秸稈生物質(zhì)炭具有減緩農(nóng)田土壤酸化和抑制硝化作用的雙重功效
2019-08-06
秸稈生物質(zhì)炭能夠通過(guò)表面羧基陰離子(-COO-)的質(zhì)子化作用，提高土壤的pH緩沖容量和抗酸化能力。然而，高強(qiáng)度利用背景下農(nóng)田土壤酸化速度不僅取決于土壤自身抗酸化能力，也決定于土壤的硝化產(chǎn)酸作用。中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所徐仁扣課題組時(shí)仁勇博士研究發(fā)現(xiàn)秸稈生物質(zhì)炭具有減緩農(nóng)田土壤酸化和抑制硝化作用的雙重功效。
用花生秸稈炭、稻草炭和Ca(OH)2將第四紀(jì)紅黏土發(fā)育的紅壤的pH調(diào)至相似值，然后添加尿素進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，與Ca(OH)2處理相比，添加稻草炭和花生秸稈炭有效抑制培養(yǎng)過(guò)程中土壤pH下降和交換酸的增加。生物質(zhì)炭降低了土壤硝化細(xì)菌（AOB）的豐度，抑制了土壤硝化作用。相較于Ca(OH)2處理，稻草炭和花生秸稈炭處理分別使培養(yǎng)過(guò)程中硝化產(chǎn)酸量降低7.5mmol/kg和1.4mmol/kg。
另一方面，生物質(zhì)炭的添加有效提高了土壤的抗酸化能力，花生秸稈炭和稻草炭分別使土壤pH緩沖容量提高32%和22%。
本研究中，花生秸稈炭以提高土壤抗酸化能力為主，而稻草炭的主要作用機(jī)制是抑制土壤硝化作用，但兩種生物質(zhì)炭均具有提高土壤抗酸化能力和抑制硝化作用的雙重功效。研究結(jié)果近期發(fā)表在Chemosphere (2019, 234: 43-51)上。
