生物炭对红壤团聚体稳定性及胶体磷释放的影响

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:u20051026
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南方红壤是我国粮食的重要生产基地。保护和改良红壤、提升其耕地质量对我国粮食安全有着重要意义。近年来,机械化耕作力度大、化肥投入高、土壤酸化和养分流失严重等问题严重限制了红壤的生产力。本研究以江西红壤区的水稻土和菜园土为研究对象,通过室内培养试验,探究了生物炭改良对红壤结构、磷吸附性能、胶体磷释放的影响,以期为红壤生物炭改良提供理论依据。共研究了三种磷含量不同的土壤(S1、S2、S3),分别添加木质生物炭(WBC)、鸡粪生物炭(MBC)、油菜秸秆生物物炭(SBC)后,三种土壤团聚体组成和稳定性、土壤对磷的吸附性能、土壤胶体磷(Pcoll)释放等方面的响应。同时,综合评价了团聚体稳定性、磷吸附性能对胶体磷释放的影响。主要研究结果如下:1、三种生物炭一致促进了土壤干筛大团聚体的分散,使其向微团聚体转变,降低了干筛团聚体的稳定性。但是,不同生物炭对土壤水稳性团聚体的影响有差异。添加WBC均能促进三种土壤微团聚体向大团聚体转移,增强土壤团聚体水稳定性。MBC与SBC效果相似,添加这两种生物炭对S1土壤团聚体组成和水稳定性无显著影响;降低了S2土壤大团聚体含量,降低其团聚体水稳性;促进了S3土壤微团聚体向大团聚体转移,增加其团聚体水稳性。2、三种土壤中,对磷吸附最强的是S2(Smax=702 mg/kg),其次是S1(Smax=320mg/kg)和S3(Smax=355 mg/kg)。影响土壤磷吸附能力差异的主要因素是土壤无定型铁(FeOX3+)含量,S2土壤中Fe3+OX含量(8.4g/kg)高于S1(4.9g/kg)和S3(3.2g/kg)。三种生物炭对磷的吸附能力依次是SBC、MBC、WBC,主要决定于生物炭中所含的钙镁矿物含量。添加生物炭对土壤磷吸附的净效应由生物炭与土壤磷吸附能力共同决定。在磷吸附量高的土壤(S2)中需添加磷吸附量更强的生物炭(SBC)才能增加磷的吸附;相反,在磷吸附能力弱的土壤中,加入磷吸附能力相对弱的生物炭就能增强磷的吸附。3、生物炭均能促进土壤胶体的释放,但土壤水分散性胶体磷的释放并非仅由胶体释放量决定。三种土壤中,含磷量最高的S1的Pcoll与真溶态磷含量最高,而S2与S3的Pcoll与真溶态磷均小于1mg/kg。添加磷吸附能力较强的SBC能降低S1的Pcoll与真溶态磷含量,但添加高磷含量的MBC显著提高了三种土壤的Pcoll与真溶态磷含量。4、相关分析表明土壤团聚体稳定性与胶体磷释放呈负相关(Pcoll与团聚体破坏率(PAD0.25)、团聚体几何平均直径(GMD)、团聚体平均重量直径(MWD)的相关性系数r分别为:0.323,-0.281,-0.295;显著性:p<0.001)。增加土壤团聚体稳定性有利于阻控胶体磷的释放,从而降低磷流失和环境风险。添加SBC的土壤中,胶体磷的释放与磷吸附容量K呈极显著负相关关系(r=-0.594,p<0.01),说明土壤对磷的吸附性能也是影响土壤胶体磷释放的因素。
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