植物物料及其生物炭对酸性土壤的改良

吴敏　韦家少　孙海东　何鹏　吴炳孙　高乐

摘 要 采用室内培养方法结合相关分析和逐步回归分析等方法研究了分别添加15 g/kg、45 g/kg和75 g/kg的椰壳、蔗渣和椰炭、蔗炭对酸性橡胶园土壤的改良效果。结果表明：同对照相比，添加植物物料及其生物炭均显著提高或提高了土壤pH、土壤有机质和速效钾含量，且随着添加量的提升而升高；添加椰壳和蔗渣均显著降低或降低了土壤碱解氮和速效磷含量；添加椰炭15 g/kg、45 g/kg和蔗炭15 g/kg均显著提升了土壤碱解氮含量，而其余椰炭和蔗炭处理降低了土壤碱解氮含量，但除15 g/kg椰炭和15 g/kg蔗炭处理外，其余椰炭和蔗炭处理均提升了土壤速效磷含量，且随着添加量的提升而升高。逐步回归分析表明，主要是植物物料及其生物炭带入土壤中的钠、碳、钙、镁等影响了土壤pH和速效钾、有机质、碱解氮、速效磷含量，且带入土壤中的钠、碳、镁越多，土壤pH、速效钾、有机质和速效磷含量越高，而钙与土壤碱解氮之间则呈反向变化。此外，利用回归分析方程，通过对生物炭得率及带入土壤中相关养分的总量计算可知，椰壳制作为生物炭对土壤pH、速效钾、碱解氮提升效果更好；蔗渣直接施用对土壤pH和速效钾的提升效果更好；椰壳和蔗渣均直接施用更有利于土壤有机质的提升。因此，生产中需根据土壤改良目的确定植物物料的施用方法和施用量。

关键词 热带；农业废弃物；土壤pH；有机质；碱解氮；速效磷；速效钾

中图分类号 S156.6 文献标识码 A

中国热带和亚热带地区广泛分布着各种红色或黄色的酸性土壤，总面积大约有117万平方公里，占全国总面积的12%，其普遍具有酸（酸化）、毒（化学元素累积）、瘠（养分缺乏或不平衡等）、漏（养分流失）、板（土壤物理性质差）及蚀（土壤侵蚀严重）等退化特点[1-6]。这些地区气温高，雨量充沛，自然条件优越，是中国热带、亚热带林木、果树和粮食作物的生产基地，但土壤退化严重阻碍了该地区农业生产的发展，因此，该地区土壤退化防治形势严峻。

中国是世界上秸秆产量最丰富的国家之一。据评估，2015年全国主要农作物秸秆理论资源量为10.4亿吨[7]。而中国热带地区更是终年进行农业生产，以致终年均有大量农业废弃物产生。据测算，海南植物纤维性废弃物年产不少于1 000万吨[8]。秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施，秸秆通过炭化还田、过腹还田、堆沤还田、直接还田或翻压还田等多种方式，不但能增加土壤有机质，改良土壤结构，使土壤疏松、孔隙度增加、容量减轻，促进微生物活力的提升和作物根系的发育，而且还具有增肥、增产作用[9-10]，但若方法不当，也会导致土壤病菌增加、作物病害加重及缺苗（僵苗）等不良现象[11-12]。因此采取合理的秸秆还田措施，才能起到良好的还田效果。当前，关于不同种类有机物秸秆直接还田或炭化还田等单一还田方式对土壤pH、有机质和有效养分等影响的研究报道较多[13-24]。生物炭由于具备极强的生物化学、热稳定性和较大的孔隙度、比表面积等，使其具备了吸附能力、抗氧化能力和抗生物分解能力强的特性，利用生物炭是近年来气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题的解决方案[25]。不过，作为土壤改良解决方案的原材料，关于其是否具有比传统的堆沤还田、直接还田或翻压还田等更能高效解决土壤酸化、土壤养分贫瘠化等问题的相关研究报道较少。为此，本研究采用室内培养方法研究了热带地区常见的2种农业废弃物椰壳、蔗渣及其生物炭对土壤的改良效果，旨在为利用热带、亚热带地区农业废弃物资源进行本地区退化土壤的改良提供技术支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试土壤采自海南省儋州市中国热带农业科学院试验场九队的二代橡胶园酸性土壤，土壤类型为由花岗岩发育的暗红湿润铁铝土，土样采集深度为0～10 cm，土壤基本性质为：有机质含量10.07 g/kg，土壤碱解氮60.1 mg/kg，土壤速效磷26.5 mg/kg，土壤速效钾69.16 mg/kg，土壤阳离子交换量为2.57 cmol/kg，土壤交换性氢和铝的含量分别为0.05和0.38 cmol/kg，土壤交换性钾、钠、钙、鎂的含量分别为0.02、0.01、0.64、0.12 cmol/kg。将土壤样品自然风干，根据试验需要分别研磨过孔径1和2 mm筛，备用。

