改性生物炭對(duì)土壤有機(jī)碳及化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響

摘要：通過(guò)對(duì)生物炭進(jìn)行改性來(lái)優(yōu)化其表面性質(zhì)，是強(qiáng)化碳在土壤中固持能力的新方法，因此明確改性生物炭對(duì)土壤有機(jī)碳及化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響十分必要。本研究以南方紅壤為研究對(duì)象，對(duì)生物炭進(jìn)行鎂改性和用球磨法制備納米生物炭并表征，采用盆栽試驗(yàn)，結(jié)合傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、X-射線光電子能譜（XPS）、固體13C核磁共振（13C NMR）技術(shù)研究生物炭改性對(duì)土壤有機(jī)碳含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：生物炭改性后比表面積增大、孔隙結(jié)構(gòu)更為豐富，鎂改性使生物炭含氧官能團(tuán)的比例提高，球磨后生物炭的芳香性提高。施用改性生物炭顯著提高了土壤有機(jī)碳含量，與未改性生物炭相比，鎂改性和納米生物炭處理分別提高了45.26%和36.25%。FTIR、XPS、13C NMR分析結(jié)果表明鎂改性生物炭和納米生物炭的添加改變了土壤有機(jī)碳的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使含氧官能團(tuán)比例增加，鎂改性生物炭和納米生物炭處理降低了烷氧碳和羰基碳的比例而增加了芳香碳和烷基碳的比例，提高了土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性及復(fù)雜程度。研究表明，生物炭改性引起的表面官能團(tuán)結(jié)構(gòu)變化影響了土壤有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了有機(jī)碳的穩(wěn)定化，提高了土壤固碳能力。

關(guān)鍵詞：改性生物炭；納米生物炭；土壤有機(jī)碳；有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)；有機(jī)碳穩(wěn)定性

中圖分類(lèi)號(hào)：S156.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-6819（2025）01-0187-10 doi： 10.13254/j.jare.2023.0683

土壤有機(jī)碳是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的有機(jī)碳庫(kù)，對(duì)全球碳循環(huán)、土壤碳固定具有重要的作用[1]。土壤有機(jī)碳的數(shù)量、特性以及結(jié)構(gòu)對(duì)于土壤碳固持有重要作用?！?br>