生物質(zhì)炭對(duì)海南植膠磚紅壤酸度影響的初步研究

摘 要 本研究擬采用盆栽橡膠幼苗方法分別以炭土比1%、2%、5%、10%、15%這5個(gè)處理，以不加生物質(zhì)炭為對(duì)照，研究生物質(zhì)炭對(duì)海南磚紅壤中pH的影響，1 a后各取土樣，測其pH值。研究結(jié)果表明，生物質(zhì)炭對(duì)磚紅壤酸性的改變效果顯著，大多數(shù)養(yǎng)分有效性的良好pH值范圍是在6～6.5，一般農(nóng)作物土壤生物質(zhì)炭含量不可超過2.8%；巴西橡膠在pH4.5～6為適宜范圍，pH7.5～8時(shí)葉片發(fā)黃，在膠園土壤施生物質(zhì)炭含量不可超過10.3% 。

關(guān)鍵詞 土壤酸度；生物質(zhì)炭；海南膠園；磚紅壤

中圖分類號(hào)：S141 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.23.059

土壤pH是土壤理化性質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，土壤pH對(duì)熱帶作物的影響，一般不在于pH本身，而是與土壤養(yǎng)分的有效性及作物對(duì)營養(yǎng)的吸收等有關(guān)，就大多數(shù)養(yǎng)分有效性的良好pH為6～6.5 ，植物通常比較偏愛微酸性土壤。酸性提高了巖石的礦化速率，養(yǎng)分溶解度提高，有利于促進(jìn)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收。在酸性土壤中，錳、鐵、鋁是最有效的，但因過剩往往引起對(duì)植物的毒害。例如，鋁離子能明顯的抑制植物的生長。

生物質(zhì)炭是由生物質(zhì)在完全或部分缺氧的情況下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化難熔性固態(tài)物質(zhì)。土壤中的生物質(zhì)炭表面可部分被輕度氧化形成羰基、酚基和醌基，提高土壤的陽離子交換量，添加到酸性土壤中可以提高土壤的pH，降低土壤酸度。

關(guān)于生物質(zhì)炭對(duì)土壤pH的影響的研究在國內(nèi)尚屬起步階段，而生物質(zhì)炭在海南熱帶北緣磚紅壤中對(duì)土壤pH的影響更是研究較少。本試驗(yàn)擬以市場木炭為供試材料，在生物質(zhì)炭對(duì)海南膠植土壤酸度改良情況方面進(jìn)行較詳細(xì)的研究，為膠植酸性土壤的改良措施及橡膠的生產(chǎn)應(yīng)用方面提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

橡膠苗：幼齡橡膠實(shí)生苗，株高20 cm左右，徑圍0.5 cm左右。花盆：塑料花盆，高20 cm，上直徑31 cm，下直徑21.5 cm。土樣：海南膠植磚紅壤，取自海南大學(xué)農(nóng)學(xué)基地。生物質(zhì)炭：市場上買的木炭，粉碎后取直徑≤1 mm的生物質(zhì)炭顆粒。

1.2 研究設(shè)計(jì)

本研究共設(shè)炭土比1%、2%、5%、10%、15%這5個(gè)處理，以不加生物質(zhì)炭為對(duì)照，每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)，將炭土混合均勻后再將橡膠苗移栽進(jìn)去，并放在水肥以及溫度等相同的同一條件下統(tǒng)一管理，1 a后各取土樣，測其pH值。

1.3 研究方法

本研究采用電位測定法測定土壤pH；數(shù)據(jù)分析采用IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性為<0.05；數(shù)據(jù)處理以及圖表制作采用Microsoft Office Excel 2010，Matlab R2010b 。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中生物質(zhì)炭對(duì)土壤pH的影響

由表1可知，土壤含生物質(zhì)炭15%的pH值極顯著高于土壤含生物質(zhì)炭10%、5%、2%、1%和CK的pH值，土壤含生物質(zhì)炭10%的pH值極顯著高于土壤含生物質(zhì)炭5%、2%、1%和CK的pH值，土壤含生物質(zhì)炭5%的pH值極顯著高于土壤含生物質(zhì)炭1%和CK的pH值，土壤含生物質(zhì)炭2%的pH值極顯著高于CK的pH值，土壤含生物質(zhì)炭1%的pH值顯著高于CK的pH值。土壤含生物質(zhì)炭5%的pH值與土壤含生物質(zhì)炭1%的pH值的差異不顯著。土壤含生物質(zhì)炭2%的pH值與土壤含生物質(zhì)炭1%的pH值的差異不顯著。

2.2 土壤中生物質(zhì)炭與土壤pH的關(guān)系分析

由圖1可知，將不同含量的生物質(zhì)炭對(duì)膠植土改良后的土壤pH與炭土比進(jìn)行相關(guān)分析，在炭土比0～0.15，炭土比與土壤pH呈直線相關(guān)，y=13.311x+6.1229（R2為0.9865）。

3 結(jié)論與討論

Lehmann[1]等認(rèn)為，生物質(zhì)炭富含芳香烴、羥羧基等基團(tuán)，可增加土壤離子交換位點(diǎn)，土壤吸持容量及供給可交換養(yǎng)分能力相應(yīng)提高，進(jìn)一步促進(jìn)植物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。邱敬[2]等認(rèn)為，生物質(zhì)炭是一種比石灰更有益的酸性土壤中和劑。Yuan等[3]表明，有機(jī)官能團(tuán)和碳酸鹽是生物質(zhì)炭中堿的主要存在形態(tài)。大多數(shù)養(yǎng)分有效性的良好pH值范圍是在6～6.5。有機(jī)物的降解和降雨量是影響土壤pH降低的主要因素，氫離子可與土壤顆粒表面的陽離子發(fā)生交換吸附作用，釋放出鉀、鎂、鈣和錳離子，這些離子從土壤表層淋濕后，使土壤酸性更強(qiáng)甚至導(dǎo)致對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用。生物質(zhì)炭施加過量，土壤呈堿性，部分植物礦質(zhì)元素形成難溶，影響植物營養(yǎng)吸收。巴西橡膠在pH4.5～6為適宜范圍，pH7.5～8時(shí)葉片發(fā)黃。土壤pH在6～6.5時(shí)，既可以為橡膠樹提供適宜的生長土壤環(huán)境，又可以使土壤為橡膠樹提供較充足的養(yǎng)分，加施生物質(zhì)炭可以改善土壤環(huán)境，提高土壤CEC、SOM等，促進(jìn)植物的生長。

生物質(zhì)炭（炭土比0～0.15）對(duì)磚紅壤酸性的改變效果顯著，生物質(zhì)炭含量與磚紅壤pH呈直線相關(guān)；大多數(shù)養(yǎng)分有效性的良好pH值范圍是在6～6.5，所以一般農(nóng)作物土壤生物質(zhì)炭含量不可超過2.8%；巴西橡膠在pH4.5～6為適宜范圍，pH7.5～8時(shí)葉片發(fā)黃，所以在膠園土壤施生物質(zhì)炭含量不可超過10.3%。

參考文獻(xiàn)

[1]Lehmann J，Kern D C，Glaser B.Amazonian dark earths：origin properties management[M].Dordrecht：Kluwer Academic Publishers，2003.

[2]邱敬，高人，楊玉盛，等.土壤黑碳的研究進(jìn)展[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009（1）：88-94.

[3]袁金華，徐仁扣.生物質(zhì)炭對(duì)酸性土壤改良作用的研究進(jìn)展[J].土壤，2012（4）：541-547.

（責(zé)任編輯：劉昀）