所选2种农业废弃物分别来自儋州糖厂和海南大学农学院基地，包括椰壳和蔗渣等，将其在80 ℃下烘干，并磨细过孔径2 mm筛，备用。将清洗风干后的农业废弃物放入带盖瓷坩埚中，然后将瓷坩埚放置于马弗炉中，调温至500 ℃热解4 h，待冷却至室温后取出制备好的生物炭，根据生物炭制备前后的质量损失计算产率。2种农业废弃物椰壳、蔗渣制备的生物炭分别简称椰炭、蔗炭，其产率分别为31%和18%。植物物料及其生物炭化学成分见表1。

1.2 方法

1.2.1 培养试验设计 称取150 g风干土（过2 mm筛）放入塑料杯中，分别以料土比为15 g/kg、45 g/kg和75 g/kg往土壤中加入植物物料及其生物炭，并充分混合均匀，每个处理重复4次，并设不加生物炭的处理为对照（CK）；用去离子水将土壤含水量调节至土壤田间持水量的70%左右，塑料杯用塑料保鲜膜封口，并在保鲜膜中间留1个小孔，以便气体交换及减少水分损失；然后将塑料杯置于25 ℃的恒温培养箱中培养，每隔3 d称重1次并补充水分，以保持土壤含水量恒定；在培养开始后的第2、4、9、16、27、45、56、70天分别取新鲜土样，待其风干后测定pH值，动态监测土壤pH变化，并在其趋于平稳后结束培养；培养结束后将土壤样品取出，风干、研磨过筛后备用。

1.2.2 植物物料、生物炭与土壤理化性质分析测定

用马弗炉将植物物料灰化，用酸溶解和NaOH反滴定法测定灰化碱的量[26]。称取2.0 g植物样品，置于50 mL的瓷坩埚中，在马弗炉中慢慢加热至200 ℃持续1 h；然后再加热至500 ℃，并持续4 h；将灰化的样品溶于25 mL 1.0 mol/L的标准HCl溶液中，取5 mL酸溶溶液用0.25 mol/L的NaOH滴定至中性，根据酸碱滴定的结果计算灰化碱的量。植物物料及其土壤样品分析参照《土壤农业化学分析方法》[27]进行：取一定量的植物物料灰化样品的酸溶溶液，用原子吸收光谱法测定植物物料钙、镁含量，火焰光度计法测定钾、钠含量，质谱仪测定植物物料的总碳和总氮含量，干灰化法测定植物物料磷元素含量。土壤pH、土壤有机质、速效磷、速效钾、碱解氮分别采用用复合电极法、重铬酸钾氧化法、钼蓝比色法、乙酸铵浸提-火焰光度法和凯氏定氮法测定。

1.3 数据处理

数据统计分析采用DPS7.0软件，不同处理之间的差异性显著分析采用单因素方差分析；图形由Excel处理。

2 结果与分析

2.1 植物物料及其生物炭对植胶土壤pH的影响

土壤培养试验结束后，土壤pH的变化如图1所示。图1表明，同对照相比，除添加椰壳15 g/kg和蔗炭15 g/kg外，其余处理均显著提高了土壤pH（p<0.05）。除添加蔗渣的处理外，随着植物物料或生物炭添加量的提高，胶园土壤pH均呈显著上升趋势（p<0.05）。

