發(fā)布時間：2022-01-27所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要: 利用生物炭改善逆境土壤越來越受到人們關(guān)注，滸苔生物炭用于濱海鹽堿土修復(fù)，不但可資源化利用滸苔，還可提高濱海土地儲備規(guī)模. 本文采用批量土壤培養(yǎng)的方法，探索 0% ～ 3% 添加量的滸苔生物炭對鹽堿土壤改良的效果和途徑. 結(jié)果表明，適用于鹽堿土壤改良的滸苔
摘要: 利用生物炭改善逆境土壤越來越受到人們關(guān)注，滸苔生物炭用于濱海鹽堿土修復(fù)，不但可資源化利用滸苔，還可提高濱海土地儲備規(guī)模. 本文采用批量土壤培養(yǎng)的方法，探索 0% ～ 3% 添加量的滸苔生物炭對鹽堿土壤改良的效果和途徑. 結(jié)果表明，適用于鹽堿土壤改良的滸苔生物炭最佳制備溫度為 400℃，最適添加量為 1. 5%; 最適添加量下，滸苔生物炭雖提高土壤鹽度( 0. 12% ) 和 pH 值( 1. 49% ) ，產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，但同時降低土壤 Na + /K + 55. 73%，增加礦物質(zhì)元素 1 倍以上，提高水分傳導(dǎo)性能等正效應(yīng); 滸苔生物炭改善土壤理化及生物性質(zhì)，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量、增強微生物活性和改善土壤營養(yǎng)可利用性，產(chǎn)生正效應(yīng)，表現(xiàn)為降低土壤容重 11. 35%，提高有機質(zhì) 42. 64%，提高總碳與總磷中有機碳與有效磷占比 3. 84 倍和 4. 15 倍，分別提升土壤蔗糖酶、脲酶及過氧化氫酶活性 2. 39、1. 18 和 1. 50 倍. 因此，滸苔生物炭對鹽堿土的正效應(yīng)多于負(fù)效應(yīng)，可用于濱海鹽堿土改良. 本研究為滸苔的資源化利用及濱海鹽堿區(qū)生態(tài)環(huán)境改善提供新的路徑.
關(guān)鍵詞: 滸苔生物炭; 鹽堿土壤; 土壤營養(yǎng); 土壤酶; 正效應(yīng); 負(fù)效應(yīng)
濱海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，土地需求旺盛，沿海鹽堿地是潛在的后備土地資源[1]，養(yǎng)分缺乏和鹽脅迫嚴(yán)重限制了沿海土壤的生產(chǎn)力. 迫切需要減輕鹽脅迫，改善土壤性質(zhì)，提升濱海土壤環(huán)境的生態(tài)服務(wù)功能.
生物炭對逆境 土 壤 的 改 善 作 用 逐 漸 受 到 重視[2，3]. 滸苔是在全球氣候變化、水體富營養(yǎng)化等影響下濱海地區(qū)經(jīng)常暴發(fā)的海洋大型海藻，嚴(yán)重危害海洋生態(tài)系統(tǒng)，亟需資源化利用[4]. 滸苔生物炭制備具備技術(shù)可行性[5]，據(jù)研究大型藻類生物炭的 pH 值為 7. 6 ～ 13. 7 [6]，呈堿性. 且生物炭對土壤 pH 值海洋生態(tài)系統(tǒng)，亟需資源化利用[4]. 滸苔生物炭制備具備技術(shù)可行性[5]，據(jù)研究大型藻類生物炭的 pH 值為 7. 6 ～ 13. 7 [6]，呈堿性. 且生物炭對土壤 pH 值的影響存在差異，F(xiàn)ellet 等[7]的研究發(fā)現(xiàn)施用 10% 生物炭時，礦尾土的 pH 值由 8. 1 增加到 10. 2，而 Liu 等[8]認(rèn)為施用堿性生物炭并不會增加土壤 pH 值. 那么，明確滸苔生物炭是否會加重鹽堿化程度是將其應(yīng)用到濱海土壤修復(fù)的重要前提.
