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生物炭改良土壤的机理是什么?

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生物炭改良土壤的机理是什么?

发布日期:2019-03-01 00:00 来源:http://www.nyhongyiyuan.com 点击:

生物炭能够增加土壤肥力,提高作物产量,是学者们通过观察大量实验现象得出的事实,但具体机理还有待探究,目前文献认为可能的原因有如下几点:

首先,生物炭能够显著提高土壤pH、改变土壤质地、增大盐基交换量,从而引起土壤CEC增加。同时Lehmann等还认为由于生物炭含有丰富的芳环结构和羟羧基等基团,显著增加了离子交换的位点,其表面交换活性更高,因此施加生物炭之后,土壤的CEC水平显著提高,影响植物对营养元素的吸收效果。

河南有机肥厂家指出施用生物炭能够促进土壤有机质(SoilOrganic Matter,SOM)水平的提高,一方面生物炭能吸附土壤有机分子,通过表面催化活性促进小的有机分子聚合形成SOM,另一方面生物炭本身极为缓慢的分解有助于腐殖质的形成,通过长期作用促进土壤肥力的提高。如Glaser等认为,在热带地区,含有生物炭的土壤由于其高度的化学稳定性和生物稳定性,相较其它形式的有机质更难以在高温高湿环境下被分解,从而提高了SOM含量,成为其重要的“库”。

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另外,生物炭能够有效调控土壤中营养元素的循环。生物炭独特的表面特性使其对土壤水溶液中不同形态存在的营养元素有很强的吸附作用,同时,施加生物炭之后土壤的持水能力和供水能力获得提高,生物炭通过减少水溶性营养离子的溶解迁移避免营养元素的淋失,并在土壤中持续而缓慢地加以释放,相当于营养元素的缓释载体,从而达到保持肥力的效果。生物炭能够通过调节硝化和反硝化过程避免氮素流失。

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气状况,降低厌氧程度,从而抑制反硝化作用。生物炭和其它有机或无机肥料配合施用,作物增产效果更佳。生物炭的多孔性和表面特性能够为微生物生存提供附着位点和较大空间,同时调控土壤微环境的理化性质,影响和调控土壤微生物的生长、发育和代谢,进而改善土壤肥力。

生物炭能改变有毒元素的形态,降低有毒元素对作物以及对环境的危害,有助于植株正常发育。许多学者认为,施用生物炭能显著增大土壤pH,由此降低Al、Cu、Fe等重金属可交换态的含量,与此同时增加Ca和Mg等植物必不可少元素的可利用性,一方面减轻了有害元素对作物生长过程中的伤害,另一方面增加了植物对营养元素的摄取,从而促进了植株的生长。



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