生物炭对宁南山区不同质地土壤水分保蓄能力的影响

　　摘要 通过室内用PVC管装土土柱模拟法，对宁南山区不同质地土壤增施生物炭后持水能力的变化进行研究。分别对黄绵土、黑垆土在使用不同质量梯度生物炭的情况下水分入渗特性、自然含水量、淋溶液体积变化的试验研究，明确生物炭对不同质地土壤水分保蓄能力的影响。结果表明：随着生物炭量增加，土壤保水能力增强，黑垆土中施入生物炭后保水性能优于黄绵土。 

　　关键词 生物炭；土壤水分；土壤质地；宁南山区 

　　中图分类号 S152.7；TK6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0183-02 

　　Abstract Through the indoor PVC pipe installed soil column simulation method，the change of water storage capacity of different texture soil with the increasing application of biochar in mountainous area of southern Ningxia were studied. Using the gradient applying amount of biochar on loessial soil and Heilu soil，experimental study on changes of water infiltration characteristics，natural water content，leaching solution volume were conducted，so as to explore the effects of biochar on water storage capacity of different texture soil. Results showed that with the increase of the amount of biochar，soil water capacity enhanced. With the application of biochar，preserving water performance of Heilu soil was better than that of loessial soil. 

　　Key words biological carbon；soil water content；soil texture；mountainous area of southern Ningxia 

　　生物炭是一种富含有机碳、具有稳定结构、较大比表面积的粉状颗粒，多数呈碱性[1]。据研究[2-6]报道，将生物炭作为土壤改良剂施入土壤，可吸附更多的水分和养分离子，提高土壤养分吸持量和持水容量，尤其是氧化后的生物炭可提高砂质土壤的持水量，改善土壤持水能力。添加生物炭使得砂土容重减小，孔隙度增加，进而改变了土壤扩散率，改良了砂性土壤的持水性[7]。近年来，将生物炭用作土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备受世人关注[8]。 

　　1 材料与方法 

　　1.1 试验概况 

　　供试土壤：宁南山区主要土壤类型黄绵土和黑垆土。供试材料：生物炭，由江苏省生物质炭工程中心提供，粒径小于1 mm。试验地点：宁夏农林科学院资源与环境研究所实验室。 

　　1.2 试验设计 

　　采用室内土柱模拟法，PVC管装土，管高60 cm，内径20 cm。试验前将土壤风干过1 mm筛，分别对黄绵土和黑垆土按照田间试验生物炭0、5、10、20、25、30 t/hm2 6个处理水平，对应换算设计生物炭质量分数6个，即0、2%、4%、6%、8%、10%，3次重复。生物炭与过筛土混合均匀后，每1～5 cm分层装入PVC管，管底用200目纱布及胶带缠紧，装土高30 cm，从土柱表面利用马氏瓶加水，一次性加水2 000 mL。 

　　1.3 数据测定 

　　入渗量监测，重点监测开始滴水1 h内，每隔10 min监测1次；自然含水量监测，重点监测30 d内，每5 d监测1次，利用土壤水分测定仪测定0～10 cm土壤自然含水量；入渗水淋溶液体积监测，重点监测30 d内，每10 d监测1次。 

　　2 结果与分析 

　　2.1 不同处理对土壤水分入渗特性影响 

　　从表1可以看出，2种土壤条件下，随着生物炭的施入量增加，水分入渗累计量在不断减少；同等生物炭水平下，黑垆土入渗量低于黄绵土。说明随着生物炭量增加，土壤保水能力增强，黑垆土中施入生物炭后保水性能优于黄绵土。 

　　2.2 不同处理对土壤自然含水量的影响 

　　从表2可以看出，2种土壤条件下，随着生物炭施入量增加，土壤自然含水量不断提高；同等生物炭水平下，黑垆土自然含水量高于黄绵土。随着生物炭使用量的增加，土壤含水量增加，黑垆土中施入生物炭后保水性能优于黄绵土。 

　　2.3 不同处理对土壤淋溶液体积的影响 

　　从表3可以看出，2种土壤条件下，随着生物炭施入量增加，土壤淋溶液体积不断减小；同等生物炭水平下，黑垆土淋溶液体积低于黄绵土。说明随着生物炭量增加，土壤保水能力增强，黑垆土中施入生物炭后保水性能优于黄绵土。 

　　3 结论 

　　随着生物炭施入量增加，水分入渗累计量不断减少，土壤自然含水量不断提高，土壤淋溶液体积不断减小；同等生物炭水平下，黑垆土入渗量低于黄绵土、自然含水量高于黄绵土、淋溶液体积低于黄绵土。增施生物炭对宁南山区不同质地土壤水分保蓄能力具有明显影响，随着生物炭量增加，土壤保水能力增强，黑垆土保水性能优于黄绵土。 

　　4 参考文献 

　　[1] 谢祖彬，刘琦，许燕萍，等.生物炭研究进展及其研究方向[J].土壤学报，2011，43（6）：857-861.