Page 103 - 碳中和视角下环保产业的发展研究

第三章 盐碱地改良技术

生物炭对盐碱土壤物理性质的直接影响。由于生物炭容重低，孔隙度高，具
有较强的持水力，物理性稀释效应可降低土壤容重，改善土壤孔隙状况，从而提
高土壤透水性，加快盐分淋洗降低土壤含盐量；生物炭含有的 Ca2+、Mg2+ 等离

子可交换盐碱土壤胶体吸附的 Na+，从而阻止胶体分散，促进土壤颗粒胶结与絮
凝作用，并通过多价阳离子静电黏结，促进土壤团粒结构形成，改善土壤结构。
（二）生物炭对盐碱土壤化学性质的影响
盐碱土壤pH、电导率（EC）、土壤碱化度（ESP）等是衡量盐碱程度的重要指标。

土壤高 pH 与 NaHCO3 或 Na2CO3 水解及 ESP 直接相关，盐碱土改良除了通过
淋洗降低土壤盐分外，还应降低土壤胶体的代换性 Na+ 含量，降低 ESP；生物
炭的碱性特征是制约其在盐碱土壤应用的主要障碍。因此，生物炭在盐碱地改良

方面一直富有争议。已有研究表明，施入生物炭和酸化生物炭后均可显著降低盐
碱土壤 pH，但随着生物炭添加量逐渐增加，内蒙古盐碱土壤 pH 降低幅度呈减
小趋势。也有研究表明，在滨海盐碱土壤中施入生物炭后对土壤pH没有显著影响，
或由于生物炭的碱性特征提高盐碱土壤 pH。目前，导致盐碱土壤 pH 降低的作
用机制尚不明确，可能主要包括的机制有：生物炭通过减小土壤容重，增加孔隙度，

增强盐分淋洗效果，进而降低盐碱土壤 pH；盐碱土壤的高 pH 主要与高 ESP（交
换性 Na+）有关，生物炭带入的 K+、Ca2+ 和 Mg2+，间接降低了 Na+ 比例，进
而降低土壤 ESP，可能是导致盐碱土壤 pH 降低的机制之一；生物炭与盐碱土壤

的 pH 差值将影响其降低幅度；生物炭在氧化过程中释放酸性官能团，酸性基团
与土壤阳离子之间存在静电吸引，减少土壤中碱性基团，降低土壤 pH，一定程
度上缓解土壤盐碱化过程。虽然生物炭对盐碱土 pH 具有不同的正负效应，但可
通过代换作用降低土壤盐碱度。已有研究表明，由于生物炭较强的吸附作用，可
将盐碱土壤中 Na+ 吸附并固定于固态聚合物中，减小 Na+ 对土壤结构的破坏，

有效调控土壤盐分。由于生物炭中的 Ca2+ 和 Mg2+ 等离子与盐碱土壤的 Na+ 置
换，增加交换性盐基数量和盐基饱和度，降低盐碱土碱化度和含盐量，同时促进
土壤淋洗排盐过程，缩短盐分洗脱时间，提高洗盐效率，尤其是有利于 NO3- 和

CO32- 的溶出。生物炭降低盐碱土壤盐碱度主要原因有：由于生物炭的多孔结构，
盐离子吸附于生物炭表面或物理截留余孔隙中，进而降低土壤盐分；生物炭可以
增加土壤孔隙度，促进土壤剖面 Na+ 浸出，降低 EC 和 ESP；生物炭可降低土壤
水分蒸发，减少土壤表层盐分积累；生物炭增加了盐碱土壤 K+ 和 Ca2+ 含量，

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