據(jù)報 道，向沿海鹽漬土中添加低溫生物炭 ( 300℃ ) 顯著降低了土壤 pH 值和可交換鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)[9]. 對于微堿性土壤，高溫生物炭( 650℃ ) 施加量 10% 時導(dǎo)致較高的 pH 值，但施加量 5% 可降低堿度[10]. 可見熱解溫度影響生物炭電導(dǎo)率、pH 值等性質(zhì)[11]，施加量影響土壤改良效果及使用成本[12]. 盡管溫度對生物炭性質(zhì)及施用量對土壤和作物的影響有較多研究[13，14]，但是用于改良濱海鹽堿土壤的滸苔生物炭最佳熱解溫度及最佳添加量仍不明確.
濱海地區(qū)受鈉影響的土壤物理性質(zhì)差，如結(jié)構(gòu)差，導(dǎo)水率低，Na + 從土壤中陽離子交換位置置換 Ca 2 + ，破壞黏土顆粒的聚集[15]. 一般生物炭對土壤結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)的改善作用主要體現(xiàn)在其多孔隙結(jié)構(gòu)可降低土壤容重，大比表面可提供土壤微生物棲息地、提高土壤對氮肥等養(yǎng)分的吸持容量[16，17]，強離子交換能力能保留養(yǎng)分、減少淋溶和氣體損失、改善營養(yǎng)物質(zhì)的可利用性[18，19]. 但是滸苔生物炭對鹽堿土壤的影響效果和途徑仍不清晰.
本研究通過滸苔生物炭熱解實驗及土壤培養(yǎng)實驗，明確不同熱解溫度下滸苔生物炭的理化性質(zhì)和不同生物炭添加量對土壤鹽堿含量、物理化學(xué)性質(zhì)及生物性質(zhì)的影響，探索滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤改良的效果及途徑. 主要達到以下 3 個目的: ①適用于改良濱海鹽堿土的滸苔生物炭最佳制備溫度及最適添加量; ②滸苔生物炭對鹽堿土中鹽離子含量及 pH 值的影響; ③滸苔生物炭對鹽堿土物理、化學(xué)及生物性質(zhì)的影響. 本研究結(jié)果為滸苔資源化利用提供有效途徑，以期為濱海鹽堿地區(qū)鹽漬土改良技術(shù)研究提供理論基礎(chǔ).
1 材料與方法
1. 1 實驗材料
生物炭原材料為滸苔( Enteromorpha prolifera) ，綠藻綱，石莼科. 滸苔粉購買于中國海洋大學(xué)生物科技有限公司. 實驗前將滸苔粉用蒸餾水清洗數(shù)次后放置于 60℃烘箱中烘干備用.
供試 土 壤 為 山 東 省 東 營 市 濱 海鹽堿地區(qū) ( 37°51'563″N，119° 00' 290″ E) 的 表 層 土 ( 0 ～ 20 cm) ，具體理化性質(zhì)見表 1. 參照全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)( 按全國統(tǒng)一劃分的六級制分級) ，有機質(zhì)屬第四級( 10 ～ 20 g·kg - 1 ) ，全氮和有效磷屬第六級( 全氮 < 0. 5 g·kg - 1 、有效磷 < 3 mg·kg - 1 ) .可見濱海鹽堿土壤屬鹽堿含量高，養(yǎng)分缺乏土壤.
1. 2 實驗方法
滸苔生物炭的制備采用限氧慢速熱解法，設(shè)定溫度分別為 400℃和 600℃，得到的生物炭分別標(biāo)記為 BC400 和 BC600. 具體步驟為: 稱取滸苔粉 70 g 于 200 mL 瓷坩堝中，加蓋后置于馬弗爐，升溫( 升溫速率 10 ℃·min - 1 ) 至設(shè)定溫度，停留 2 h，自然冷卻后依次稱重、研磨、過篩( 0. 6 mm) 、漂洗、烘干 ( 60℃ ) 、密閉備用.
