污泥堿熱水解液是污水處理廠活性污泥在堿熱水解處理過(guò)程中得到的高氮液體產(chǎn)品，富含多肽、氨基酸、腐殖質(zhì)等有機(jī)養(yǎng)分以及Ca、Fe、Mg、Zn等植物生長(zhǎng)所必需的微量元素，對(duì)其進(jìn)行濃縮后，堿熱水解液中具有生物刺激作用的物質(zhì)含量顯著提高，這種濃縮液即為微生營(yíng)養(yǎng)激勵(lì)素（MNS）。MNS對(duì)改善土壤質(zhì)量、促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育和改良品質(zhì)具有積極作用，將MNS用于50%替代化肥后，小白菜葉片葉綠素含量提高了60.0%～63.9%，凈光合速率較對(duì)照組提高85%。但MNS作為一種水溶性液體肥料，在施用過(guò)程中存在養(yǎng)分流失、利用效率低的缺點(diǎn)，如TOC淋溶損失高達(dá)48%（土柱試驗(yàn)）。此外，MNS中的大分子有機(jī)物和生物激勵(lì)素成分需要通過(guò)土壤微生物的轉(zhuǎn)化，這也會(huì)顯著降低MNS養(yǎng)分利用效率。
生物炭是一類具有比表面積大、孔隙率高、吸附容量高等特點(diǎn)的富碳材料。有研究表明，添加生物炭有助于增加土壤團(tuán)聚體中的有效磷含量，提高土壤氮、磷的利用率。生物炭與有機(jī)肥共同施用能夠改善根際土壤微生物群落的多樣性和群落結(jié)構(gòu)。因此，生物炭有望作為MNS的載體并發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，在留存水分和養(yǎng)分、提高養(yǎng)分利用率、保持土壤健康等方面具有潛力。
不同來(lái)源的生物炭對(duì)MNS中的養(yǎng)分及生物激勵(lì)素物質(zhì)具有不同的吸附固定特征。生物炭粒徑對(duì)其吸附能力也有較大的影響，隨著粒徑的減小，生物炭對(duì)NH4+的吸附能力、初始吸附速率和解吸效率均有所提高，表明生物炭粒徑減小有助于增強(qiáng)吸附能力，但是其緩釋能力有所降低。Lian等研究了小牛胸腺DNA在納米生物炭與塊狀生物炭上的吸附動(dòng)力學(xué)，與塊狀生物炭相比，納米生物炭的吸附速率和最大吸附容量都更高。盡管已有研究報(bào)道了生物炭粒徑的吸附差異，但對(duì)MNS復(fù)雜組分（氨基酸、微量元素和植物激素等）的選擇性吸附機(jī)制尚未明確。
基于此，選取三種粒徑的木屑生物炭（40nm、45µm和150µm），分析不同粒徑生物炭的理化性質(zhì)；量化不同粒徑生物炭對(duì)MNS中N、P、礦物元素和游離氨基酸（FAA）的吸附差異，探究其對(duì)MNS中生物激勵(lì)素成分的吸附固定特征；分析了其吸附機(jī)理，以期為MNS炭基肥制備和實(shí)際應(yīng)用提供指導(dǎo)。
1、材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
微生營(yíng)養(yǎng)激勵(lì)素購(gòu)于山西某公司，其含水率為（41.23±2.06）%，pH為10.42±0.20，有機(jī)碳、速效磷、鈣、鎂、鐵、蛋白質(zhì)、游離氨基酸、總氮、NH4+-N、NO3--N含量分別為（72.30±7.80）、（0.12±0.01）、（19.52±1.26）、（0.15±0.01）、（0.68±0.13）、（296.30±5.00）、（31.85±5.00）、（47.40±0.80）、（0.84±0.01）、（6.10±0.07）g/kg。采用三種粒徑的生物炭（40nm、45µm和150µm）對(duì)微生營(yíng)養(yǎng)激勵(lì)素進(jìn)行養(yǎng)分和激勵(lì)素物質(zhì)的吸附，其均購(gòu)自河南某公司，以木屑為原料，在450~550℃下制備。
1.2 生物炭理化性質(zhì)測(cè)定
三種粒徑的生物炭經(jīng)干燥后，采用元素分析儀測(cè)定C、N、H、S含量。通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)生物炭的表面形貌進(jìn)行表征。取微量生物炭樣品直接黏附到導(dǎo)電黏合劑上，并采用濺射鍍膜儀噴金45s。用掃描電子顯微鏡拍攝樣品形貌。將干燥后的生物炭與適量干燥的溴化鉀粉末加入研缽中，充分研磨多次，然后放入壓片機(jī)上壓片。采用傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)樣品的光譜特性進(jìn)行檢測(cè)。光譜在波數(shù)為4000~520cm-1的范圍內(nèi)連續(xù)掃描16次，分辨率為2cm-1。此外，通過(guò)表面積分析儀測(cè)定三種生物炭的比表面積，樣品在110℃下解吸8h后，再進(jìn)行N2吸附。
