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熱解秸稈的碳化設備對耕地土壤修復大有作為
發(fā)布時間:
2018/03/27
由于銨態(tài)氮肥的過量施用及酸沉降的影響，近30年來我國亞熱帶地區(qū)農(nóng)田土壤加速酸化，導致土壤肥力下降，鋁錳毒害加重，危害農(nóng)作物生長，使作物減產(chǎn)，農(nóng)民減收。雖然施用堿性改良劑能中和土壤酸度，減輕酸化的危害?！ 〉S著作物種植和施肥等農(nóng)業(yè)活動的持續(xù)進行，土壤酸化還會再次發(fā)生。如能通過一定的技術措施提高土壤的抗酸化能力，則可減緩土壤酸化的進程，減輕酸化的危害。土壤pH緩沖容量是決定土壤酸化難易的關鍵因素，增
由于銨態(tài)氮肥的過量施用及酸沉降的影響，近30年來我國亞熱帶地區(qū)農(nóng)田土壤加速酸化，導致土壤肥力下降，鋁錳毒害加重，危害農(nóng)作物生長，使作物減產(chǎn)，農(nóng)民減收。雖然施用堿性改良劑能中和土壤酸度，減輕酸化的危害。
但隨著作物種植和施肥等農(nóng)業(yè)活動的持續(xù)進行，土壤酸化還會再次發(fā)生。如能通過一定的技術措施提高土壤的抗酸化能力，則可減緩土壤酸化的進程，減輕酸化的危害。土壤pH緩沖容量是決定土壤酸化難易的關鍵因素，增加土壤pH緩沖容量可以提高土壤的抗酸化能力。
之前的研究表明，秸稈生物質(zhì)炭能夠提高土壤pH緩沖容量，但相關機制至今還不清楚。
南京土壤研究所徐仁扣課題組通過模擬酸化實驗結合衰減全反射紅外光譜(ATR-FTIR)，揭示了秸稈生物質(zhì)炭提高土壤pH緩沖容量的機制。研究發(fā)現(xiàn)添加秸稈生物質(zhì)炭不僅提高土壤pH，而且顯著提高土壤pH緩沖容量，從而提高土壤的抗酸化能力。
在常見農(nóng)作物秸稈中，由花生秸稈制備的生物質(zhì)炭提升土壤抗酸化能力的效果最顯著。生物質(zhì)炭表面含豐富的含氧官能團，這些弱酸性官能團的陰離子與H+發(fā)生締合反應，形成中性分子，同時將原先吸附的交換性鹽基陽離子釋放到溶液中，這一過程是生物質(zhì)炭提高土壤pH緩沖容量的主要機制。
實驗結果表明，生物質(zhì)炭表面鹽基離子的釋放量與質(zhì)子消耗量呈直線相關;生物質(zhì)炭ATR-FTIR光譜上與-COO-相關的吸收峰隨體系pH降低而減小，而與-COOH相關的吸收峰呈相反的變化趨勢。這些結果為上述機制提供實驗證據(jù)。
該項研究將為我國亞熱帶地區(qū)土壤酸化防治提供理論依據(jù)和技術支撐。相關結果在線發(fā)表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。
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