对植物物料及其生物炭带入土壤中的各类矿质养分总量与土壤pH进行逐步回归分析，获取回归方程：pH=5.12+6.59E-05*C+5.81*Na（1）。结果表明，回归方程（1）达到1%显著水平（n=12，r=0.93，p﹤0.01），回归方程（1）中回归系数Na远大于C，Na和C的标准回归系数分别为0.79和0.23，说明Na对土壤pH的影响远大于C，植物物料及其生物炭中主要是Na的带入量影响土壤pH的变化；同时，相关分析结果也表明，植物物料及其生物炭带入土壤中的C与土壤pH呈显著正相关（n=12，r=0.70，p﹤0.05），而植物物料及其生物炭带入土壤中的Na与土壤pH呈极显著正相关（n=12，r=0.92，p﹤0.01）。由此可见，相关分析和回归分析结果均表明，植物物料及其生物炭带入土壤中的C和Na共同影响土壤pH，但植物物料及其生物炭中Na对土壤pH的影响更大。若使不同植物物料及其生物炭对土壤pH的提升效果相同，根据表1中各植物物料及其生物炭Na含量大小可知，要带入土壤中同量的Na营养，以椰炭（其单位含钠量最高）为基准1，则施用的椰壳、蔗渣和蔗炭分别是椰炭的7.6倍，33.8倍和14.7倍。根据椰壳和蔗渣生物炭得率分别为31%和18%可知，将椰壳制作为椰炭对pH的提升效果更好，而蔗渣直接施用对pH的提升效果更好。但从图1可知，75 g/kg蔗渣添加量下土壤pH低于15 g/kg和45 g/kg下土壤pH，由此可见施入过多蔗渣可能引起土壤pH的降低。

2.2 植物物料及其生物炭对植胶土壤有机质含量的影响

土壤培养试验结束后，土壤有机质的变化如图2所示。图2表明，同对照相比，椰壳、蔗渣及其生物炭的加入均显著提高了培养试验中胶园土壤有机质（p<0.05）。同时，随着植物物料或生物炭添加量的提高，胶园土壤有机质呈上升趋势。椰壳和蔗渣相比，低加入量（15 g/kg）下，对土壤有机质的影响差异不大，但随着加入量的提高，蔗渣对土壤有机质的提升效果优于椰壳，而蔗炭在各种加入量下，对土壤有机质的提升效果均显著优于椰炭（p<0.05）。

对植物物料及其生物炭带入土壤中的各类矿质养分总量与土壤有机质含量进行相关分析、逐步回归分析，获取相关系数和回归方程。结果表明，土壤有机质与植物物料及其生物炭中碳、磷、镁含量的相关系数分别为0.96**（n=12，p﹤0.01）、0.84**（n=12，p﹤0.01）、0.63*（n=12，p﹤0.05）。同时，回归方程为：OM=12.79+4.23E-03*C+2.74E-01*P -86.51*Mg（2），且方程（2）达到1%显著水平（n=12，r=0.99，p﹤0.01），回归方程中C、P、Mg的标准偏回归系数分别为0.92（p<0.01）、0.50（p<0.01）和

-0.50（p<0.01）。植物物料及其生物炭带入土壤中的C总量对土壤有机质的影响最大，其次为P，而植物物料及其生物炭中Mg含量越高，土壤有机质含量越低。由此可见，从相关系数和回归系数正负可知，植物物料及其生物炭中碳、磷、镁含量对其土壤有机质的影响存在相互作用，在其他2种因素的作用下，镁与土壤有机质的相关性方向发生改变。若使不同植物物料及其生物炭对土壤有机质的提升效果相同，根据表1中各植物物料及其生物炭C含量、P含量和Mg含量大小可知，要带入土壤中同量的C、P和Mg营养，以椰炭（其单位含碳量最高）为基准1，则施用的椰壳、蔗渣和蔗炭分别是椰炭的2.2倍，1.5倍和1.0倍；以椰炭（其單位含磷量最高）为基准1，则施用的椰壳、蔗渣和蔗炭分别是椰炭的6.1倍，13.7倍和1.1倍。根据椰壳和蔗渣生物炭得率分别为31%和18%可知，若为提升土壤有机质，椰壳和蔗渣直接施用比制作为生物炭施用效果更好；同时，从图2可知，蔗渣对土壤有机质的提升效果优于椰壳。

2.3 植物物料及其生物炭对植胶土壤速效养分含量的影响

2.3.1 对碱解氮含量的影响 土壤培养试验结束后，土壤碱解氮的变化如图3所示。图3表明，同对照相比，除加入椰炭15 g/kg、45 g/kg和蔗炭15 g/kg极显著提高了土壤碱解氮含量外（p<0.01），其余处理均降低（蔗炭75 g/kg）或极显著降低了培养试验中胶园土壤碱解氮含量（p<0.01）。同时，随着植物物料或生物炭添加量的提高，胶园土壤碱解氮含量呈下降趋势。此外，随着椰壳和蔗渣加入量的提升，土壤碱解氮含量的降低幅度逐渐增大；但加入蔗炭的处理，随着加入量的提高，土壤碱解氮的变化较平缓；而加入椰炭的处理，从15 g/kg到45 g/kg，随着加入量的提升，土壤碱解氮含量呈上升趋势，而从45 g/kg到75 g/kg，随着加入量的提高，土壤碱解氮含量下降幅度较大。

