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論文

不同生物炭對紅壤的化學性質與微生物活性及族群之影響

黃昭穎

國立臺灣大學農業化學研究所

2015

紅壤為台灣地區重要耕作土壤之一，其化學性質常不利於作物栽培，若加以改良，則可利於栽培。生物炭(biochar) 是生質材料在低氧下，高溫熱裂解而成，具有碳含量高、多孔性結構等特性，不同原物料或熱解溫度會導致生物炭有不同的性質。生物炭可做為土壤改良劑，可促進土壤肥力、作物生長、土壤微生物活性等。本研究之目的為探討五種不同來源之生物炭(稻殼、柳杉、棕櫚殼與兩種不同粒徑大小之煤灰，施用2% w/w)，與添加有機質肥料與否的兩種屬性，經由不同時間(0 天、90 天與180 天) 對土壤化學性質、生物性質及微生物族群結構的影響。結果 顯示，在本試驗之生物炭使用量下，其中和紅壤酸性的能力弱，但使土壤EC 值下降。15-30 μm 粒徑之煤灰生物炭增加土壤總氮，但所有處理之土壤總氮增加並不明顯。土壤有機碳濃度因生物炭添加而增加，顯示生物炭中的有機碳具抗微生物分解能力。稻殼、柳杉、棕櫚殼生物炭提升紅壤中磷、鉀、鈣之有效性，然而，生物炭對土壤鎂、鐵、鋅含量沒有顯著影響，但使土壤銅、錳含量下降。生物炭使未添加有機質肥料之紅壤酵素活性降低，添加有機質肥料之紅壤唯棕櫚殼與煤灰生物炭使活性下降。稻殼、柳杉與棕櫚殼生物炭提高土壤呼吸作用，顯示供給土壤微生物利用之碳源較多，反之，煤灰生物炭降低土壤呼吸作用。呼吸作用亦隨孵育時間 越長而下降，顯示生物炭所含之易變動碳只能短暫供應。生物炭對土壤生質氮、生質碳影響不大，對微生物生質量影響小。DGGE 與PLFA 之結果顯示，添加不同生物炭對群落結構造成不同影響，而隨孵育時間越長，影響群落越明顯，其中又以15-30 μm 粒徑之煤灰生物炭影響最大，而添加有機質肥料對微生物群落結構的影響大於生物炭。本研究說明不同生物炭之添加，會影響土壤的化學性質與生物活性，稻殼、柳杉、棕櫚殼生物炭對紅壤肥力與微生物相改良有較高的潛力，而煤灰則無。

土壤酵素、土壤呼吸作用、微生物生質碳、微生物生質氮、磷脂質脂肪酸分析、變性梯度膠體電泳、soil microbial activity、soil enzyme、soil respiration、microbial biomass carbon、microbial biomass nitrogen、PLFA、DGGE.

https://hdl.handle.net/11296/um5v93