摘要
生物炭被广泛用作盐碱土壤的绿色、可持续治理的改良剂,然而,老化过程改变其特性并影响其在改善土壤质量方面的长期效果。尽管生物炭在盐渍土改良与养分管理中作用显著,但关于盐渍土中生物炭老化过程的研究报道仍然有限。本研究探讨了土壤盐渍化如何影响生物炭老化和微生物定殖特性的机制。基于不同盐度农田采集的生物炭样本以及反复干湿循环方法,模拟约8年时限的自然老化进程,并解析其化学和微生物性质的时序变化。结果显示,土壤盐渍化的增加显著减缓了生物炭的老化过程,在高盐度土壤中老化的生物炭保留了更高的总碳、芳香度和表面C–C/C=C含量,而其总氧含量、氧化程度和表面C–O含量则明显较低;在最后一个周期中,高盐度土壤中生物炭的O/C比低盐度土壤低9.82%。土壤盐度还抑制了生物炭中微生物群落的活性和多样性,尤其是真菌,这可能有助于延缓生物炭老化;同时,土壤矿物盐在生物炭表面形成的屏障进一步减缓了老化过程。此外,时序分析显示,随着时间推移,不稳定碳的流失和有机物矿化导致生物炭的氧化性有所增加,而总碳含量减少了约20%。该发现拓展了对盐碱土壤中生物炭老化过程与功能效应关联的新理解,为其作为可持续改良剂的长期生态效应评估提供了新见解。
亮点结论
1不稳定碳的溶解和有机碳的矿化导致生物炭的总碳含量下降,芳香族基团的氧化是导致总氧含量增加的主因。