论文部分内容阅读
本文旨在探究生物质炭对黑土磷素迁移淋失的影响及作用机制,为利用生物质炭调控农业面源污染提供参考和依据。选择由玉米秸秆、稻壳、松木制备的生物质炭,在不同添加比例（0,0.6%,1.2%,3.6%,6%）条件下通过室内土柱模拟淋溶实验,进行了生物质炭对黑土淋溶液中总磷及各种形态磷含量、淋溶土柱中各土层的全磷含量、淋溶液的体积、累积淋溶体积影响的研究,并从生物质炭对磷的吸附-解吸作用、生物质炭与黏粒矿物混合物对磷的吸附-解吸作用及生物质炭的特性等方面揭示其影响机制。结果表明:松木生物质炭对减少淋溶体积的效果更好;累积淋溶体积与生物质炭添加量呈负相关关系,6%处理的累积淋溶体积显著低于其他处理。就种类来说,添加松木生物质炭的全磷累积淋失量最少;就添加比例来说,添加比例为1.2%时玉米秸秆生物质炭和松木生物质炭的全磷累积淋失量显著小于其他处理,稻壳生物质炭的添加比例为3.6%时,全磷累积淋失量较少。生物质炭对减少磷素垂直迁移的效果表现为:松木生物质炭>玉米秸秆生物质炭>稻壳生物质炭处理;1.2%>0.6%>3.6%>6%处理。选择适宜种类和添加量的生物质炭可以有效地减少磷素在土壤中的纵向迁移和淋溶损失。随着生物质炭添加比例的增加,生物质炭土壤对磷的吸附量先增加后减少,添加比例为1.2%时,土壤对磷的吸附量最大。不同生物质炭的添加对黑土磷的吸附能力影响顺序为:松木生物质炭>玉米秸秆生物质炭>稻壳生物质炭。添加松木生物质炭的黑土吸附磷的实测最大量为0.697 mg·g-1。随着加入磷溶液浓度的增加,添加生物质炭的黑土对磷的吸附量和解吸量也随之增加,但增加幅度逐渐变小。添加生物质炭的黑土对磷的等温吸附曲线符合Langmuir吸附方程。在不同生物质炭添加量下,生物质炭-粘土矿物混合体对磷的吸附量均随着平衡时溶液中磷素浓度的增加而增加。Langmuir方程可以更好地描述不同生物质炭种类及添加比例与粘土矿物的混合体对磷素的吸附过程。生物质炭-粘土矿物混合体与单一粘土矿物相比,均表现出稍强的吸附作用。对于粘土矿物种类来说,生物质炭-蒙脱石混合体对磷素的吸附能力最大,解吸能力最弱;其次为生物质炭-蛭石混合体;生物质炭-伊利石混合体对磷素的吸附作用最弱。对于生物质炭的种类来说,松木生物质炭-粘粒矿物混合体对磷素的吸附性要大于玉米秸秆生物质炭-粘土矿物混合体,稻壳生物质炭-粘土矿物混合体对磷素的吸附能力最小,而解吸能力则刚好相反;对于生物质炭的添加比例而言,三种生物质炭添加比例为1.2%时,生物质炭-粘土矿物混合体对磷素的吸附能力均最大,解吸率最低。