1.3 吸附試驗(yàn)
為了研究MNS營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與不同粒徑生物炭吸附劑接觸時(shí)間的影響，在300mLMNS（稀釋800倍，pH=10.49）中分別加入1g不同粒徑的生物炭樣品，并在20℃和200r/min下振蕩。在0、1、5、10、15、60min采集樣品，每次采集1mL，通過(guò)0.45µm濾膜后采用總有機(jī)碳（TOC）表征三種粒徑生物炭對(duì)MNS有機(jī)物的吸附能力。
1.4 營(yíng)養(yǎng)成分分析
對(duì)MNS稀釋800倍（1.25mg/mL），將1g不同粒徑的生物炭分別與300mL的MNS稀釋液在20℃和200r/min下振蕩1h，隨后自然沉淀24h，取上清液分析相關(guān)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。采用pH計(jì)和便攜式電導(dǎo)率儀測(cè)定pH和電導(dǎo)率；采用鉬銻抗比色法測(cè)定總磷和磷酸鹽；采用紫外分光光度計(jì)測(cè)定總氮、氨氮和硝態(tài)氮；采用總有機(jī)碳分析儀測(cè)定TOC；上清液經(jīng)微波消解后采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定礦物元素。采用日立F7000熒光分光光度計(jì)分析MNS溶液經(jīng)三種粒徑生物炭吸附前后的三維熒光特性，同時(shí)使用超純水將MNS溶液稀釋至TOC濃度低于1mg/L以扣除背景熒光：激發(fā)波長(zhǎng)（λEx）為200~450nm，發(fā)射波長(zhǎng)（λEm）為200~600nm，掃描速度為12000nm/min。最后采用熒光區(qū)域積分法，使用MATLAB2018b與DOMFluor工具箱對(duì)各個(gè)熒光區(qū)域進(jìn)行積分，獲得各組分的占比。
1.5 植物激素和化感物質(zhì)測(cè)定
將0.4g生物炭與30mL的MNS稀釋液（稀釋200倍，5mg/mL）混合，在20℃和200r/min下振蕩24h，隨后靜置2h，取上清液用于測(cè)定植物激素和化感物質(zhì)。取500µL上清液和10µL肉豆蔻酸內(nèi)標(biāo)物（0.3mg/mL，SigmaAldrich，366889）混合，在0.8mL甲醇水溶液（體積比=3∶1）中溶解。樣品渦旋5min后超聲處理10min，在4℃下儲(chǔ)存10min，然后在13500r/min下離心10min。隨后將樣品在室溫下進(jìn)行真空干燥。加入80µL甲氧基胺鹽酸鹽（溶于吡啶中，濃度為15mg/mL），劇烈渦旋2min，并在37℃下孵育90min。向混合物中加入80µLN-甲基-N-（三甲基硅基）三氟乙酰胺和20µL正己烷，劇烈渦旋2min，然后在70℃下衍生60min。之后將樣品進(jìn)行GC-MS分析，通過(guò)與內(nèi)標(biāo)峰面積比較，用半定量的方法計(jì)算植物激素和化感物質(zhì)的濃度。
2、結(jié)果與討論
2.1 生物炭理化性質(zhì)
三種粒徑生物炭的元素組成如表1所示。
三種生物炭的C、H、N元素含量差異較小，碳含量在54.05%~55.95%之間。45µm生物炭以較高的碳含量和最高的C/N顯著區(qū)別于其他兩種生物炭，表明其具有較高的有機(jī)質(zhì)抗分解性，較低的C/N（20~30）更有利于土壤微生物的分解作用，表明45µm生物炭穩(wěn)定性較好，較適用于土壤改良和長(zhǎng)期固碳。150µm生物炭以最低的H/C原子比呈現(xiàn)高度芳香化特征，表明其熱解程度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。而40nm生物炭具有最高的H/C原子比，表明其在短期碳循環(huán)中可能具有較高的反應(yīng)活性。不同生物炭樣品中均含有少量的N和S，說(shuō)明生物炭作為土壤改良劑時(shí)存在養(yǎng)分限制的問(wèn)題，需要將其與含氮肥料協(xié)同施用。
