土壤最大持水率50%正常吗(土壤有效持水率)

摘要：生物炭在农业应用中已经被提议作为一种增加作物生产的改良剂，通过改进土壤理化性质、石灰潜力和改进营养物质[1-2]，同时改善土 持水能力也可能是一个重要的机制。土壤的化学和物理性质在生物炭的施用下发生了明显的改良效果。生物炭的孔特性加水其比表面积有利于提升孔隙度、土壤水分聚集、降低土壤容重，所以为植物生长发育提供了有效的场所。而且，生物炭是酸性土壤一种较好的改良剂[3]。其含有的养分元素可直接输入土壤，其表面电荷和官能团有利于土壤养分的保留，综述了生物炭对土壤物理的研究进展，指出了目前研究存在的不足和需要加强的方面，从而为生物炭的应用和推广提供一定的思路。

Abstract: Biochar has been proposed as an amendment to increase crop production in agricultural applications. Improving soil physical and chemical properties, lime potential and nutrients, as well as improving soil water holding capacity, may also be an important mechanism. Biochar can obviously improve the physical and chemical properties of soil. Its porous characteristics and specific surface area are conducive to soil moisture accumulation, porosity improvement and bulk density reduction, thus providing a good environment for plant growth. Moreover, biochar is an ideal amendment for acidic soils. Its nutrient elements can be directly imported into the soil, and its surface charge and functional groups are beneficial to the retention of soil nutrients. This paper summarizes the research progress of biochar on soil physics, points out the shortcomings of current research and the aspects that need to be strengthened, so as to provide some ideas for the application and promotion of biochar.

关键词：生物炭；土壤物理性质；可利用水量；土壤有机质

Key words: biochar; soil physical properties; available water; soil organic matter

1 前言

在缺氧的条件下我们把生物质进行高温处理，其中的油和气燃烧掉，所剩的就是生物炭。这几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百年不会消失，相当于把碳封存进了土壤，有利于减缓全球变暖，对此在全世界引发了对它的极大兴趣。有很多专家学者认为，碳元素被生物炭捕捉相当稳定，能将碳元素“锁”在地下数百年，并让土壤变得更肥沃[4-5]；另外还可以减少NO2和CH4等温室气体的排放。同时还可以改变土壤的生物学、化学、物理等性质，所以,利用生物炭改良土壤受到相当多的科研人员关注。

2 土壤容重与持水量

MED测试表明混合物中生物炭是润湿的，因此排除了土壤水分驱避性是解释西隧变化的一种可能机制。关于未分类BD的大小、重量和体积最大WHC值生物炭颗粒的每一种浓度(v/w)砂土和砂壤土在的效果对照[6-8]:生物炭颗粒(0.05-1.00毫米)：圆点；土用未分类的生物炭颗粒(>5毫米)修正;其余用大生物炭颗粒(2-4毫米)修正的土壤。当生物炭浓度为≥1%和≥5%时，生物炭颗粒尺寸之间的BD值和最大WHC值发生显著变化。砂土和沙壤土如图1图2所示。在沙质土壤中，小的生物炭颗粒比大颗粒引起较大的BD下降，而WHC增加。相反，大颗粒对沙质壤土BD的降低大于小颗粒，而WHC的变化是可变的。对于沙土，最低的是施用率(1%)对于小颗粒和未分类颗粒，BD分别显著降低4.7%和2.6%；在最高浓度(20%)时，BD分别下降19.3%、16.6%和15.9%[9-12]。为砂壤土大颗粒的最低施用率(5%)显著降低BD的5.5%，在最高浓度(20%)时，小颗粒、未分选颗粒和大颗粒的施用率分别下降16.6%、20.9%和19.7%。沙土(P=0.143)和壤土(P=0.056)的生物炭浓度与颗粒大小无显著交互作用。

图一

图二

图2结果表明，在最低施肥量(1%)下，未分选生物炭沙土的重量持水率显著提高9.5%，而大颗粒沙土的重量则显著下降3.4%[13]。在最高浓度(20%)时，小颗粒和大颗粒的水碳分别增加了53.3%和43.1%。施用5%生物炭后，砂壤土的重量含水量首次显著降低，小颗粒、未分类土壤和大颗粒土壤的重量分别降低了13.4%、15.8%和12.0%。在最高浓度(20%)下，小颗粒、未分类颗粒和大颗粒分别增加了62.1%、37.9%和37.1%。图2（右）结果表明，在1%生物炭条件下，小颗粒和未分类颗粒土壤的体积最大持水率分别显著提高了6.8%和6.7%[14-16]。当生物炭含量为20%时，小颗粒和大颗粒的最大含碳量分别增加了23.6%和20.2%。当生物炭含量为5%时，沙质壤土的体积最大持水率在小颗粒和未分类颗粒中分别显著增加9.9%和14.1%。在最高浓度(20%)下，小颗粒、未分类颗粒和大颗粒的最大含水量分别增加了35.3%、9.1%和10.1%。对两个人来说土颗粒大小与浓度之间的相互作用对体积最大持水率的影响显著(P<0.001)[17]。

