中国农科院| English| 数字农科院| 综合办公平台| 邮箱登陆| 联系我们
土壤植物互作团队在低分子量有机酸对生物炭胶体稳定性的影响方面取得新进展
发布者：管理员发布时间：2022-05-10作者：张倩茹来源：土壤植物互作团队点击量：
生物炭作为一种高效低廉的环境修复材料，被广泛应用于去除污染物、改善土壤性质、提高作物产量等多个方面。近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队张倩茹研究员课题组与中国农业大学土地科学与技术学院商建英教授课题组合作，在生物炭胶体稳定性方面取得新进展。研究成果以“Effects of low molecular weight organic acids on aggregation behavior of biochar colloids at acid and neutral conditions”为题，发表在期刊《生物炭》（Biochar）上。
据张倩茹研究员介绍，低分子量有机酸广泛存在于土壤中，尤其是土壤根际。其含量虽然很低，但可以由植物根系不断产生，作为活性的可溶解碳参与土壤碳循环。生物炭胶体是土壤、地下水和海洋生态系统中溶解有机碳的重要组分之一。生物炭胶体的稳定性对于生物炭长期有效、安全的应用和环境风险评估具有重要意义。随着生物炭在农田的应用，生物炭胶体不可避免地会释放到地下水和土壤环境，在土壤孔隙运移过程中与土壤根系分泌物（低分子量有机酸）相互作用。低分子量有机酸作为根际碳循环的活性成分，可能会影响生物炭胶体在土壤中的环境行为。
本研究选择松木和小麦秸秆来源的生物炭作为典型的生物炭胶体（PB和WB）。在pH 4和pH 6条件下探究了典型低分子量有机酸（草酸、柠檬酸和苹果酸）对PB和WB胶体聚集动力学的影响。实验结果显示：低分子量有机酸的存在降低了PB和WB胶体的临界絮凝浓度（CCC）。在溶液pH 4条件下，降低作用最为显著，这是因为在酸性条件下生物炭胶体表面吸附了更多的低分子量有机酸，大大降低了生物炭胶体的稳定性，抑制生物炭胶体在土壤根际附近的迁移。同时，还发现不同分子量和结构的低分子量有机酸对生物炭胶体临界絮凝浓度的影响程度不同。本研究表明，低分子量有机酸的化学结构（官能团）、分子量和生物炭胶体的表面电性共同影响生物炭胶体和低分子量有机酸之间相互作用的强弱，从而影响生物炭胶体的稳定性。低分子量有机酸可以通过增加表面桥联作用和降低胶体间的静电排斥作用加速生物炭胶体的聚集过程。本研究为生物炭胶体在土壤溶液，尤其是土壤根际中的稳定性提供了新的证据。
该项研究工作得到中国农业科学院国际科技创新计划与国家自然科学基金的共同资助。
文章链接：https://doi.org/10.1007/s42773-022-00142-5
生物炭胶体的临界絮凝浓度（△CCC）、低分子有机酸的分子结构和分子量、溶液pH和生物炭胶体的表面电性（EPM）