对植物物料及其生物炭带入土壤中的各类矿质养分总量与土壤碱解氮含量进行逐步回归分析，获取回归方程：AN=74.17+1.48E-01*N-100.55*Ca（3）。结果表明，方程（3）达到1%显著水平（n=12，r=0.93，p﹤0.01），回归方程中N回归系数为正数，说明植物物料及其生物炭带入土壤中的氮越多，土壤碱解氮越高；回归方程中Ca偏回归系数为负数，说明植物物料及其生物炭带入土壤中的钙越多，土壤碱解氮越低；同时，N和Ca的标准偏回归系数分别为0.28（p<0.05）和-0.96（p<0.01），说明土壤碱解氮含量的高低主要受植物物料及其生物炭中钙含量影响，二者呈负显著相关（n=12，r=-0.90，p<0.01）。根据表1中各植物物料及其生物炭Ca含量大小可知，要带入土壤中同量的Ca营养，以蔗渣（其单位含钙量最高）为基准1，则施用的椰壳、椰炭和蔗炭分别是蔗渣的1.1倍，3.9倍和4.0倍，根据椰壳和蔗渣生物炭得率分别为31%和18%，以及植物物料及其生物炭中钙含量与土壤碱解氮含量的回归系数为负值可知，若为提升土壤碱解氮含量，将椰壳和蔗渣制作为生物炭施用效果更好；同时，从图3可知，椰壳对土壤碱解氮含量的提升效果优于蔗渣。

2.3.2 对速效磷含量的影响 土壤培养试验结束后，土壤速效磷的变化如图4所示。图4表明，同对照相比，随着椰炭和蔗炭添加量的提高，土壤速效磷含量逐渐上升，添加量为45 g/kg和75 g/kg的处理，土壤速效磷含量高于对照，但仅椰炭75 g/kg处理的土壤速效磷含量显著高于对照（p<0.05）；而添加15 g/kg椰炭或蔗炭的处理，土壤速效磷含量低于对照，但差异不显著（p>0.05）。同时，加入蔗渣和椰壳使土壤速效磷含量降低，但随蔗渣和椰壳加入量的增加，土壤速效磷含量变化不大。由此可见，椰壳和蔗渣需制作成生物炭，且在一定添加量水平条件下才能提高胶园土壤速效磷含量。

对植物物料及其生物炭带入土壤中的各类矿质养分总量与土壤速效磷含量进行逐步回归分析，获取回归方程：AP=15.49-31.68*Ca+397.53*Mg-18.75*灰化碱（4）。结果表明，方程（4）达到1%显著水平（n=12，r=0.98，p﹤0.01），回归方程中Mg回归系数为正数，说明植物物料及其生物炭带入土壤中的镁越多，土壤速效磷含量越高；回归方程中偏回归系数Ca和灰化碱为负数，说明植物物料及其生物炭带入土壤中的钙和灰化碱越多，土壤速效磷含量越低。同时，回归方程中Ca、Mg和灰化碱的标准回归系数分别为-0.20（p<0.05）、1.86（p<0.05）和-0.94（p>0.05）。镁标准回归系数的绝对值远大于Ca和灰化碱，说明土壤速效磷含量的高低主要受植物物料及其生物炭中镁含量影响，二者呈显著正相关（n=12，r=0.99，p<0.01），同时，土壤速效磷与植物物料及其生物炭带入土壤中的Ca和灰化碱呈显著正相关（n=12，r=0.97，p<0.01）。因此，从相关系数和回归系数正负可知，植物物料及其生物炭中钙、镁、灰化碱含量对其土壤速效磷含量的影响存在相互作用，镁改变了灰化碱和钙与土壤速效磷相关性的方向。

2.3.3 对速效钾含量的影响 土壤培养试验结束后，土壤速效钾的变化如图5所示。图5表明，添加椰壳、蔗渣、椰炭和蔗炭均提高了土壤速效钾含量。随着椰壳和椰炭添加量的提高，胶园土壤速效钾含量呈上升趋势；但随着蔗渣添加量的提高，胶园土壤速效钾含量变化不大；而随着蔗炭添加量从45 g/kg上升到75 g/kg，胶园土壤速效钾含量呈下降趋势。但差异显著性分析结果表明，同对照相比，仅椰炭45 g/kg和75 g/kg显著提高了土壤速效钾含量，且椰炭15 g/kg和75 g/kg处理的土壤速效钾含量与对照相比差异极显著（p<0.01）。其他处理间、其他处理与对照间土壤速效钾含量差异均不显著（p>0.05）。

