生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

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.L1Al)、C+Al (2％C+1 mmol.L-1Al)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hl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276.4 μg.g-1,远大于添加量(27 μg·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Al3+含量较CK处理上升23.1％,施用生物炭后,C+Al处理交换性Al3+含量较hl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Al3+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Al3+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Al3+含量来缓解铝毒,从而改善作物生长状况.

关键词：生物炭、红壤、铝毒、活性铝、小白菜

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资助基金：国家公益性行业农业科研专项201303095

在线出版日期：2017-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：4576-4583