以生物炭和沸石為載體與傳統肥料復合而成新型的緩釋肥料,不僅有利于農業提質增效,還有利于農業面源污染控制及農田土壤固碳減排目標的實現。與此同時,肥料中的養分釋放后,殘留的生物炭和沸石仍然能夠繼續發揮土壤改良的作用,并且有效避免了生物炭和沸石作為土壤改良劑直接還田所帶來的二次揚塵污染、增加勞動成本等問題。因此,提高生物炭和沸石在復合肥料中的應用效果尤為重要。

稻殼炭為稻殼氣化后副產品,沸石為天然斜發沸石,稻殼炭和沸石主要物理化學性質。

改性稻殼炭和改性沸石微觀表面掃描如圖1所示。沸石經低溫活化處理后,結構內部的水分子脫去,拓寬了沸石內部孔道,增大了比表面積;經銨鹽改性后沸石表面光滑,雜質減少,增加陽離子交換量和比表面積,提高了沸石的吸附性能。經HCl處理并多次水洗后稻殼炭pH值呈中性,大量灰分物質被除去,蜂窩狀結構清晰,孔型結構不變,吸附能力增強。

施磷后玉米磷素吸收量均高于不施磷處理(CK0)。在混合肥料中添加改性沸石、改性稻殼炭等材料后,玉米磷素吸收量較CK提高了5.56%,磷肥利用率提高了34.45%~45.53%。其中,以添加銨化低溫活化沸石處理玉米磷吸收量和磷肥利用率最高,且顯著高于CK,但與添加其他材料處理相比差異未達到顯著水平。由于沸石、稻殼炭以及改性沸石、改性稻殼炭對土壤中水溶性和弱酸溶性磷的吸附作用,以及對Fe2+、Al3+、Ca2+的交換吸附作用,減少了磷素在土壤中的固定量,提高了玉米對磷的吸收利用,進而提高了磷肥利用率。

在土壤培養的第7、14和28?d,沸石、稻殼炭改性方式和添加量對土壤有效磷含量影響顯著,且其交互作用對土壤有效磷含量影響顯著。比較F值大小可知,添加量是影響土壤有效磷含量有關參數的主要決定因子。

沸石經銨化處理和低溫活化處理后,吸附能力和吸附容量增加,提高了土壤中磷素有效性。稻殼炭經HCl氧化改性處理后,對土壤中磷素的吸附能力增強,降低了土壤對磷的固定作用。混合肥料中添加5%改性稻殼炭、改性沸石后,改善了玉米對肥料的吸收利用,促進了玉米的生長,提高了玉米的磷肥利用率。