研究生知识库

农业是国家社会经济发展的基础产业和战略产业，农业水资源短缺与农田土壤养分淋失日益严重是制约农业发展的主要因素之一。我国每年因为干旱和土壤养分淋失造成的损失十分严重。因此，寻找一种有效的方法来提高土壤保水能力，增强土壤水分利用率，减少土壤营养元素的淋失是解决这一矛盾的关键所在。

生物炭是近些年来发展起来的一种新型材料，它不容易被微生物分解，稳定的存在于土壤中，从而作为一种碳汇，起到降低大气中 CO2，缓解温室效应的效果。后来科学家陆续发现，生物炭由于多孔结构，作为一种土壤改良剂，具有保水保肥的的能力，这为缓解水资源的短缺和减少土壤养分淋失提供了一条新思路。

为了探究生物炭对于提高土壤保水能力的影响，本文选择了全国 13 个省份的不同土壤作为研究对象，以玉米秸秆作为炭化原料，将生物炭按照不同比例添加到土壤中，测定土壤水分特征曲线，探究在不同的土壤水吸力情况下，生物炭对于不同质地的土壤的水分含量的影响。同时本文还以烟杆为原料，将烟杆炭与复合肥通过工艺掺混，制备了不同生物炭比重的炭基肥。通过室内土柱淋溶试验，研究生物炭基肥对土壤氮、磷、钾营养元素淋溶的影响，以期为生物炭技术应对农业水资源短缺和炭基肥的推广应用提供理论支持。研究的主要结论如下：

（1）在低土壤水吸力（<10kPa）的范围内，生物炭可以显著地提高土壤含水量，这种效果在土壤砂粒比重较高的土壤最为明显。在中等土壤水吸力（10kPa ~300 kPa）的范围内，与未添加生物炭的土壤相比，所有添加生物炭的土壤含水量也有明显增加。对于土壤砂粒含量比较高的土壤，施加生物炭的含量越大，土壤含水量的增加趋势越明显；而对于砂粒含量低的土壤，生物炭含量为 5%和 10%土壤含水量差异不明显。在高的土壤水吸力（300kPa ~1500kPa）范围内，随着土壤水吸力的逐渐增加，所有添加生物炭处理与对照相比，都释放出了更多的水分。粘粒含量越大的土壤，这种增加趋势越明显。总的来说，在低的土壤水吸力下，生物炭能够使得土壤保持更多的水分，在高土壤水吸力的情况下，生物炭能促进土壤水的渗出，总的来说，显著的提高土壤有效水的含量，应对日益严峻的水资源危机，具有十分重要的意义。

（2）与未添加生物炭的复合肥相比，添加 3%、9%、15%生物炭基肥的土壤淋溶液中总氮淋失量分别减少 8.36%、6.72%、6.45%；土壤总钾淋失量分别减少 9.18%、9.31%、11.82%，但炭基肥对磷的淋失影响不明显。生物炭基肥提高了土壤中铵态氮固持，促进了土壤剖面有效磷的向土壤深层迁移，减少了土壤速效钾的向土壤深层的迁移，因此，炭基肥的施用可降低烟田土壤营养元素流失，为其农业推广应用提供理论支持。