生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制

作者：李翔; 张纯; 邓建云; 许桂莲; 韦木莲; 魏岚; 刘忠珍

来源：农业环境科学学报, 2024, 43(10): 2321-2329.

• 土壤
• 生物炭
• 丁草胺
• 等温吸附
• 影响因素

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性，明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制，本研究采用9种不同理化性质地带性土壤，加入系列用量稻壳生物炭，考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结果表明：在不同生物炭添加剂量条件下，丁草胺在土壤中的吸附等温线均遵循Freundlich吸附模型，生物炭添加显著增加了9种地带性土壤对丁草胺的吸附能力[模型平衡常数（Kf）增加]，降低了线性吸附的程度[模型指数（1/n）降低]。生物炭添加剂量越高，丁草胺吸附容量越大。热力学计算结果显示，在0.5%～2%生物炭添加条件下，丁草胺在地带性土壤中的吉布斯自由能为-16.30～-21.67 kJ·mol-1，表明吸附过程是自发且有利的。皮尔森相关性分析结果表明，土壤有机碳与Kf增长率呈显著负相关，说明土壤可溶性有机质抑制生物炭对丁草胺的吸附。多元线性回归方程分析结果显示，当土壤未添加生物炭时，土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kf值的解释能力高达99%，而当生物炭添加为0.5%、1%、2%时，土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kf值的解释能力分别下降至83%、70%、90%。通径系数研究表明，生物炭添加剂量从0上升至1%时，土壤黏粒和土壤粉粒对丁草胺吸附的直接作用系数增大，而有机碳和pH对丁草胺吸附的直接作用系数减小。研究表明，生物炭输入改变了丁草胺的吸附特征，土壤黏粒和土壤粉粒等土壤质地因素对丁草胺吸附产生重要影响。

• 单位
  佛山市农业科学研究所; 龙门县农业科学研究所; 广东省农业科学院农业资源与环境研究所; 广东省农业科学院植物保护研究所