為了解不同生物質(zhì)炭對(duì)土壤等溫吸附磷酸鹽的影響,選取桃木、花生殼和玉米秸稈,在300和500℃下通過(guò)慢速熱裂解制備生物質(zhì)炭,按0%、0.5%、1%、3%和5%質(zhì)量比加入到紅壤和潮土中,經(jīng)過(guò)4次干濕交替平衡后,加入系列磷酸鹽溶液,測(cè)定其等溫吸附特征。結(jié)果表明:1)所有土壤磷酸鹽等溫吸附行為均可用Langmuir方程進(jìn)行擬合,添加活性炭均降低了紅壤和潮土的等溫吸附參數(shù),而添加生物質(zhì)炭顯著地提高了紅壤磷酸鹽最大吸附量（q_m）,q_m值平均提高了11%;但潮土的q_m值顯著降低,平均降低了30%,而K_L（Langmuir等溫吸附常數(shù)）和最大緩沖容量（MBC）平均分別提高了179%和69%。這說(shuō)明生物質(zhì)炭對(duì)磷酸鹽等溫吸附的影響不僅取決于土壤屬性,而且與生物質(zhì)炭特性及其用量也存在一定的聯(lián)系,q_m值與K_L及MBC值之間的關(guān)系就反映出這種復(fù)雜性,相關(guān)的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,25(05)北大核心CSCD

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桃木、花生殼、玉米秸稈300和500℃下制備的生物質(zhì)炭系列用量加入到潮土后的磷酸鹽等溫吸附曲線(xiàn)

紅壤加入系列用量不同生物質(zhì)炭后，磷酸鹽吸附量均隨著磷酸鹽加入量提高而增加，在一定濃度達(dá)到吸附平衡（圖1）�？傮w來(lái)看，比起Freundlich方程，Langmuir方程能夠更好地?cái)M合不同生物質(zhì)炭等溫吸附磷酸鹽行為（表3），其擬合度更高�；贚angmuir方程計(jì)算的土壤磷酸鹽最大吸附量（qm）為561.80～847.76mg/kg，添加活性炭降低了qm值，用量越大降低的幅度越大。但是，總體來(lái)看，添加生物質(zhì)炭提高了土壤qm值，平均提高了11%,1%用量時(shí)qm值最高，生物質(zhì)炭添加量過(guò)高，會(huì)降低qm值。其中，玉米秸稈生物質(zhì)炭的效果最好，qm值平均提高了17%。玉米秸稈和花生殼在高溫下制備的生物質(zhì)炭的效果也比較好，qm值比低溫生物質(zhì)炭平均分別提高了10%和15%；而桃木相反，低溫下制備的生物質(zhì)炭（T300)qm值比高溫生物質(zhì)炭（T500）平均高13%，顯然溫度的影響與原材料有關(guān)。磷酸鹽的親和力（KL）和磷最大緩沖容量（MBC）存在顯著的正相關(guān)關(guān)系（r=0.98,P<0.01），說(shuō)明二者反映磷酸鹽吸附相同的性質(zhì)，但與qm沒(méi)有顯著的相關(guān)性，說(shuō)明磷酸鹽最大吸附量與其親和力之間沒(méi)有直接關(guān)系。添加活性炭的土壤，KL值和MBC值分別降低了46%～71%和46%～74%，且用量越大降低的幅度越大。然而添加生物質(zhì)炭的影響，取決于生物質(zhì)炭種類(lèi)和用量。用量為0.5%的桃木（T300和T500）和低溫花生殼生物質(zhì)炭（P300),KL和MBC值分別提高了13%～42%和35～42%。超過(guò)0.5%用量，KL值和MBC值均大幅度降低，用量越大降低的幅度越大。比起其他原材料，添加玉米生物質(zhì)炭的土壤KL值和MBC值更低一些；比起高溫生物質(zhì)炭，低溫下制備的生物質(zhì)炭KL值和MBC值更低一些。

圖2 桃木、花生殼、玉米秸稈300和500℃下制備的生物質(zhì)炭系列用量加入到潮土后的磷酸鹽等溫吸附曲線(xiàn)導(dǎo)致鐵、鋁高價(jià)離子活性降低，從而降低吸附量[34]。此外，生物質(zhì)炭含有一定量磷酸鹽，溶解后占據(jù)一部分土壤吸附位點(diǎn)，也可能降低土壤磷酸鹽吸附容量[4]，潮土和生物質(zhì)炭用量高時(shí)，這種效應(yīng)比較明顯[35-36]。一方面可能是由于磷酸鹽吸附十分復(fù)雜，另一方面可能是由于生物質(zhì)炭與土壤之間復(fù)雜的反應(yīng)，導(dǎo)致加入不同的生物質(zhì)炭對(duì)土壤磷酸鹽等溫吸附的影響沒(méi)有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，其中qm值與KL及MBC值之間關(guān)系，就可能是最好的表現(xiàn)之一。顯然，有關(guān)生物質(zhì)炭與土壤膠體之間的相互作用，以及對(duì)土壤磷酸鹽等溫吸附的影響及其機(jī)理，還有待廣泛而深入的研究。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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