生物质炭和Ca(OH)_(2)缓解土壤酸化过程中植物铝毒性的模拟对比研究

作     者：来宏伟 倪妮 时仁勇 董颖 闫静 Nkoh Jackson Nkoh 李九玉 崔秀敏 徐仁扣 LAI Hongwei;NI Ni;SHI Renyong;DONG Ying;YAN Jing;NKOH Jackson Nkoh;LI Jiuyu;CUI Xiumin;XU Renkou

作者机构：土肥资源高效利用国家工程实验室(山东农业大学资源与环境学院)山东泰安271018 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)南京210008 生态环境部南京环境科学研究所南京210042 

出 版 物：《土壤学报》 (Acta Pedologica Sinica)

年 卷 期：2023年第60卷第4期

页      面：1017-1025页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41907019) 江苏省自然科学基金项目(BK20191103,BK20190141) 山东省自然科学基金项目(ZR202102220216)资助 

主　　题：生物质炭 熟石灰 土壤复酸化 植物铝毒害 铝活化 盐基阳离子 

摘      要：随着外源酸输入,酸性土壤改良剂的石灰效应逐渐消退,土壤再次酸化形成铝毒害。作为一种新型酸性土壤改良剂,生物质炭施用后土壤的复酸化过程尚不清楚。本研究通过循环酸浸洗耦合根伸长试验,对比研究了施用生物质炭和熟石灰(Ca(OH)_(2))后土壤的复酸化过程及其对植物的铝毒性。结果表明,循环酸浸洗有效模拟了土壤的复酸化过程。随着模拟酸化年限增加,生物质炭和Ca(OH)_(2)处理土壤中玉米根系伸长均逐渐受到了抑制。生物质炭相较于Ca(OH)_(2)有效缓解了酸化过程对植物根系的抑制作用。在模拟12年酸输入时,生物质炭处理中玉米根相对伸长率较Ca(OH)_(2)处理高18.6%,生物质炭相较于Ca(OH)_(2)处理展现出更为长效的酸性土壤改良潜力。这一方面是由于生物质炭通过表面阴离子官能团质子化作用减缓了酸化过程中土壤pH的降低,抑制了土壤铝的活化。在模拟12年酸输入时,生物质炭处理土壤溶液Al^(3+)浓度较Ca(OH)_(2)处理低33%。另一方面,酸化过程中生物质炭持续释放Mg^(2+),在模拟12年酸输入时,生物质炭处理土壤溶液Mg^(2+)浓度和植物Mg^(2+)吸收量均较Ca(OH)_(2)处理高2倍以上。较高的Mg2+浓度可通过调控植物对Al^(3+)的生理响应,缓解植物铝毒害症状。该研究结果可为土壤酸化长效阻控提供理论依据和技术支撑。