凹凸棒土-生物炭缓释材料对养分缓释及小白菜生长的影响

为解决化肥径流淋洗及养分挥发损失量大、养分释放难与作物吸收同步等问题，该研究对天然缓释材料凹凸棒土进行了300℃热改性处理，同时与生物炭相结合，制备了热改性凹凸棒土-生物炭复合材料，以期提升该材料对氮磷钾养分的缓释性能，并以小白菜进行生物效应验证。试验共设7个处理：以不施肥（CK）和普通化肥（F）做对照，设置化肥+凹凸棒土（AF）、化肥+热改性凹凸棒土（TAF）、化肥+生物炭（BF）、化肥+凹凸棒土+生物炭（ABF）、化肥+热改性凹凸棒土+生物炭（TABF）缓释。结果表明：1）天然凹凸棒土经300℃热改性后，呈现破碎及圆形塌陷结构并出现大量的间隙和裂缝，为养分离子与复合材料相互作用提供更多位点，从而对氮磷钾元素呈现出较优的吸附性能。2）相比生物炭，热改性凹凸棒土+生物炭复合材料由片层转变为疏松多孔结构，具有更多孔道和较深的孔径；同时SiO₂、MgFe₄(SO₄)₆(OH)₂(H₂O)₂₀和CaMg(CO₃)₂含氧基团增加，提高了复合缓释材料吸附效果。3）与普通化肥（F）氮、磷养分释放高峰在第5天和第9天相比，TABF则出现在第52天和第42天，缓释效果突出。4）TABF代替化肥后，可与小白菜整个生育期对养分需求同步缓释，在表型指标、品质、产量等方面均优于CK和F处理；与普通化肥相比，5种缓释材料均能显著增加氮磷钾利用率和农学效率，其中以TABF最优。综上所述：300℃热改性显著增加了凹凸棒土的吸附位点，特别是凹凸棒土-生物炭复合材料更能有效提高肥料的缓释性能，与小白菜全生育期的养分需求同步性好，有效提高了氮磷钾利用率。