《生物質炭對河套黃灌區鹽漬化土壤改良培肥作用與原理》是依託中國農業大學，由林啟美擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：生物質炭對河套黃灌區鹽漬化土壤改良培肥作用與原理
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：林啟美
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
河套黃灌區是我國三大灌區之一，由於黃河補給，地下潛水位維持在1-2m，地表蒸發量非常大，極有利於鹽分在表層土壤積聚，大部分耕地反覆多次發生不同程度的次生鹽漬化。與其他地區鹽漬化土壤改良培肥不同，本地區次生鹽漬化土壤改良培肥的主要途徑之一應是改良土壤結構，提高土壤通透性，加快脫鹽進程，降低毛管作用，減輕鹽分表積。生物質炭具有獨特的秉性，並賦予其具有改良培肥次生鹽漬化土壤巨大的潛力。本項目首先研究了解耐鹽植物生物質炭特性，在此基礎上，室內模擬與田間試驗緊密結合，進一步研究了解生物質炭與土壤顆粒相互作用及其原理，並結合常規的土壤結構改良措施，研發生物質炭主導的次生鹽漬化土壤結構綜合改良培肥技術措施；研究生物質炭對水鹽運動影響與原理，研發適合本地區次生鹽漬化土壤快速脫鹽與阻抑鹽分積聚技術。本項目理論與實踐緊密結合，具有鮮明的特色，也開創了生物質炭在鹽漬化土壤改良培肥作用先河。
結題摘要
生物質炭的“秉性”賦予其具有改良河套黃灌區鹽漬化土壤巨大的潛力。本項目首先比較研究本地區典型生物質慢速熱裂解條件及其主要產物的特性，再通過室內模擬並結合田間試驗，進一步研究了解不同生物質炭對鹽漬化土壤肥力的影響過程與機理，獲得如下主要研究結果： 1. 慢速熱裂解產物及其特性因原材料和熱裂解條件而異，紅柳、柳枝稷、芨芨草、豬毛菜、油葵秸稈、牛糞等生物氣和生物油具有直接作為燃料的價值，生物質炭均具有良好的孔隙結構、表面帶有大量的各種官能團，具有吸附離子和分子的能力，特別是耐鹽植物生物質炭還含有大量的礦質營養元素，如K+。綜合來看，500℃下反應2h製備的生物質炭適合用作土壤調理劑。 2. 無論是向土層加入生物質炭，還是生物質炭溝/井，均能夠大大加快鹽漬化土壤鹽分洗脫，其中，0～35 cm土層加入生物質炭淋出液出流時間最早, 鹽分洗脫的效果最好；比起稻草和牛糞生物質炭，油葵秸稈的效果最好；隨著生物質炭加入量越大，淋洗液出現的時間越早，但2%的生物質炭加入量就可以取得滿意的結果；對鹽分離子淋洗也產生不同的影響, 促進Na+、K+和Mg2+的洗脫, 但抑制Ca2+洗脫，在淋洗初期生物質炭促進Cl-和SO42-洗脫, 後期促進了HCO3-和CO32-的洗脫。顯然，向鹽漬化土壤加入生物質炭，不僅能夠提高洗鹽效率，減少灌溉水用量，而且可縮短鹽分洗脫時間，提前播種，延長作物生長時間，為高產創新條件。 3. 施用生物質炭，土壤容重降低了4-14%，鹼化度降低了22-32%，大孔隙、大團聚體、總有機碳和全氮、鹼解氮、有效磷和速效鉀等指標，均隨著生物質炭的用量增加而提高，但隨施用時間延長而降低。微生物量碳周轉期延長了120-150%，而微生物量氮磷周轉期則分別縮短了10-32%和5-50%，還提高了nirK型反硝化細菌的群落多樣性。玉米的地上部生物量及其氮磷鉀吸收量也隨生物質炭用量增加而提高。顯然，施用生物質炭能夠改善鹽漬化土壤物理結構，提高土壤養分含量，從而促進作物生長，改善營養狀況，提高作物產量。