2.2 吸附容量和效率
以MNS（TOC=326.8mg/L）為研究對(duì)象，研究了三種粒徑生物炭的TOC吸附特性。就總體而言，接觸時(shí)間對(duì)三種生物炭的吸附效果影響并不大。相比較而言，40nm和45µm生物炭的吸附效果在60min時(shí)達(dá)到最高值，分別約為14.29、40.75mg/g；150µm生物炭的吸附量則在60min后依然有緩慢的提升（36.04~41.48mg/g），表明該生物炭能夠在其表面吸附TOC并將TOC擴(kuò)散到孔隙中。可見(jiàn)，45µm和150µm能夠有效吸附MNS中的TOC，而40nm生物炭對(duì)于TOC的吸附效果不如前兩者。
生物炭投加量對(duì)MNS吸附效果的影響如圖1所示。當(dāng)投加量逐漸增加到8g/L時(shí)，45µm與150µm生物炭的去除率增速趨緩，這可能是因?yàn)樵?/span>MNS濃度不變的前提下，過(guò)量生物炭提供的吸附位點(diǎn)超出溶液中可吸附物質(zhì)的總量，導(dǎo)致單位質(zhì)量生物炭的吸附容量利用率下降。40nm、45µm和150µm生物炭對(duì)MNS中TOC的最大吸附率分別為46.57%、66.62%和68.70%，表明MNS中的某些物質(zhì)不能被生物炭有效吸附。此外，45µm和150µm生物炭的TOC去除率均高于40nm生物炭。這可能是由于生物炭粒徑減小到納米級(jí)別后，其表面結(jié)構(gòu)和孔隙通道與大粒徑生物炭有較大差異。
2.3 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸附特性
2.3.1 礦物元素
在MNS溶液的pH為10.42±0.20、電導(dǎo)率為（15.20±0.7）µS/cm條件下，經(jīng)40nm和150µm生物炭吸附后，溶液pH分別降至8.08和6.03，表明這兩種生物炭可通過(guò)吸附作用中和MNS溶液的堿性。在低pH下生物炭表面帶正電荷，具有更多的吸附位點(diǎn)，進(jìn)而提升其吸附效率。經(jīng)45µm生物炭吸附后，溶液pH基本沒(méi)有變化（約為10.32），這可能是因?yàn)樯锾恐械V物元素（K、Na、Ca、Mg等）溶出后呈弱堿性。經(jīng)三種生物炭吸附后，MNS溶液的電導(dǎo)率分別升至347.07、382.50和324.16µS/cm，可能與生物炭添加后離子遷移過(guò)程有關(guān)。
三種粒徑生物炭吸附前后MNS溶液中Al、Fe、Mg、P、S、K、Ca等礦物元素濃度的變化如表2所示。經(jīng)過(guò)40nm、45µm和150µm生物炭吸附后，MNS溶液中Fe元素含量分別減少了63.66%、57.93%和66.25%，表明這三種生物炭能夠有效固定Fe。經(jīng)過(guò)150µm生物炭吸附后，MNS溶液中的P含量增加了26倍，這可能是由生物炭組分中P元素的釋出所致。MNS經(jīng)稀釋后，其溶液中Ca元素含量較高，這是由于在堿熱水解過(guò)程中投加了氧化鈣以強(qiáng)化污泥破壁效果。生物炭吸附MNS后，Ca元素含量分別減少了34.77%、64.68%和70.48%。此外，經(jīng)過(guò)40nm和45µm生物炭吸附后，MNS溶液中K元素濃度降低，而經(jīng)150µm生物炭吸附后K元素濃度升高。這些結(jié)果表明，生物炭對(duì)MNS溶液中的礦物元素普遍具有較好的固定效果，生物炭粒徑和組成結(jié)構(gòu)在此過(guò)程中具有重要影響。
2.3.2 氮、磷物質(zhì)吸附
在MNS溶液（稀釋800倍）的初始TP、TN分別為（0.44±0.02）、（19.14±1.54）mg/L條件下，經(jīng)40nm和45µm生物炭吸附后，TP濃度分別降至（0.26±0.04）、（0.12±0.01）mg/L，各減少了40.90%和72.72%；PO43--P濃度分別降至（0.23±0.02）、（0.21±0.02）mg/L，各減少了63.83%和67.02%。而經(jīng)過(guò)150µm生物炭吸附后，TP和PO43--P含量顯著增加至（26.80±0.56）、（29.12±1.18）mg/L，這可能因?yàn)樯锾恐械?/span>PO43--P釋放到溶液中。40nm和45µm生物炭可以固定MNS溶液中的磷，有望在施用于土壤后提高土壤微生物對(duì)磷的利用率。
