生物質(zhì)炭對(duì)新建花椒園酸性土壤的降酸效果研究

侯建偉 邢存芳 覃朝關(guān) 嚴(yán)斯意 劉澤秀 譚杰斌

摘? 要：以新建花椒園的酸性土壤為供試土壤，進(jìn)行為期60d的盆培養(yǎng)試驗(yàn)，研究施用不同秸稈生物質(zhì)炭對(duì)酸性土壤的降酸效果。結(jié)果表明：在酸性土壤中施用生物質(zhì)炭能顯著提高其pH，且生物質(zhì)炭的施用量越大，pH提升效果越明顯。水稻、玉米和油菜秸稈3種生物質(zhì)炭中，pH提升效果依次為油菜秸稈炭>玉米秸稈炭>水稻秸稈炭，平均增幅分別為7.03%、9.23%和12.24%。

關(guān)鍵詞：花椒園;酸性黃壤;降酸

中圖分類號(hào) S141.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）11-0106-2

Abstract：The study on the acid reducing effect of the modifier applied to the acid soil of pepper garden was carried out to provide a basis for improving soil pH and promote its growth.In this study，acid soil was used as the test soil in the newly built zanthoxylum bungeanum garden，we studied the acid reducing effect of different straw biochars on acid soilfor a 60-day basin culture experiment.The results showed that the? biocharwas added to acidic soil could significantly increase its pH value，and the higher the application amount of biochar，the more obvious the effect of pH increase.Among the three types of biochar，the increase of pH valuefrom large to small was rape straw biochar> corn straw biochar> rice straw biochar，with an average increase of 7.03%，9.23% and 12.24%，respectively.

Key words：Pepper garden;Acid yellow soil;Drop acid

花椒（Zanthoxylum bungeanum maxim.）是蕓香科（Rutaceae）花椒屬（Zanthoxylum）落葉小喬木或灌木，原產(chǎn)中國(guó)，耐旱、喜光、根淺、嗜石灰性土壤。因其具有獨(dú)特的食用、藥用價(jià)值和生態(tài)功能[1]，被稱為貴州退耕還林和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的優(yōu)勢(shì)樹種之一。土壤pH可對(duì)花椒的生長(zhǎng)發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)吸收產(chǎn)生重要的影響，花椒生長(zhǎng)發(fā)育的土壤pH值為6.5～8.0，pH為7.0～7.5時(shí)花椒的生長(zhǎng)最好[2]。

生物質(zhì)炭作為生物質(zhì)在缺氧或低氧環(huán)境中高溫?zé)崃呀夂蟮墓腆w產(chǎn)物[3-4]，其大多呈堿性（pH7～12），主要含有C、H、O、N等元素，還含有P、S、K、Ca、Mg等植物營(yíng)養(yǎng)元素，其中C的含量最高（38%～76%），具有很好的農(nóng)用價(jià)值[5]。針對(duì)酸化土壤上花椒栽植面積較大，但是花椒喜中性或偏堿性土壤，與某些新建花椒園土壤酸性存在矛盾，不利花椒產(chǎn)量形成和品質(zhì)改善的問題。本研究通過在酸性土壤中施用生物質(zhì)炭堿性物料，調(diào)節(jié)酸性土壤，降酸至花椒最適pH范圍。

1 材料與方法

1.1 供試材料 供試生物質(zhì)炭為水稻秸稈炭、玉米秸稈炭和油菜秸稈炭（炭化溫度500℃，炭化時(shí)間6h），由遼寧金和福有限公司生產(chǎn)，不同生物質(zhì)炭的理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)置10個(gè)處理，（1）CK：不施用生物質(zhì)炭;（2）T1-1%：施用1%的水稻秸稈炭;（3）T1-2%：施用2%的水稻秸稈炭;（4）T1-4%：施用4%的水稻秸稈炭;（5）T2-1%：施用1%的玉米秸稈炭;（6）T2-2%：施用2%的玉米秸稈炭;（7）T2-4%：施用4%的玉米秸稈炭;（8）T3-1%：施用1%的油菜秸稈炭;（9）T3-2%：施用2%的油菜秸稈炭;（10）T3-4%：施用4%的油菜秸稈炭。試驗(yàn)于2019年1—3月在室內(nèi)進(jìn)行。

