生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响

为了探讨生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响,减少黑土中硝态氮的淋失、提高氮肥利用率以及为农业废弃物资源化利用提供理论依据,采用培养试验,应用Langmuir方程和Freundlich方程,研究了添加不同来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和不同添加比例(0.6%、1.2%、3.6%、6%)生物质炭对黑土中硝态氮(NO_3^--N)的吸附和解吸特征。结果表明,施用生物质炭可增加黑土对NO_3^--N的吸附量,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3^--N的吸附量最大;施用玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3^--N的吸附量最大(实际最大吸附量为0.929 mg·g^(-1)),施用松木生物质炭的黑土对NO_3^--N的吸附量最小(实际最大吸附量为0.578 mg·g^(-1))。施用生物质炭可降低黑土对NO_3^--N的解吸率,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3^--N的解吸率最低;添加玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3^--N的解吸率最低,添加松木生物质炭的黑土对NO_3^--N的解吸率最高。不同生物质炭对NO_3^--N的吸附能力表现为玉米秸秆>稻壳>松木;对其解吸能力表现为玉米秸秆<稻壳<松木。生物质炭及添加生物质炭的黑土对NO_3^--N的吸附过程符合Langmuir方程。

生物质炭对黑土硝态氮淋失的影响

为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3^-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液中NO_3^-—N浓度及土壤NO_3^-—N淋失量的影响。结果表明:淋溶液的pH和EC与生物质炭的施用量呈正比,且3种生物质炭对淋溶液pH的影响表现为玉米秸秆>稻壳>松木;对淋溶液EC的影响表现为稻壳>松木>玉米秸秆。淋溶液体积与生物质炭的施用量呈反比,CK处理中累积淋溶液体积为2 530ml,玉米秸秆、稻壳和松木生物质炭的各处理中均为6%处理的累积淋溶液体积最低,分别比CK降低了16.91%,10.77%和10.70%。施用生物质炭可降低淋溶液中NO_3^-—N浓度,CK处理中淋溶液NO_3^-—N浓度范围为38.09~5.02 mg/L,玉米秸秆生物质炭中1.2%处理的淋溶液NO_3^-—N浓度最低,范围为21.31~0.74mg/L;稻壳、松木生物质炭中3.6%处理的淋溶液NO_3^-—N浓度最低,范围分别为21.86~1.06mg/L和22.76~1.11mg/L。施用生物质炭降低了土壤NO_3^-—N淋失量,不同生物质炭对其影响表现为玉米秸秆>稻壳>松木,当玉米秸秆生物质炭的添加比例为1.2%,稻壳及松木制备的生物质炭添加比例为3.6%时,土壤NO_3^-—N淋失量最低。因此,向黑土中施用生物质炭可以增加淋溶液的pH和EC,降低淋溶液体积和其中所含NO_3^-—N的浓度,从而减少了土壤中NO_3^-—N的淋失量。