生物質(zhì)炭保水劑的吸水保水性能研究及其對玉米生長的影響.pdf

1、我國是缺水型國家，干旱半干旱地區(qū)缺水是農(nóng)業(yè)長期生產(chǎn)力低下的主要原因。生物質(zhì)炭是生物質(zhì)在完全或部分限氧的情況下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化難溶性固態(tài)物質(zhì)，它具有較大的比表面積，孔隙度高，具有一定的保水能力。本研究以生物質(zhì)炭為原料，選擇保水性和黏結(jié)性較強(qiáng)的MW型、陰型和陽型等聚丙烯酰胺(PAM)對生物質(zhì)炭進(jìn)行親水性改性，分析改性后的生物質(zhì)炭保水劑吸水特性的變化，以及對土壤水分蒸發(fā)、苗期玉米生長和盆栽土壤理化特性的影響。此外，在華北平原農(nóng)田

2、土壤中施用生物質(zhì)炭保水劑，了解其對土壤水分、玉米生長和土壤理化特性的影響。研究結(jié)果如下:
　　(1)與對照相比，施用3％生物質(zhì)炭兩周后可降低土壤水分累積蒸發(fā)量4.1％，而施用3％MW型和陰型保水劑兩周后可分別降低土壤水分累積蒸發(fā)量8.0％～10.4％和7.0％～13.5％。在抑制土壤水分蒸發(fā)作用方面，改性后的生物質(zhì)炭效果好于生物質(zhì)炭。
　　(2)通過PAM改性生成的生物質(zhì)炭保水劑的吸水能力顯著增加，三種生物質(zhì)炭保水劑的吸水倍

3、率均表現(xiàn)為2∶10型＞1.5∶10型＞1∶10型，說明生物質(zhì)炭保水劑的吸水倍率隨PAM的質(zhì)量比升高而升高，且MW型的吸水效果最好。與生物質(zhì)炭的吸水倍率相比，MW型和陽型1∶10、1.5∶10、2∶10保水劑的吸水倍率分別顯著提高52.6％～38.2％和16.5％～151.3％，陰型1.5∶10、2∶10保水劑的吸水倍率顯著提高60.5％～114.5％。MW型、陰型和陽型1.5∶10、2∶10保水劑比各自1∶10型的吸水倍率分別提高175

4、.4％～252.6％、46.1％～95.2％和54.2％～115.8％。
　　(3)MW型、陰型和陽型生物質(zhì)炭保水劑在單質(zhì)肥料溶液中的吸水倍率隨PAM用量所占比例的增加而顯著增大。除尿素外，磷酸二氫鈣和硫酸鉀溶液均降低了保水劑的吸水倍率，且吸水倍率隨著肥料濃度的增大而逐漸下降。
　　(4)盆栽試驗表明，生物質(zhì)炭的施用可顯著提高土壤的水分含量，2.5％和5％生物質(zhì)炭施用后盆栽土壤含水量分別比對照顯著提高39.7％和50.4％。

5、1∶10型生物質(zhì)炭保水劑的施用可顯著提高土壤的水分含量，施周2.5％和5％時土壤含水量分別比對照顯著提高54.3％～84.0％和119.5％～145.1％。與生物質(zhì)炭相比，生物質(zhì)炭保水劑的保水能力顯著提高了10.5％～63.0％。過量生物質(zhì)炭保水劑的施用會抑制玉米生長，從土壤保水作用和對作物生長兩方面出發(fā)，2.5％的生物質(zhì)炭保水劑施用量較適宜。
　　此外，2.5％與5％生物質(zhì)炭、MW型、陰型和陽型生物質(zhì)炭保水劑的施用均顯著提高了盆

6、栽土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷含量，且隨著施用量增多逐漸增大。5％生物質(zhì)炭、MW型、陰型和陽型生物質(zhì)炭保水劑的施用也提高了盆栽土壤的速效鉀含量。生物質(zhì)炭保水劑的施用還增加了土壤堿解氮含量，且隨著施用量增多增加越多。說明一定量生物質(zhì)炭和生物質(zhì)炭保水劑的施用均可有效保持土壤水分和提高土壤養(yǎng)分含量。
　　(5)大田試驗表明，在玉米吐絲期和成熟期，施用200kg/hm2MW型1∶10生物質(zhì)炭保水劑與對照和施用100kg/hm2處理相比顯著提