对植物物料及其生物炭带入土壤中的各类矿质养分总量与土壤速效钾含量进行逐步回归分析，获取回归方程：AK=193.82-4.13*N+6110.44*Na（5）。结果表明，方程（5）达到1%显著水平（n=12，r=0.99，p﹤0.01），回归方程中，N回归系数为负数，Na为正数，说明植物物料及其生物炭带入土壤中的氮越少，土壤速效钾含量越大，反之，带入的钠越多，土壤速效钾含量越大。同时，N和Na的标准偏回归系数分别为-0.14（p>0.05）和1.08 （p﹤0.01），Na的标准偏回归系数远大于N，说明土壤速效钾含量的高低主要受植物物料及其生物炭中钠含量影响，二者呈显著正相关（n=12，r=0.99，p﹤0.01）。另外，相关分析表明，植物物料及其生物炭带入土壤中的氮与土壤速效钾含量呈显著正相关（n=12，r=0.61，p﹤0.05），其与方程（5）中氮的偏回归系数相反，说明植物物料及其生物炭带入土壤中的鈉改变了植物物料及其生物炭带入土壤中的氮与土壤速效钾含量的相互关系。若使不同植物物料及其生物炭对土壤速效钾的提升效果相同，根据表1中各植物物料及其生物炭钠含量大小可知，要带入土壤中同量的钠营养，以椰炭（其单位含钠量最高）为基准1，则施用的椰壳、蔗渣和蔗炭分别是椰炭的7.6倍，33.8倍和14.7倍，根据椰壳和蔗渣生物炭得率分别为31%和18%可知，将椰壳制作成椰炭对土壤速效钾的提升效果更好，而蔗渣直接施用对土壤速效钾的提升效果更好。

