Page 22 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2023年5期
P. 22

16                                 华 中 农 业 大 学 学 报                                    第 42 卷

               物、抗坏血酸等抗氧化剂含量，增强植物的抗氧化功                          已有研究初步证明改性生物炭对促进土壤氮磷养分
                         2+
               能 ［48］ 。Mg 是叶绿素结构中的中心离子，镁离子的                     有效性具有长期效应，但对于生物炭吸附的盐离子
               富集有利于增加叶绿素含量和稳定性                 ［49］ 。负载镁和      是否会出现大量解吸造成土壤盐分含量再次增加，
               锰金属氧化物的生物炭基纳米复合材料可以增强光                           对植物根际微域环境的影响及对土壤养分供给的长
               系统Ⅱ的量子产率、光合电子传输速率、光合色素的                          效能力仍需进行研究验证。
               生物合成和植物的抗氧化系统，从而减少了红花植                               3） 明晰改性生物炭添加下微生物的响应机制，
               物在盐胁迫下的活性氧（ROS）生成和氧化胁迫                    ［50］ 。 建立生物学修复技术。土壤盐分改变如何影响土壤
               同时植物根系的发达程度与改性生物炭中镁、锰含                           微生物演替过程，微生物功能基因表达与环境改变
               量增加具有很强的相关性            ［19］ 。负载铁、锌纳米材料           的内在机制，以及定殖于生物炭表面的微生物群落
               的生物炭在提高植物的抗逆性和养分利用率方面具                           组成、结构和功能仍需深入探究。应利用高通量测
               有巨大潜力，因为铁是许多重要酶的组成部分，而锌                          序、非靶向代谢组学、宏基因组学等技术深入揭示改
               作为色氨酸合成活化剂可以促进植物生长                     ［36］ 。目   性生物炭施加下盐碱化土壤微生物群落生态学机
               前，负载金属氧化物的生物炭具有缓解植物胁迫和                           制，为盐碱化土壤生物修复技术的建立提供理论
               增强植物抗盐碱的性能已经得到初步验证，下一步                           依据。
               可以探究生物炭负载更多功能性营养元素对于缓解                               4） 优化改性炭的性能并控制成本。原料类型、
               植物盐碱胁迫的作用。                                       热解温度以及改性条件能够显著影响生物炭与改性
                                                                生物炭的性质，因此，未来研究应更加具体地对生物
               3 存在问题与展望                                        炭制备和改性方式进行分类和整合，建立不同原料

                   近年来，随着改性生物炭改良盐碱土所受关注                         生物炭改性的系统化构架，在盐碱地改良的研究中
               度的增加，改性生物炭在盐碱土改良上取得了一定                           选取更加高效的改性方式，但目前改性生物炭的研
               的进展。本文重点阐述了不同改性生物炭特征及其                           究大多处于试验阶段，因效能或成本问题未能广泛
               对盐碱地的改良效果。生物炭适当改性进一步优化                           应用于实际，未来的研究应集中于选取低成本、操作
               了原生物炭比表面积大、孔隙丰富的特性，增加了生                          简单、实用性强的生物炭改性方式。
               物炭表面含氧官能团类型和数量，降低了生物炭碱
                                                                参考文献References
               性特征，解决了原生物炭对阴离子吸附能力弱以及
                                                               ［1］ 路晓筠，项卫东，郑光耀，等 . 盐碱地改良措施研究进展［J］.
               在盐碱地中应用效果差等问题。改性生物炭在盐碱
                                                                    江苏农业科学，2015，43（12）：5-8.LU XY， XIANG W D，
               地改良中可以实现降低土壤盐碱度、提高土壤养分
                                                                    ZHENG G Y， et al.Research progress on improvement mea⁃
               有效性和调节植物根际微域环境、缓解植物盐碱胁                               sures of saline - alkaline land［J］.Jiangsu agricultural sciences，
               迫的目标，因此改性生物炭具有广阔的应用前景。                               2015， 43（12）： 5-8（in Chinese with English abstract）.
               但关于改性生物炭在盐碱地改良中仍有以下问题亟                          ［2］ 杨劲松 . 中国盐渍土研究的发展历程与展望［J］. 土壤学报，
                                                                    2008，45（5）：837-845.YANG J S.Development and prospect
               待解决：
                                                                    of the research on salt-affected soils in China［J］.Acta pedolog⁃
                   1） 优化改性生物炭在不同盐碱地类型下的改良
                                                                    ica sinica， 2008， 45（5）：837-845（in Chinese with English ab⁃
               途径。不同盐碱地类型土壤理化性质和主要盐分阴                               stract）.
               离子有较大差异，需结合 X 射线衍射、傅立叶红外光                       ［3］ 杨劲松，姚荣江，王相平，等 . 中国盐渍土研究：历程、现状与
               谱及 X 射线光电子能谱等技术手段，探究施入土壤                             展望［J］. 土壤学报，2022，59（1）：10-27.YANG J S， YAO R
                                                                    J， WANG X P， et al.Research on salt-affected soils in China：
               前后的改性生物炭理化性质、结构形貌等变化，进一
                                                                    history，  status  quo  and  prospect［J］. Acta  pedologica  sinica，
               步检验在改良不同类型盐碱地中的主导吸附机制，
                                                                    2022， 59（1）： 10-27（in Chinese with English abstract）.
               如物理吸附、官能团吸附、离子交换机制，探究不同                         ［4］ 郭家鑫，鲁晓宇，陶一凡，等 . 盐碱胁迫对棉花生长和养分吸
               盐分离子对改性生物炭的响应，以此来优化改性生                               收的影响［J］. 干旱地区农业研究，2022，40（4）：23-32，59.
               物炭在不同盐碱类型下的改良途径。                                     GUO J X， LU X Y，TAO Y F，et al.Effects of saline and alka⁃
                                                                    line stresses on growth and nutrient uptake of cotton［J］.Agri⁃
                   2） 验证改性生物炭的长期效应。目前盐碱土壤
                                                                    cultural research in the arid areas，2022，40（4）： 23-32，59（in
               上改性生物炭的施用研究以盆栽或小规模试验为                                Chinese with English abstract）.
               主，所获得的结果缺乏长期定位大田试验的验证。 ［5］ ABDUL  W. Potassium-sodium  interactions  in  soil  and  plant
   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27