生物炭作用于鹽堿土壤的實驗中所用實驗容器為直徑 7. 5 cm、高 8. 5 cm、容量為 300 mL 的螺旋蓋杯，每杯裝 300 g 土( 以干土計) . 設(shè)計滸苔生物炭添加量 ( 質(zhì) 量 分 數(shù)) 分 別 0. 0% ( 對 照 組) 、1. 0%、 1. 5%、2. 0%、2. 5% 和 3. 0%，共 6 個處理組，每組 3 個平行. 保持每組土壤含水量為田間持水量的 60%，自然光源，溫度保持在 20 ～ 30℃ .
1. 3 分析測定方法
生物炭表征指標(biāo)的方法為: 采用 pH 計( LApH10，HACH) 測 pH 值; 采用便攜式電導(dǎo)率儀測電導(dǎo)率和鹽度; 稱重法測灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù); 采用比表面積儀( BET) ( Autosorb-iQ3，USA) 測生物炭比表面積; 采用元素分析儀( CHN，Vario ELIII，Elementar， Germany) 測生物炭的元素組成.
土壤指標(biāo)測試方法: 在實驗進行的第 10、30、 60 和 120 d 分別用 10 mL 針筒垂直取樣并充分混勻，自然風(fēng)干后進行土壤鹽度和 pH 值的測量[20，21].實驗第 120 d 測定土壤中離子及營養(yǎng)物質(zhì)含量，其中采 用 乙 酸 銨-氫 氧 化 銨 交 換-火 焰 光 度 法 ( LY/ T148-1999) 測量可交換鈉含量[22]; 采用離子色譜法測量 Na + 、K + 、Mg 2 + 和 Ca 2 + 含量[23]; 采用元素分析儀( Flash-2000 賽默飛世爾) 測量總碳和有機碳含量; 采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法( HJ 704- 2014) 測量有效磷含量[24]; 采用靛酚比色法測量土壤脲酶活性; 采用高錳酸鉀滴定法測量過氧化氫酶活性; 采用 3，5-二硝基水楊酸( DNS) 比色法測量蔗糖酶活性[25].
1. 4 數(shù)據(jù)處理與分析
數(shù)據(jù)處理采用畫圖軟件 Origin8. 0 和統(tǒng)計軟件 SPSS 16. 0. 雙因素方差分析比較各項測試指標(biāo)在實驗條件下的顯著性差異，顯著性水平 P < 0. 05.
2 結(jié)果與分析
2. 1 滸苔生物炭制備溫度優(yōu)選
不同溫度下滸苔生物炭基本性質(zhì)見表 2. 滸苔生物炭在 400℃時產(chǎn)率為 47. 56%，600℃產(chǎn)率降低 4. 92 個百分點. BC400 與 BC600 的灰分均在 40% 以上， BC600 高 12. 02 個百分點. 隨熱解溫度的升高，滸苔生物炭的 pH 及電導(dǎo)率增大. 比表面積隨熱解溫度升高而增大，BC600 為 BC400 的 1. 74 倍. BC600 的 C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比 BC400 高 2. 47%，H、O 和 N 則均低于 BC400. BC400 的 H/C 和 O/C 均高于 BC600.
考慮生物炭的產(chǎn)率低時有機物質(zhì)分解嚴(yán)重并增加生產(chǎn)成本[26]，高 pH 值可能會加重土壤堿度和植物生長所受到的鹽堿脅迫[27]等因素，結(jié)合熱解溫度越高，生 物 炭 含 碳 量、穩(wěn)定性及固炭率降低等特點[28]，BC400 的產(chǎn)率、pH 值、電導(dǎo)率、元素組成及原子比等指標(biāo)優(yōu)于 BC600. 雖然 BC600 比表面積高于 BC400 約 1. 63 倍，但是 Vaughn 等[29]的研究指出比表面積大于100 m2 ·g - 1 的生物炭即可作為土壤改良劑，具有為土壤微生物提供良好的棲息環(huán)境，提高對養(yǎng)分元素的吸持容量 等 作 用[30]. 因 此，本 文 選 擇 400℃作為滸苔生物炭的生產(chǎn)溫度，探究 BC400 對濱海地區(qū)鹽漬土的改良效果.
