纳米碳溶胶对碱性土壤pH和养分含量的影响①

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1、土壤(Soils),2017,49(5):958–962DOI:10.13758/j.cnki.tr.2017.05.015①纳米碳溶胶对碱性土壤pH和养分含量的影响1121111*梁太波，赵振杰，王宝林，张仕祥，李玉磊，张艳玲，尹启生(1中国烟草总公司郑州烟草研究院，烟草行业生态环境与烟叶质量重点实验室，郑州450001；2河南中烟工业有限责任公司，郑州450000)摘要：采用土柱淋洗试验和土盆试验，研究了浓度分别为10、20和40mg/L的纳米碳溶胶对碱性土壤pH、EC值和速效养分含量的影响。结果表明：纳米

2、碳溶胶能够明显降低碱性土壤pH和EC值，最大降低幅度分别达到0.49个单位和0.14mS/cm，且纳米碳溶胶浓度越高，降低效果越明显。纳米碳溶胶能够明显增加0~80cm各土层硝态氮含量，3个处理平均增幅分别达到21.99%、27.34%和25.57%；但对铵态氮含量影响较小。纳米碳溶胶淋洗可提高各土层中有效磷含量，但不同浓度纳米碳溶胶在不同土层中表现效果不同，3个处理有效磷含量平均增加10.10%、13.72%和12.30%。纳米碳溶胶对土壤钾素有较好的活化效果，各土层速效钾含量均有明显增加，3个处理平均增幅分

3、别达到6.62%、12.54%和13.18%。上述结果表明纳米碳溶胶能够明显降低碱性土壤pH和EC值，提高速效养分含量，对碱性土壤有较好的改良效果。关键词：纳米碳溶胶；碱性土壤；pH；电导；养分含量中图分类号：S156.4文献标识码：A2目前我国盐碱土地面积约为3600万hm，碱性由北京奈艾斯新材料科技有限公司提供，纳米碳粒子土壤由于pH高，结构性差和通透性差，土壤缓冲性粒径：10~100nm，见图1。[1]能差等各种因素，是主要低产土壤之一。研究表明，土壤处于碱性状态时，会影响磷、钾、钙的有效性，[2-4]造

4、成一些微量元素的流失，诱发作物各类病症。如何改良碱性土壤是一个亟待解决的重要问题。纳米碳溶胶为一种纳米级材料，利用电解石墨制备而成。当石墨粒子处于纳米尺度时，表现出许多常规尺寸石墨材料所不具有的性能。已有研究表明，纳米碳溶胶在蔬菜、烟草、小麦、玉米等作物上均展现出节肥[5-9]增产效果。碳纳米材料还可以提高肥料利用率，改[10-11]善土壤状况，有效降低重金属的活性，改良污染土图1纳米碳溶胶电镜图[12-15]壤。但迄今为止，关于纳米碳溶胶对碱性土壤pHFig.1Electronmicrographofnano

5、carbonsol及养分含量的影响鲜见报道。为此，本试验采用土柱淋洗供试土壤：河南烟区的褐土(干润雏形土)，基本及土盆试验的方法，研究纳米碳溶胶对碱性土壤的影响，性质见表1。以期为纳米碳溶胶的进一步推广应用提供理论依据。表1供试土壤的理化性质Table1Physicalandchemicalpropertiesoftestedsoil1材料与方法土壤类型pH有机质碱解氮有效磷速效钾1.1试验材料(g/kg)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)褐土8.0523.6969.7325.55121.15纳米碳溶胶

6、：采用通电电解双石墨电极板制成，①基金项目：国家科技支撑计划项目(2012BAC08B08)和郑州烟草研究院科技项目(112013CZ0580)资助。*通讯作者(yinqs@ztri.com.cn)作者简介：梁太波(1981—)，男，山东潍坊人，博士，高级农艺师，主要从事作物栽培生理和营养调控研究。E-mail:taibol@163.comhttp://soils.issas.ac.cn第5期梁太波等：纳米碳溶胶对碱性土壤pH和养分含量的影响9591.2试验方法幅度相对较小。与CK相比，纳米碳溶胶对土壤EC1.

7、2.1土柱试验试验于2015年10月进行。室内值有明显的降低作用，且随浓度的增加，降低作用增模拟土柱置于内径10cm、高100cm的PVC圆柱管强，相差最大时达到0.14mS。表明在一定范围内，内。在PVC管底部用两层纱布对管口进行包裹，两纳米碳溶胶浓度越高降低EC值的效果越明显。层纱布中间放2张滤纸，在保证土壤不露出的同时，以达到过滤的目的。每个土柱装土9.5kg，下端接一漏斗收集淋洗液。试验设4个处理，纳米碳溶胶浓度分别为0(CK)、10mg/L(T1)、20mg/L(T2)、40mg/L(T3)，3次重复

8、。土壤装柱后加去离子水2.5L平衡72h，然后用500ml不同浓度纳米碳溶胶淋洗，6h后淋洗结束，收集淋洗液，测定其pH、EC值。每4d淋洗1次，共淋洗4次。全部淋洗完成后，将土壤按照0~20、20~40、图2不同浓度纳米碳溶胶对土壤pH的影响40~60、60~80cm不同层次分离，风干，磨细，过Fig.2Effectsofdifferentconcentrationsofnanoca