1.3 樣品采集點(diǎn)測(cè)試項(xiàng)目 將花椒園土壤風(fēng)干、過2mm孔徑篩網(wǎng)，按試驗(yàn)處理配比分別與生物質(zhì)炭混合均勻裝入培養(yǎng)盆（直徑：20cm;高：22cm）中。補(bǔ)加蒸餾水至田間飽和持水量的70%，每隔5d稱重法補(bǔ)水1次。培養(yǎng)120d后于培養(yǎng)盆半徑中點(diǎn)分散取3點(diǎn)，混合均勻作為該處理的1個(gè)樣品。土壤pH采用pH計(jì)法。

1.4 數(shù)據(jù)分析 利用SAS9.0進(jìn)行方差分析（ANOVA）;用EXCEL2010繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻秸稈炭降酸效果 由圖1可知，T1-1%、T1-2%、T1-3%3個(gè)生物質(zhì)炭處理的pH值分別為6.42、6.67、6.85，較CK（pH=6.21）分別提高了3.38%、7.41%、10.31%，說明水稻秸稈生物質(zhì)炭顯著增加了土壤pH，生物質(zhì)炭施用量越高土壤pH越大。

2.2 玉米秸稈炭降酸效果 由圖2可知，玉米秸稈生物質(zhì)炭顯著增加了土壤pH，且生物質(zhì)炭施用量越高土壤pH越大。T2-1%、T2-2%、T2-3%3個(gè)生物質(zhì)炭處理的pH值分別為6.68、6.78、6.89，較CK的6.21分別提高了0.47、0.57、0.68。說明花椒園施用玉米秸稈生物質(zhì)炭具有明顯的降酸作用，其降酸效果因施用量差異顯著。

2.3 油菜秸稈炭降酸效果 由圖3可知，與CK相比，不同施用量的油菜秸稈生物質(zhì)炭均顯著提高了花椒園土壤的pH。其中，T3-4%處理對(duì)花椒園土壤pH的提升作用最大，其pH為7.33，是CK的1.18倍;T3-1%和T3-2%處理次之且彼此之間無顯著性差異，但均高于CK，T3-1%和T3-2%處理pH分別為6.77和6.81。

3 結(jié)論與討論

本研究中，水稻、玉米和油菜秸稈炭使pH為6.21的供試土壤提高了2.21～1.12個(gè)pH單位，水稻、玉米和油菜秸桿3種生物質(zhì)炭對(duì)土壤pH提升效果由大到小依次為油菜秸桿炭、玉米秸桿炭、水稻秸桿炭，與諸多研究結(jié)果類似。Yuan等利用綠豆秸稈炭、花生秸稈炭、大豆秸稈炭和蠶豆秸稈炭按10g/kg的比例加入到pH為4.3的紅壤中，pH分別提高1.05、0.95、0.89和0.59個(gè)單位，并且降酸效果作用長(zhǎng)久。添加生物質(zhì)炭提高土壤pH，且促使土壤交換性鋁發(fā)生水解轉(zhuǎn)化成羥基鋁并部分形成鋁的氫氧化物或氧化物沉淀，降低了黃壤對(duì)植物的鋁毒害作用。另外，生物質(zhì)炭表面含有的羧基、內(nèi)酯基、酚羥基等有機(jī)官能團(tuán)可與鋁形成穩(wěn)定的配（鰲）合物，減少土壤活性鋁含量[7]。吳偉祥等[8]發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭具有較大的比表面積和較多的表面負(fù)電荷，可吸附無機(jī)離子以及極性或非極性有機(jī)化合物，提高土壤的CEC和pH。

參考文獻(xiàn)

[1]胡芳名，譚曉風(fēng)，劉惠民.中國(guó)主要經(jīng)濟(jì)樹種栽培與利用[M]. 北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2005.

[2]狄彩霞，王正銀.影響花椒產(chǎn)量和品質(zhì)的因素[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2004（3）：179-181，189.

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[7]Barton S S，Evans M J B，Halliop E，et al.Acidic and basic site on the surface porous carbon[J].Carbon，2017，35（9）：1364-1366.

[8]吳偉祥，孫雪，董達(dá)，等.生物質(zhì)炭土壤環(huán)境效應(yīng)[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

（責(zé)編：王慧晴）