2. 2 滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤鹽堿度及離子含量的影響
2. 2. 1 鹽度和 pH 值
滸苔生物炭( 400℃ ) 對濱海土壤鹽度和 pH 值的影響見圖 1. 隨生物炭添加量升高，鹽度和 pH 值整體上呈輕微升高趨勢. 隨實驗歷時的延長，相同添加量下鹽度先升高后趨于穩(wěn)定，pH 值先升高后降低再趨于穩(wěn)定，變化整體不顯著. 實驗周期內(nèi)，鹽度比對照組增加 0. 12% ～ 3. 10%，pH 值增加 1. 49% ～ 5. 10%，1. 5% 處理組的鹽度及 pH 值增加最小.
滸苔生物炭對土壤鹽堿狀態(tài)的影響程度決定其是否可用于鹽漬土改良. 本研究中滸苔生物炭提升土壤鹽度，一方面因為生物炭自身的鹽度，另一方面生物炭表面吸附土壤鹽離子達飽和后，釋放 Ca 2 + 、 K + 和 Mg 2 + 等離子導(dǎo)致鹽度增加[31]，但添加量低于 2% 時，土壤鹽度增加不顯著. 對于 pH 值，添加滸苔生物炭 30 d 后 pH 值降低可能與土壤中 Ca 2 + ，Mg 2 + 等置換生物炭表面羧基( —COOH) 上的質(zhì)子( H) 有關(guān)[32]，如果所能置換的質(zhì)子飽和，生物炭本身的高 pH 則提高土壤 pH 值，但本研究中生物炭添加量不高，土壤是一個巨大的緩沖體系，pH 值變化不顯著 ( P < 0. 05) . 因此，滸苔生物炭存在增加土壤鹽堿的負(fù)效應(yīng)，但該作用輕微，可通過明確其對土壤物理化學(xué)及生物性質(zhì)的作用，綜合評估用于濱海鹽堿土壤改良的可行性.圖 2 滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤中離子含量的影響 Fig. 2 Effect of Enteromorpha prolifera biochar on ion content in coastal saline and alkali soil
2. 2. 2 離子含量
滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤中離子含量的影響見圖 2. 可交換鈉含量隨生物炭添加量增加而升高，但變化不顯著. 從 1%處理組開始，每增加 0. 5% 的生物 炭，可 交 換 鈉 提 高 2. 82%、3. 36%、9. 86% 和 5. 63% . Na + 含量隨生物炭添加量增加而顯著提高，相比對照組，各處理組依次提高 14. 15%、16. 47%、 29. 12%、37. 53%和 42. 83%，1. 0%與 1. 5%的 Na + 含量無顯著變化，2. 0% 處理組為 1. 5% 處理組的 1. 12 倍. K+ 含量隨生物炭添加量增加而顯著升高，相比對照組，各處理組依次提高 1. 57、1. 96、2. 5、3. 34 倍和 3. 51 倍. Na + /K+ 隨生物炭添加量增加顯著降低，相比對照組，1. 5% 的添加量可降低 Na + /K+ 55. 73%， 2. 5%的處理組降低 Na + /K+ 比例最高 32. 85% .
Mg 2 + 和 Ca 2 + 含量隨生物炭添加量的增加而顯著增加. 相比對照組，Mg 2 + 含量分別提高 1. 18、1. 30、 1. 40、1. 54 和 1. 58 倍，Ca 2 + 含 量 分 別 提 高 1. 23、 1. 45、1. 60、1. 83 和 2. 01 倍. 每增加 0. 5%生物炭，提高 Mg 2 + 和 Ca 2 + 含量比例最高的是生物炭添加量 2. 5%的處理組，分別提高 13. 69%和 23. 87% .
