利用粪肥生物炭提高钼的可用性以促进氮固定：对土壤状况和养分吸收的影响

本研究通过温室实验探讨牛粪生物炭对白三叶生物固氮的影响，发现其通过调节土壤pH、增加钼有效性、促进根系生长及固氮菌定殖，显著提升植物氮含量及对P、K、S的吸收，为生物炭在农业中的应用提供机制依据。

　　

摘要

最近的研究表明，生物炭可能增强豆科植物的生物固氮（BNF）作用，但其背后的机制仍不清楚。本研究旨在探讨源自粪肥的生物炭对生物固氮的潜在影响，重点关注其对土壤物理化学性质以及钼（Mo）等必需营养素可用性的影响，钼是氮酶的辅因子。实验在温室中进行，使用乳牛粪肥生物炭或石灰处理种植白三叶草（Trifolium repens）的土壤，同时添加或不添加磷（P）和钾（K）肥料。评估了植物生长、养分吸收、氮酶活性以及收获后的土壤性质。生物炭的应用使土壤pH值从6.0显著升高到接近7.0，并使可利用的钼含量增加了16–151%。相比之下，石灰也使土壤pH值升高到了类似的程度，但对可利用钼含量没有显著影响，这突显了生物炭作为直接钼来源的作用。生物炭还显著促进了植物生长——尤其是在与PK肥料结合使用时对根系生物量的促进作用——并显著增加了根系中固氮细菌的数量。经生物炭处理的植物表现出更高的钼吸收量以及更高的氮含量。尽管乙炔还原试验仅显示氮酶活性略有增加，但经生物炭处理的植物在磷、钾和硫的吸收方面也有改善，这些元素都支持氮酶的功能。这些发现表明，乳牛粪肥生物炭通过改善土壤pH值、增加钼的可用性和吸收量、刺激根系生长、增强养分吸收以及促进与固氮细菌的关联来促进生物固氮作用。

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