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镁改性生物炭能改良红壤质量并实现温室气体减排

2021-08-24 10:41      来源:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所  

近日,中国农业科学院衡阳红壤实验站基于红壤地区长期施肥定位试验,探究了生物炭改良红壤的作用机制,揭示了镁改性生物炭能改良红壤质量和实现温室气体减排。相关研究成果发表在《环境研究(Environmental Research)》上。

据张会民研究员介绍,红壤是我国南方丘陵区主要的耕地资源,受土壤自身性质和人为不合理开发等因素影响,该区域土壤肥力贫瘠,尤其缺镁(Mg)问题突出,且酸化严重,进而影响温室气体排放。生物炭常被用作土壤改良剂,以改善土壤质量和减少农田温室气体排放。然而,关于生物炭,尤其是镁改性生物炭在红壤改良过程中对温室气体排放的影响尚不明确。

该研究基于祁阳站长期施肥定位试验,添加Mg-改性和未改性生物炭(小麦秸秆)进行改良红壤试验,探究了两种生物炭对红壤理化性质、酶活性、微生物碳和氮(MBC和MBN)以及温室气体(CO2、CH4 和 N2O)排放的影响。研究发现,两种生物炭均改善了红壤理化性质,增加脲酶和碱性磷酸酶、降低脱氢酶和β-葡萄糖苷酶活性;高添加量下降低微生物碳,低添加量下增加微生物氮;显著增加CO2、降低N2O 累积排放量。但是相比未改性生物炭处理,Mg-改性生物炭同时降低了CO2和N2O累积排放量。可见Mg-改性生物炭不仅能够改良和培肥红壤,同时有助于温室气体减排。研究结果对于指导红壤培肥、养分管理和固碳减排具有重要意义。