土壤可溶性鈉含量可以反映土壤鹽堿板結(jié)程度，只有可交換鈉才能被植物根系吸收，使植物體受到脅迫，威脅植物生長[33]. 本研究中實驗周期 120 d 內(nèi)滸苔生物炭( 添加量≤3% ) 不會顯著增加土壤中可交換鈉含量，說明植物受到的鹽脅迫不會加重. 雖然滸苔生物炭提高了 Na + 含量，但同時 K + 含量增加，Na + /K + 顯著降低，說明滸苔生物炭對土壤鹽分增加起到一定的抑制效應(yīng)，同時還會增加 Mg 2 + 和 Ca 2 + ，提高土壤礦物質(zhì)營養(yǎng).
2. 3 滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤物理化學(xué)性質(zhì)的影響
2. 3. 1 容重和有機質(zhì)
土壤培養(yǎng) 120 d 后容重及有機質(zhì)的變化見表
3.生物 炭 的 添 加 明 顯 減 小 土 壤 容 重 ( 8. 51% ～ 21. 28% ) ，且添加量越大越顯著. 生物炭的添加明顯增加土壤有機質(zhì)含量，與對照組相比，處理組有機質(zhì)含量增加 33. 75% ～ 62. 93%，每增加 0. 5% 生物炭，有機質(zhì)含量增加 3. 89% ～ 6. 64%，1. 5% 處理組增加的比重最高.
容重是土壤物理結(jié)構(gòu)性質(zhì)的重要指標(biāo)[34]，有研究表明粉砂壤土上施用 2. 5% 的生物炭，顯著降低土壤容重 12. 5%[35]，本研究中施用 2. 5% 滸苔生物炭降低濱海鹽堿土壤容重 15. 6%，使土壤形成疏松結(jié)構(gòu)，降低土壤板結(jié)程度，更有利于土壤營養(yǎng)的釋放和養(yǎng)分的保留[36，37]. 而且滸苔生物炭作為結(jié)構(gòu)高度芳香化的富碳物質(zhì)，具有極強的吸附能力，能夠把土壤中小的有機分子吸附聚合成有機質(zhì)[38]，顯著提升了土壤有機質(zhì)含量. 總之滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤的營養(yǎng)狀態(tài)影響呈正效應(yīng)，這將在土壤中碳及磷營養(yǎng)元素含量變化的結(jié)果中進一步得到驗證.
2. 3. 2 碳與磷
滸苔生物炭對土壤中碳和磷元素的影響見圖 3. 隨生物炭添加量的增加，總碳、總有機碳含量及總碳中有機碳占比均顯著升高. 各處理組總碳含量比對照組提升 42. 04%、64. 08%、88. 06%、116. 71% 和 140. 67%，總有機碳含量是對照組的 4. 39、 6. 29、8. 08、10. 58 和 12. 31 倍. 總碳中有機碳占比高于對照組 22. 05% ～ 43. 38%，其中，1. 5% 處理組 提 升 幅 度 最 大 ( 較 1. 0% 處 理 組 提 升 7. 84% ) . 添加生物炭顯著提升總磷及有效磷含量，且生物炭添加量與總磷中有效磷占比呈顯著正相關(guān)( P < 0. 05) . 相比對照組，各處理組總磷提升 3. 33%、7. 49%、16. 71%、18. 44% 和 21. 51% .添加生物炭可提高有效磷含量 3. 11 ～ 9. 65 倍. 有效磷占比平均提高 5. 42 倍，每增加 0. 5% 生物炭，有效磷占比平均提升 1. 23 倍.