3 土壤总蓄水量

当生物炭或其他修正土壤，减少土壤BD，体积表土增加，并可能对其产生相当大的蓄水影响以及相关注意到在重力基础上表示含水量的困难[18-20],这是常见的方法[21],并提议表示土壤水分按体积计算。但是,也要包括对以下方面的贡献:土壤持水量在土壤中体积变化,即增加生根带深度,西隧可表示为总数。土壤蓄水(Mm)，即储存在根区[22]。

我们发现,随着生物炭的加入,土壤体积的增加与bd的下降相联系,会显着地增加土壤。蓄水在体积生物炭浓度为20%时,除测量的体积SMC外,容量为21%至27%。表示为面积密度[23],20%(v/v)合并15cm深度可使沙土的储水量从56(mm；对照)增加到83~91(Mm),沙质壤土的储水量从56(Mm)增加到79~96(Mm),这取决于生物炭颗粒的大小。这使我们建议在未来的研究中[24],除了体积测量和重量测量外,还应包括增加的土壤体积,以测量SWS总量(毫米)。将与土壤体积增长有关的额外水包括在内，可能与其他相关因素有关。植物可用水[25], 蒸发和电导率[26] 浸出和水生生态毒理学[27]考虑到重量WHC具有较大的影响尺寸，比体积WHC数据具有更强的显着性。图1、图2其含义是,为研究目的,更有利的测量重量的WHC,包括当表示总SWS,即包括储存在额外的土壤体积中的水。

最高持水量的使用,定义为“重力排水平衡含水量”[28]限制了本研究对植物可用水(PAW)的影响。爪子被定义为土壤水分含量在吸力的潜力现场容量(~0千帕)和枯萎点(−1000至−1500 kPa)。我们没有测量基质势在这项研究中,但是以前的研究已经表明,生物炭的修正可以增加水的保存量。萎蔫点[29]。因此,未来的研究需要将最大持水量的增加与枯萎点土壤含水量的测量结合起来，才能将土壤的爪子伸向一个目标。土壤深度,即顶部,除了在土壤改良剂所产生的额外土壤体积中的爪子外，即总SWS。实地调查须评估生物炭对员工健康管理公司的整体影响，因为除了最高的西隧外,西隧亦会受到由生物炭引起的改变。

4 生物炭对土壤团聚体结构的影响

据很多文献记载，土壤中的微生物、动物群、植物根系、无机物（如氧化钙等）如冻融交替、火灾、干湿循环等会让土壤形成团聚体并且维持其稳定性[30]。因为团聚体在土壤中可以减少由地表径流与风蚀引起的水土流失，由此对土壤团聚体的研究越来越多。促进团聚体的稳定性可以在土壤中加入生物炭，可能的机制和因素如下: ①植物根系的生长速度可以被生物炭提高，从而刺激形成团聚体（当植物吸收更多的水分和营养时，根系可以长到生物炭的孔隙中）; ②尤其是细菌和真菌的生物活性可以被生物炭加强，它们与菌丝形成的根系系统有直接联系。通过促进土壤团聚体的形成而增加土壤稳定性,生物炭因此而得以广泛应用。当下,对生物炭通过这个机制来稳定团聚体还知之甚少,并且物理学家还没有尝试去证实这些物理化学和生物因素能够促进团聚体的形成,并保持其稳定性[31]。

5 结论

这项研究的结果提供了证据生物炭 颗粒尺寸影响土BD和持水能力以不同的方式，在不同的程度上,对一个沙地和一个砂壤土不同粒径生物炭是影响土最大的西隧和屋宇署,这也是很大程度上依赖于土壤类型..这个砂土反应更快，影响最小施用率(1%),而沙质壤土在5%的生物炭下开始表现出显著的效应。小生物炭颗粒降低了砂土更多的是，虽然大的生物炭颗粒导致了沙质壤土的BD更大的减少。小生物炭颗粒的施用率不高,不增加土壤BD。在沙土中，生物炭颗粒呈线性下降。最后,我们发现了整个土壤。蓄水(Mm)包括土壤体积修正引起的增加是衡量生物炭对土壤最大持水量影响的一项更相关的措施，因为土壤有效成分的减少与土壤体积的增加有关，而对整体的影响亦与此有关。蓄水能力，以及植物可用水(与特定土壤吸力下植物可用水的变化分开)。要解释不同原料通过不同制碳方式形成的生物炭对土壤结构的影响应集中在用模型的手段和机理的研究。寻找适用于不同土壤类型的、提高植物产量、最佳的生物炭添加量，营造最适合植物生长发育所需的场所 ；全面了解生物炭对不同类型土壤(特别是碱性土壤)的改良效果，使得生物炭在改良土壤方面的作用让人们得以更有效地了解。

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