摘要
土壤盐碱化是当前广受关注的环境问题，苏打盐碱土作为盐碱土中较难改良的一类，对植物的生长发育具有严重危害。农林废弃物的水热炭化物呈酸性且孔隙结构发达，含有丰富的含氧官能团，对土壤养分具有良好固持作用，促进了土壤大团聚体的形成，可能对改良苏打盐碱土具有巨大的应用潜力。然而关于利用水热炭改良苏打盐碱土的文章数量较少，基于此，本文以苏打盐碱土为研究对象，研究水热炭对苏打盐碱土理化性质、土壤肥力的改良潜力，并且通过水稻幼苗的生长情况，验证水热炭对苏打盐碱土的改良效果以及水热炭改良苏打盐碱土对水稻幼苗生长的影响，以期为苏打盐碱土的改良提供科学依据和技术支持，本文得到一下主要研究结果： 1）分别利用玉米秸秆茎、玉米秸秆叶、玉米秸秆芯和木耳菌糠四种原料，在温度为180℃、时间为240min、固液比1∶10条件下制备水热炭。其中木耳菌糠水热炭与其他三种原料制备的水热炭相比，其表面更加粗糙，结构更加疏松，具有pH值较低、Na+含量较低的特点，以木耳菌糠为原料制得的水热炭最具苏打盐碱土改良潜力。 2）水热炭不仅对苏打盐碱土pH、电导率和碱化度有降低作用，而且对苏打盐碱土的理化性质、有机质及养分均有明显改善。pH为9.78和9.03的土样在水热炭添加比例为4%时，pH分别降低至9.52和8.87；当水热炭添加量为6%时pH为9.78和9.03的土样电导率由原来的645μS·cm-1和573μS·cm-1降低至608μS·cm-1和540μS·cm-1，降幅为37μS·cm-1和33μS·cm-1；pH=9.03的土样碱化度于2%、4%和6%三个水热炭添加比例下分别显著下降了7.3%、14.3%和18.5%；水热炭添加比例为6%时三组土壤阳离子交换量增长幅度分别为2.28cmol·kg-1、3.04cmol·kg-1和3.40cmol·kg-1，进而也大大降低了苏打盐碱土的碱化度。随着水热炭添加比例的增加,苏打盐碱土中团聚体粒径＞1mm的比例显著上升；而粒径在1-0.25mm和0.25-0.053mm之间的比例显著降低，增加了土壤孔隙度。综合分析表明水热炭对苏打盐碱土具有较好的改良潜力。 3）首先水热炭改良苏打盐碱土种植水稻后，土壤性质进一步得到了改善。当水热炭添加比例达到4%时，pH显著降低了2.8%，当添加比例达到6%时，电导率显著降低5.7%；相较于种植水稻前，种植水稻后的碱化度最大降低了6.5%；水热炭添加比例为6%时团聚体粒径为＞1mm的比例增加了79.6%，此外，水热炭还可以显著降低盐碱土中粒径为1-0.25mm比例，与种植水稻前相比降低幅度更大。其次，水热炭改良苏打盐碱土种植水稻后，对水稻幼苗的生长具有一定的促进作用。水热炭改良苏打盐碱土种植水稻后，超氧化物歧化酶和丙二醛含量得到显著降低，当水热炭添加比例达2%时，分别降低了4.87U/g和0.718μmol/g；随着水热炭添加比例的增加，脯氨酸含量由513.37μg/g·FW显著降低为37.31μg/g·FW。通过对比分析水稻根际土的各项指标和水稻幼苗生理指标，表明水热炭的添加可显著降低苏打盐碱土对水稻幼苗的盐碱胁迫程度，具有促进水稻幼苗生长的作用。 以上研究结果表明，利用农林废弃物木耳菌糠制备的水热炭对苏打盐碱土进行改良具有良好的应用潜力，且水热炭改良苏打盐碱土种植水稻后土壤的理化性质得到了进一步提升，从而促进了水稻幼苗的生长，降低了苏打盐碱土对水稻幼苗的盐碱胁迫，在水热炭改良苏打盐碱土方面具有重要的应用价值。
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