能夠通過調節硝化和反硝化過程避免氮素流失。

此外,生物炭具有多孔和低密度的特性,施用后能改善土壤通氣狀況,降低厭氧程度,從而抑制反硝化作用。生物炭和其它有機或無機肥料配合施用,作物增產效果更佳。生物炭的多孔性和表面特性能夠為微生物生存提供附著位點和較大空間,同時調控土壤微環境的理化性質,影響和調控土壤微生物的生長、發育和代謝,進而改善土壤肥力。

生物炭能改變有毒元素的形態,降低有毒元素對作物以及對環境的危害,有助于植株正常發育。許多學者認為,施用生物炭能顯著增大土壤pH,由此降低Al、Cu、Fe等重金屬可交換態的含量,與此同時增加Ca和Mg等植物必不可少元素的可利用性,一方面減輕了有害元素對作物生長過程中的傷害,另一方面增加了植物對營養元素的攝取,從而促進了植株的生長。



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