近年來，杨树叶生影响生物質炭作為一種新型材料在農業、物质環境等領域應用廣泛。炭对土中态分生物質炭可改善土壤結構、风沙土壤的氮形保水性、土壤固碳及減少溫室氣體排放，杨树叶生影响是物质一種適合土壤修複的材料。生物質炭的炭对土中态分性質可影響土壤環境中添加生物質炭的效果。樹葉是风沙一種凋落物，含有豐富的氮形營養，散落到土壤中，杨树叶生影响微生物將其迅速分解並產生CO2，物质CH4和N2O等氣體，炭对土中态分導致營養損失。风沙生物質炭可影響在土壤中的氮形各種生物化學過程，如在碳(C)、磷(P)和氮(N)循環中加入生物質炭可促進土壤有機碳(SOC)的穩定化及土壤保持氮和磷的能力。添加生物質炭改變了土壤中氮的形式、穩定和轉化。當生物質炭殘留物中包含一種含氮物質時，添加生物質炭後另一種含氮物質中的氮釋放到土壤中。經生物質炭改良的土壤可通過將有機氮轉化為植物直接吸收的礦質氮(銨和硝酸鹽)影響有機氮。應用生物質炭可減少肥料施用量，提高肥料利用率的同時增加作物產量，改善土壤性質，是發展可持續生態農業的新途徑。
內蒙古自治區通遼市奈曼旗科爾沁所處地區生態環境脆弱，氣候偏幹燥導致年降雨量小，屬於幹旱區，主要土壤類型為風沙土。這種土壤顆粒大、質地鬆、有機質含量低，在一定程度上限製了可持續農業的發展.因此提高土壤有機質含量、改善土壤肥力是對風沙土改良的主要措施。氮是植物生長和生產力的關鍵元素之一，由於植物直接通過根係吸收無機氮，因此土壤無機氮(SIN)是植物重要的氮源。淋溶和揮發導致的氮損失會使作物生產力下降、富營養化、地下水中硝酸鹽過量以及氧化亞氮(N2O)排放增加。將生物質炭作為土壤添加劑，可減少氮流失，提高土壤肥力。但應用生物質炭時，關於氮的可用性存在爭議。基於此，本文對生物質炭與SIN間的關係進行分析，選用廉價易得的楊樹葉製備生物質炭，用盆栽玉米實驗方法研究其對土壤氮形態分布的影響，為了解生物質炭施入沙土後養分遷移規律，同時為確定沙地土壤最佳施肥模式提供依據。
儀器與試劑紫外分光光度計(T9型，北京普析通用儀器有限責任公司)、自動凱氏定氮儀(K9840型，濟南海能儀器股份有限公司)、智能人工氣候箱(PRX-450C型，寧波賽福實驗儀器有限公司)、掃描電子顯微鏡(5-4800型，日本日立公司)。
(NH4)2HPO4，NH4NO3，NaH2PO4，KCl，NaOH，HNO3，無水乙醇，H2SO4，HCl，(NH4)2SO4，Na2CO3，H3BO3，K2SO4，CuSO4，硒粉，HClO4，K2Cr2O7，FeSO4，鄰菲羅啉，MgO，甲基紅，溴甲酚等化學試劑均為國產分析純試劑，購於天津市大茂化學試劑廠。
在內蒙古自治區通遼市奈曼旗科爾沁采集實驗土壤，土壤肥力偏低。基本理化性質為w(有機質)=2.24g/kg，w(全氮)=1.36g/kg，w(全磷)=72.74mg/kg，陽離子交換量2.32cmol/kg，pH=6.6。
楊樹落葉取自吉林化工學院院內；花盆型號為25cm×40cm。
以楊樹落葉為碳源，利用水熱法製備生物質炭，如圖1所示。將楊樹落葉清洗幹淨，於105℃烘幹，研磨成粉末，過80目篩，密閉保存。取20g粉末置於燒杯中，加入2.5mol/LNaOH，攪拌1h，於100℃恒溫水浴中加熱3h，冷卻，靜止，過濾，棄上清液，加入80℃去離子水，繼續靜止，沉澱，至pH接近中性。向燒杯中加2.5mol/LHNO3，水浴4h，振蕩5h，洗滌至近中性，過濾，幹燥，研磨；將粉末置於馬弗爐中，於450℃保持2h，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3次，於100℃烘幹24h，幹燥即製得楊樹葉生物質炭。用掃描電子顯微鏡(SEM)分析楊樹葉生物質炭的形貌和結構特征。
盆栽實驗分為傳統施肥方式及測土配方施肥方式。傳統施肥方式添加生物質炭的質量分數分別為0(CCK)，0.5%(CC1)，1%(CC2)，2%(CC3)，並施加(NH4)2HPO4(m(N)∶m(P)∶m(K)=46∶18∶11)；測土配方施肥方式添加生物質炭的質量分數分別為0(PCK)，0.5%(PC1)，1%(PC2)，2%(PC3)，主要施加NH4NO3，NaH2PO4，KCl，施加量分別為75，25，116mg/kg。根據玉米生長的4個不同階段，設4個采樣時間，即30，60，90，120d。用抖土法取樣，測定其氮的質量比。盆栽實驗的溫度、濕度和光照完全模擬自然環境，在花盆中栽種玉米，設置兩個平行實驗。
根據當地玉米生長周期，確定4個采樣時間，即苗期(約30d)、拔節期(約60d)、穗期(約90d)和成熟期(約120d)。實驗用抖土法取根係土樣約200g，土壤樣品采集後剔除雜質，自然風幹，研磨後過篩(2mm)，備用。
分別用KCl浸提-靛酚藍比色法、CaSO4浸提-紫外分光光度計法、擴散吸收法和凱氏蒸餾法測定土壤銨態氮、硝態氮、
效氮和全氮的質量比。
圖2為水熱法製得楊樹葉生物質炭的SEM照片。由圖2可見，生物質炭表麵呈鱗狀，類似木炭的層狀結構。此時炭內部大麵積的孔狀和層狀構造基本成型，比低溫時的孔狀和層狀結構密集，顆粒產生明顯的收縮聚合現象。
土壤中的銨態氮可被土壤膠體吸附，形成交換性銨狀態氮肥，銨態氮也可溶解在土壤溶液中，被植物直接吸收利用，屬於速效性氮素。圖3為不同施肥模式下玉米不同生長期土壤銨態氮質量比的變化。由圖3可見：PCK和CCK處理土壤中銨態氮的質量比變化趨勢基本一致，均隨玉米生長時間的變化呈先上升後下降的趨勢；加入楊樹葉生物質炭處理土壤中銨態氮的質量比明顯高於PCK和CCK，其中CC3土壤中氮的質量比最高，平均值達到36.43mg/kg，高於CCK處理平均值的154.4%。在玉米生長周期中，傳統施肥及測土配方施肥模式下，土壤銨態氮的質量比均為PC3/CC3＞PC2/CC2＞PC1/CC1＞PCK/CCK。在兩種施肥模式下添加楊樹葉生物質炭對土壤銨態氮質量比作用差異較小。添加楊樹葉生物質炭後銨態氮淋失量減少，氮滯留量增加，可見楊樹葉生物質炭可通過吸附銨態氮，增加其在土壤中的滯留，進而減少土壤中銨態氮的淋失，提高土壤的氮儲量。
聲明：本文所用圖片、文字來源《吉林大學學報》，版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題，請與本網聯係
相關鏈接：銨態氮，楊樹葉，鄰菲羅啉，硒粉
