土壤学报

作者：黄家威，白嘉骏，关松，窦森，张家麟，王曦若

单位：黄家威，吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118；,白嘉骏，吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118；,关松，吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118；guansong8888@163.com,窦森，吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118；,张家麟，吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118；,王曦若，吉林农业大学资源与环境学院, 长春 130118；,

关键词：生物质炭;老化;结构表征;铵态氮;吸附机制

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD1500304， 2017YFD0200801）和国家自然科学基金项目（42077022）资助

为探讨田间自然老化生物质炭对土壤铵态氮持留性能的影响机制，通过田间原位埋置尼龙袋法和室内批量平衡吸附试验，采用场发射扫描电镜、BET比表面、差热与热重等分析技术，研究田间自然老化1年（A1）、2年（A2）和3年（A3）的生物质炭的表面结构特征等理化性质的动态变化及其对铵态氮吸附效应的影响。研究结果表明，田间自然老化3年的生物质炭表面孔隙结构塌陷明显，随着田间老化时间增加，生物质炭的BET比表面积、总孔容、介孔孔容与平均孔径增加，而微孔表面积减少，与新鲜生物质炭（A0）相比，A3处理生物质炭的BET比表面积、总孔容和平均孔径分别增加18.93%、42.31%和20.71%，微孔表面积减少26.17%；碳和氮元素含量分别增加7.92%和95.61%，生物质炭的芳构化程度有所降低，热稳定性下降。随着田间老化时间的增加，生物质炭对铵态氮吸附量明显减少，吸附量大小为A0 > A1 > A2 > A3，但生物质炭依然保持较强烈的吸附性。批量平衡吸附试验表明准二级吸附动力学与Langmuir模型能更好地拟合生物质炭对铵态氮的吸附过程，揭示了生物质炭对铵态氮的吸附机制主要为单分子层化学吸附，其次为物理吸附。综上，生物质炭对碳、氮素的富集效应及对铵态氮的吸附机制研究对于生物质炭在农田土壤生态系统中发挥固碳和氮素增效作用上具有积极意义。

来源：2023年第5期

《土壤学报》期刊编辑部

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