以生物炭和沸石为载体与传统肥料复合而成新型的缓释肥料,不仅有利于农业提质增效,还有利于农业面源污染控制及农田土壤固碳减排目标的实现。与此同时,肥料中的养分释放后,残留的生物炭和沸石仍然能够继续发挥土壤改良的作用,并且有效避免了生物炭和沸石作为土壤改良剂直接还田所带来的二次扬尘污染、增加劳动成本等问题。因此,提高生物炭和沸石在复合肥料中的应用效果尤为重要。

稻壳炭为稻壳气化后副产品,沸石为天然斜发沸石,稻壳炭和沸石主要物理化学性质如表2所示。

改性稻壳炭和改性沸石对红壤磷有效性的影响-国投盛世

改性稻壳炭和改性沸石微观表面扫描如图1所示。沸石经低温活化处理后,结构内部的水分子脱去,拓宽了沸石内部孔道,增大了比表面积;经铵盐改性后沸石表面光滑,杂质减少,增加阳离子交换量和比表面积,提高了沸石的吸附性能。经HCl处理并多次水洗后稻壳炭pH值呈中性,大量灰分物质被除去,蜂窝状结构清晰,孔型结构不变,吸附能力增强。

从图3中可以看出,施磷后玉米磷素吸收量均高于不施磷处理(CK0)。在混合肥料中添加改性沸石、改性稻壳炭等材料后,玉米磷素吸收量较CK提高了5.56%,磷肥利用率提高了34.45%~45.53%。其中,以添加铵化低温活化沸石处理玉米磷吸收量和磷肥利用率最高,且显著高于CK,但与添加其他材料处理相比差异未达到显著水平。由于沸石、稻壳炭以及改性沸石、改性稻壳炭对土壤中水溶性和弱酸溶性磷的吸附作用,以及对Fe2+、Al3+、Ca2+的交换吸附作用,减少了磷素在土壤中的固定量,提高了玉米对磷的吸收利用,进而提高了磷肥利用率。

改性稻壳炭和改性沸石对红壤磷有效性的影响-国投盛世

在土壤培养的第7、14和28 d,沸石、稻壳炭改性方式和添加量对土壤有效磷含量影响显著,且其交互作用对土壤有效磷含量影响显著。比较F值大小可知,添加量是影响土壤有效磷含量有关参数的主要决定因子。

沸石经铵化处理和低温活化处理后,吸附能力和吸附容量增加,提高了土壤中磷素有效性。稻壳炭经HCl氧化改性处理后,对土壤中磷素的吸附能力增强,降低了土壤对磷的固定作用。混合肥料中添加5%改性稻壳炭、改性沸石后,改善了玉米对肥料的吸收利用,促进了玉米的生长,提高了玉米的磷肥利用率。