土壤碳元素是評價土壤養(yǎng)分及肥力高低的重要指標(biāo). 本研究中滸苔生物炭在土壤中 120 d 后，有機 碳 穩(wěn) 定 性 上 升，與本文結(jié)果類似，Bhaduri 等[39]的研究發(fā)現(xiàn)添加花生殼生物炭顯著提高鹽漬土中有機碳含量，這可能與有機碳礦化量減少有關(guān). 磷是植物生長所必需的大量養(yǎng)分元素. 本研究中滸苔生物炭能夠顯著提高鹽堿土中有效磷含量，一方面與滸苔生物炭豐富的孔隙體積、大比表面積影響磷的化學(xué)行為和有效性有關(guān)[40]，另一方面與生物炭提高土壤中 Ca2 + 和 Mg2 + 含量( 圖 2) ，改變有機質(zhì)含量( 表 3) 有關(guān)[41]. 因此，滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤物理化學(xué)性質(zhì)的影響呈正效應(yīng)，促進土壤營養(yǎng)積累.
2. 4 滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤生物性質(zhì)的影響
滸苔生物炭對土壤中蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶活性的影響見圖 4. 生物炭的添加導(dǎo)致土壤蔗糖酶及脲酶活性升高，蔗糖酶活性依次為對照組的 1. 39、2. 39、3. 71、4. 27 和 5. 68 倍，脲酶活性依次為對照組的 1. 10、1. 18、1. 23、1. 34 和 1. 43 倍. 1% 處理組蔗糖酶及脲酶活性升高均不顯著，每增加 0. 5% 生物 炭，蔗糖酶及脲酶活性平均分別提高 1. 07 和 0. 08 倍，且 1. 5% 處理組與 3. 0% 組對脲酶活性的提高倍數(shù)相當(dāng). 土壤過氧化氫酶活性隨生物炭的增加呈先升高后降低趨勢，在 1. 5% 處理組達最高值，為對照組的 1. 50 倍.
土壤酶主要來源于微生物，特別是蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶，其中蔗糖酶及脲酶對增加土壤中易溶性營養(yǎng)物質(zhì)起重要作用，與土壤微生物數(shù)量及土壤呼吸強度有重要關(guān)系，能夠反映土壤肥力水平，過氧化氫酶促進土壤中過氧化氫的分解，防止它對生物體 的 毒 害 作 用. 本研究中滸苔生物炭添加量 1. 5%，實驗 120 d 時蔗糖酶和脲酶活性顯著提升，過氧化氫酶活性達最高，說明滸苔生物炭可釋放土壤中的微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)[42]，對微生物生長，活性和多樣性產(chǎn)生不利影響較小[43，44]，對土壤肥力提高產(chǎn)生正效應(yīng).
3 滸苔生物炭改善濱海鹽堿土壤的效果及途徑
3. 1 滸苔生物炭最佳添加量
本研究中滸苔生物炭添加量為 1. 5% 時，對土壤的有機質(zhì)、有機碳占比和過氧化氫酶活性這 3 個指標(biāo)的影響最顯著; 添加量為 2. 0% 時對總磷的影響最顯著; 添加量為 2. 5% 時對總碳、總有機碳、有效磷、有效磷占比、Na + /K + 、K + 、Mg 2 + 和 Ca 2 + 等指標(biāo)的影響效果最好. 生物炭如秸稈生物炭作為土壤改良劑使用時需要考慮制備、能源消耗及人工等成本[45]，魏永霞等[46]的研究發(fā)現(xiàn)提高玉米產(chǎn)量的生物炭最佳施用模式為連續(xù) 3 a 施加 35. 63 t·hm - 2 ( 1. 5% ) . 而且，Jiang 等[47]的研究發(fā)現(xiàn) 1 ～ 5% 的生物炭施用量對土壤微生物的生長和土壤碳存儲最為有益. 周鳳等[48]的大田實驗研究表明生物炭添加量必須控制在合理的范圍內(nèi)( 約 1. 0% ) ，添加量過高則對土壤微生物的代謝活性及豐富度指數(shù)等產(chǎn)生不良影響. 本研究初步估計每增加 0. 5% 的生物炭可能需要增加 1 /3 的成本[49]，但是滸苔生物炭用于農(nóng)業(yè)方面還處于研究階段，沒有形成市場，無法得知市場價格，鑒于滸苔原材料易得，作為生物炭回用于土壤改良具有顯著的環(huán)境效益，是值得期待的. 因此，綜合考慮滸苔生物炭添加量適宜控制在 1. 5%，可達到對鹽堿土壤性質(zhì)改善及營養(yǎng)調(diào)整的作用.
