生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

发布时间：2017-09-27 17:03

  本文关键词：生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

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【摘要】：【目的】红壤铝毒是土壤改良持续关注的问题之一。生物炭因其自身的理化和生物学特性,为探索解决该难题提供了新的思路和途径。论文通过在红壤中添加外源铝并种植作物,研究生物炭对铝富集土壤铝毒的缓解效应及潜在机制。【方法】选用酸性红壤做盆栽试验,种植小白菜,添加花生壳生物炭和外源铝,设置CK(0C+0Al)、C(2%C)、Al(1 mmol·L~(~(-1))Al)、C+Al(2%C+1 mmol·L~(~(-1))Al)4个处理,分析生物炭对铝富集红壤不同活性铝及作物生长的影响。【结果】铝毒会显著抑制小白菜的出苗,且加重红壤小白菜生长受抑制的情况,降低小白菜的生物量,同时,铝毒会显著提高小白菜铝含量。而施用生物炭能缓解铝毒对小白菜的抑制影响,显著改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,C+Al处理小白菜铝含量较Al处理降低89.4%。铝毒会显著降低红壤的pH,Al处理红壤pH较CK处理降低了0.36个单位,而施用生物炭能显著提高土壤pH,C+Al处理土壤pH较Al处理上升0.62个单位。Al处理较CK处理土壤活性铝含量上升276.4μg·g~(-1),远大于添加量(27μg·g~(-1)),而施用生物炭能显著降低土壤活性铝含量,C+Al处理较Al处理下降14.9%。此外,Al处理交换性Al~(3+)含量较CK处理上升23.1%,施用生物炭后,C+Al处理交换性Al~(3+)含量较Al处理下降46.5%。CK与Al处理土壤活性铝形态主要以具有生物毒害性的交换性Al~(3+)为主,C与C+Al处理土壤活性铝形态主要以单聚体羟基铝离子、胶体Al(OH)30为主。【结论】添加外源铝降低了土壤pH,加重铝的毒害,抑制作物的生长发育。此外,外源铝的添加对红壤中活性铝有较强的激发效应,使得交换性Al~(3+)含量显著升高。然而,生物炭能显著提高酸性土壤pH,且改变不同活性铝的含量,但其对4种不同形态活性铝的效应有较大差异,其主要通过降低具有生物毒性的Al~(3+)含量来缓解铝毒,从而改善作物生长状况。
【作者单位】： 华中农业大学资源与环境学院;荆州技师学院;华中农业大学园艺与林学学院;
【关键词】： 生物炭 红壤 铝毒 活性铝 小白菜
【基金】：国家公益性行业(农业)科研专项(201303095)
【分类号】：S156
【正文快照】： 【研究意义】铝毒是酸性土壤限制作物生长发育的主要因素之一[1],铝主要以硅铝酸盐的形式存在于土壤中,由于酸雨和酸雾的发生,加上不合理施肥,使土壤酸化和铝富集化作用加剧,对植物造成极大的危害。特别是中国南方红壤区土壤淋溶作用强烈[2],铝氧化物易富集形成铝胁迫[3]。土

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本文编号：930840