3 讨论与结论

本研究结果表明，同对照相比，加入椰壳，蔗渣、椰炭和蔗炭均提高了土壤pH、有机质和速效钾含量，而加入椰壳和蔗渣降低了土壤碱解氮含量和土壤速效磷含量，但土壤速效磷含量降低幅度不大。加入椰炭和蔗炭对土壤碱解氮和速效磷的影响较复杂，在蔗炭15 g/kg和椰炭15～45 g/kg的用量水平下，加入椰炭和蔗炭提高了土壤碱解氮含量，但若添加量进一步加大，则土壤碱解氮显著降低；相反，随着椰炭和蔗炭添加量进一步加大，土壤速效磷含量逐渐上升，本研究中仅75 g/kg椰炭显著提高了土壤速效磷含量。本研究与其他同类研究结论不一致。相关研究表明，虽然各种有机物料对土壤养分的提升效果存在差异，但添加杂草、玉米秸秆、粉碎枝条、牛粪、鸡粪、猪粪、污泥、水稻秸秆、花生秸秆、木屑、棉花、小麦秸秆等有机物料均提高了土壤pH、有机质和土壤碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量，而仅稻草覆盖处理的碱解氮含量低于对照[15-18]。而安康等[19]研究表明，不同有机物料施入均能显著提高灌漠土的有机质含量，对速效养分含量则能产生不同的影响：沼渣、鸡粪、猪粪均能提高土壤碱解氮含量，而污泥、菌渣、牛粪则降低了土壤碱解氮含量；鸡粪、污泥、猪粪、菌渣和沼渣处理均能显著提高土壤速效磷含量；污泥、鸡粪、菌渣、猪粪和牛粪处理均显著提高了土壤速效钾含量，而沼渣处理则显著降低了土壤速效钾含量。本研究中不同有机物料及其不同用量水平对土壤速效磷和碱解氮含量也产生了不同的影响，但其变化同安康等[19]研究结果也不尽相同。同样，李明等[20]、刘卉等[21]、赵殿峰等[22]、陈山等[23]和顾美英等[24]的研究表明生物炭均提升了土壤pH和有机质含量，但对碱解氮、速效磷和速效钾的影响则较复杂，不同的研究结论存在差异，甚至完全矛盾。其可能的原因一方面在于植物物料不同种类和形态下其含有的碳和氮养分总量及其比例存在极大差异，造成加入土壤中的植物物料的碳氮比存在极大差异，以致土壤微生物在分解、利用有机物料的过程中释放有效氮或消耗、利用土壤有效氮，从而导致了不同的有机物料加入到土壤后，土壤碱解氮变化较复杂。另一方面，微生物细胞中的矿物元素包括磷，硫，钾，钠，钙，镁，铁等，将植物物料及其生物炭添加于土壤中，不但可直接增加土壤中相应营养元素的含量，同时，也可通过调节微生物群落来影响土壤矿质养分循环，从而影响土壤有效养分含量；此外，生物炭是一类高度芳香化、难溶性的固态物质，因此，生物炭加入土壤后其碳很难被微生物利用，从而被作为“农业碳汇”，用于“碳的封存”。本研究中，椰壳和蔗渣的加入均降低了土壤碱解氮含量，而加入15 g/kg蔗炭、15～45 g/kg椰炭则提高了土壤碱解氮含量，原因可能就在于，虽然椰炭和蔗炭碳氮比很大，但很难被微生物分解利用，最终导致椰炭和蔗炭中碳被微生物利用较少，相应地土壤碱解氮也未被微生物利用，甚至可能椰炭和蔗炭中带入的矿质氮也导致了土壤碱解氮含量的显著增加，但随着椰炭和蔗炭加入量的提升，最终微生物分解利用椰炭和蔗炭中的碳量增加，从而消耗了土壤碱解氮。不过，也有可能是生物炭极大的比表面积、多孔特性和多有机官能团吸附、固持了土壤碱解氮，从而导致了土壤碱解氮含量的降低。本研究中，椰壳和蔗渣降低了土壤速效磷含量，而椰炭和蔗炭提升了土壤速效磷含量，其可能的原因在于磷是微生物细胞的组成物质，椰壳和蔗渣的加入提高了土壤微生物数量，导致了土壤速效磷含量的减少，但椰炭和蔗炭加入后土壤其他形态磷转化为有效磷的数量远大于被土壤微生物利用的有效磷数量，从而导致了土壤速效磷含量的提升。不过，本研究未对土壤微生物在各处理间的差异进行研究，是否由于微生物群落的原因而导致了土壤碱解氮和速效磷的变化还有待深入研究。

本研究中，通过逐步回归分析法研究了植物物料种类及其生物炭中矿质养分与土壤pH、土壤有机质及其他土壤养分变化的关系。本研究结果表明，土壤pH主要受植物物料及其生物炭带入土壤中的钠和碳总量的影响，其带入土壤的钠和碳总量越高，土壤pH越高，同时，将植物物料及其生物炭中碳、钠总量带入逐步回归方程，明确了将椰壳制作成椰炭对pH的提升效果更好，而蔗渣直接施用对pH的提升效果更好。植物物料及其生物炭中C含量对土壤有机质的影响最大，其次为P，而植物物料及其生物炭中Mg含量越高，土壤有机质含量越低，同时，椰壳和蔗渣直接施用更有利于土壤有机质的提升。植物物料及其生物炭中钙对土壤碱解氮的影响最大，其次为氮，植物物料及其生物炭中钙含量越高，土壤碱解氮含量越低，而植物物料及其生物炭中氮含量越高，土壤碱解氮越高。植物物料及其生物炭中镁含量越高，土壤速效磷含量越大，而灰化碱和钙含量越高，土壤速效磷含量越低。植物物料及其生物炭带入土壤中的钠越高，土壤速效钾含量越高，反之，带入的氮越高，速效钾含量越低。本研究结果对利用以上有机物料改良土壤养分特性有一定的参考价值，但由于有机物料施用于土壤后会导致整个土壤生态系统组成、物质循环、能量转换等多方面的复杂变化，因此，土壤养分含量与植物物料及其生物炭中养分总量的回归方程中可能还需要引入更多的因子（例如微生物数量、生物炭的比表面积大小、孔隙大小、土壤容重的变化等）进行进一步的验证和完善。

总之，以上分析均表明，热带地区椰壳、蔗渣及其相应的生物炭均能改良本地区酸性橡胶园土壤。但不同加入形态或加入量下土壤改良效果存在差异。因此，生产实践中需根据改良的主要目标来确定加入方式，如直接加入椰壳、蔗渣或将其制作成生物炭后再加入或二者混合加入，同时，其加入量的多少也需通过改良目标来确定。

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