3. 2 滸苔生物炭改善濱海鹽堿土壤的正負(fù)效應(yīng)平衡
滸苔生物炭對濱海鹽堿土壤的物理化學(xué)及生物性質(zhì)的影響效應(yīng)分負(fù)效應(yīng)與正效應(yīng)，各效應(yīng)的影響途徑不同，見圖 5. 本研究中滸苔生物炭本身陽離子交換量較高，電導(dǎo)率較高，加入土壤后產(chǎn)生疊加作用，提高土壤鹽堿含量，但提升幅度較小，隨著加入時間的延長，對土壤的負(fù)效應(yīng)逐漸得到抵消. 主要抵消途徑有二: 其一，滸苔生物炭改善土壤孔隙度和水力傳導(dǎo)率，加速鹽的浸出[50]，而且生物炭表面吸附鈉鹽或細(xì)孔對鹽的物理截留，降低了鹽濃度，同時生物炭覆蓋減少蒸發(fā)，導(dǎo)致表層土壤中鹽分積累減少[51]; 其二，土壤溶液的高鹽度將吸附的陽離子推向更接近土壤顆粒表面，將土壤團聚體保持在一起，增加了土壤絮凝作用[52]，保持良好的孔隙度，提高受鹽害土壤的空氣和水分傳導(dǎo)性能[53].
滸苔生物炭對鹽堿土壤的正效應(yīng)主要表現(xiàn)為降低土壤容重，增加有機質(zhì)、有機碳、總碳、有效磷、總磷及鉀營養(yǎng)含量( 圖 5) . 首先，通過改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)，滸苔生物炭緩慢釋放的有機物質(zhì)能夠結(jié)合多價陽離子和黏土顆粒，改善受鹽影響土壤的板結(jié)狀態(tài)[54]，增加土壤中水穩(wěn)定性聚集體，改善土壤結(jié)構(gòu)，減少淋溶和氣體損失[55]，改善營養(yǎng)物質(zhì)的可利用性，增加土壤營養(yǎng)[56，57]; 其次，改善鹽堿土壤生物性質(zhì)，增強土壤中微生物活動，影響土壤中的 C 和 N 循環(huán)，改善土壤營養(yǎng)狀況[58].
4 結(jié)論
滸苔生物炭可用于改良濱海鹽堿土壤，最適制備溫度 400℃，最佳添加量為 1. 5% . 滸苔生物炭對鹽堿土的改良效應(yīng)表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)和正效應(yīng). 負(fù)效應(yīng)為輕微增加土壤鹽堿含量，但 是 Na + /K + 降 低 和 Mg 2 + 、Ca 2 + 的增加促進土壤絮凝作用，增加土壤水分傳導(dǎo)性能，負(fù)效應(yīng)表達不顯著; 正效應(yīng)為提高土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量，改善土壤營養(yǎng)物質(zhì)可利用性，增加土壤結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，增強微生物活動. 總之，滸苔生物炭對濱海地區(qū)鹽堿土營養(yǎng)狀態(tài)的影響效應(yīng)整體上為正效應(yīng)，可進行推廣應(yīng)用.——論文作者：吳丹1 ，孫萍1 ，路鵬展1 ，陳友媛1，2* ，郭嘉夢1 ，劉明1 ，王磊3 ，張彩杰4