三種粒徑生物炭吸附前后MNS溶液中氮濃度的變化見(jiàn)圖2，其中，a、b、c表示組間差異顯著性，不同字母代表差異顯著（P<0.05）。經(jīng)40nm生物炭吸附后，NO3--N、NH4+-N和TN濃度分別降低46.73%、77.78%和60.39%。經(jīng)45µm和150µm生物炭吸附后，三者濃度分別降低89.20%、77.78%、28.10%和90.36%、66.72%、18.12%。上述結(jié)果表明，40nm生物炭對(duì)TN的吸附能力強(qiáng)于其他兩種生物炭，45µm和150µm生物炭對(duì)無(wú)機(jī)氮有較好的吸附固定效果。由于MNS中的氮多為有機(jī)氮，上述結(jié)果證明40nm生物炭能夠較好地固定MNS中的有機(jī)氮養(yǎng)分。
經(jīng)過(guò)三種粒徑生物炭吸附后，MNS溶液中游離氨基酸濃度由（350.18±33.56）mg/L分別下降至（220.67±12.40）、（242.08±7.56）、（206.84±11.78）mg/L，分別下降了36.98%、30.86%和40.93%。150µm生物炭對(duì)FAA的吸附能力最強(qiáng)，其次是40nm生物炭。但是經(jīng)生物炭吸附后，氨基酸組分和豐度的組成沒(méi)有發(fā)生顯著變化（見(jiàn)圖3）。上述結(jié)果表明，生物炭對(duì)N、P養(yǎng)分具有較好的固定能力，氮、磷吸附呈現(xiàn)出較為顯著的粒徑特異性。將生物炭與MNS協(xié)同施用有望減少MNS中氮、磷養(yǎng)分的流失，且大粒徑生物炭對(duì)無(wú)機(jī)氮的固定作用以及小粒徑生物炭對(duì)有機(jī)氮的固定作用均能起到緩釋效果，促進(jìn)土壤微生物的繁殖。
2.4 功能物質(zhì)固定特性
2.4.1 激勵(lì)素組分
MNS中檢測(cè)到大量生物激勵(lì)素物質(zhì)，包括植物激素和化感物質(zhì)等，它們具有營(yíng)養(yǎng)和生物刺激的雙重性質(zhì)，是促進(jìn)植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵成分。經(jīng)三種粒徑生物炭吸附后，MNS溶液中均未檢測(cè)到羥基苯乙酸（HPAs），但檢測(cè)到微量吲哚乙酸（IAAs），表明生物炭對(duì)植物激素有較好的固定效果（見(jiàn)圖4）。
此外，經(jīng)40nm、45µm和150µm生物炭吸附后，吲哚衍生物（IDDs）的濃度分別降低了64.55%、70.20%和58.42%，表明45µm生物炭對(duì)IDDs的固定能力更強(qiáng)。芳香族氨基酸（AAAs）的濃度分別降低了65.18%、68.54%和67.82%，說(shuō)明這三種生物炭對(duì)其固定能力較為接近。上述結(jié)果表明，三種粒徑的生物炭都對(duì)MNS中的植物激素和化感物質(zhì)有較好的吸附固定作用，可顯著提高污泥資源化效果。
2.4.2 熒光特征組分
在三種粒徑生物炭吸附前后的MNS溶液中，均檢出EEM數(shù)據(jù)集中的6類熒光成分，包括酪氨酸類蛋白質(zhì)（C1）、色氨酸類蛋白質(zhì)（C2）、富里酸類有機(jī)物（C3）、腐殖酸類有機(jī)物（C4）、可溶性微生物副產(chǎn)物（C5）和可見(jiàn)海洋腐殖酸類有機(jī)物（C6）。經(jīng)三種粒徑生物炭吸附后MNS溶液中各組分的熒光強(qiáng)度（FI）如圖5（a）所示。
MNS溶液中含有較多的溶解性有機(jī)物，40nm、45µm和150µm生物炭對(duì)各類熒光組分的固定率分別可達(dá)到97.66%~99.94%、93.87%~98.73%和97.52%~99.64%，表明三種生物炭均能夠較好地固定MNS中的熒光物質(zhì)，對(duì)熒光組分的固定效率沒(méi)有明顯差異。三種粒徑的生物炭對(duì)色氨酸類蛋白質(zhì)的吸附率最高（98.54%~99.60%）。色氨酸是一種含吲哚環(huán)的芳香族氨基酸，側(cè)鏈具有共軛的π電子體系，能夠與生物炭通過(guò)π-π相互作用；吲哚環(huán)具有強(qiáng)疏水性，能與生物炭的疏水表面通過(guò)疏水相互作用形成強(qiáng)吸附力。此外，三種粒徑生物炭吸附前后，MNS溶液中熒光組分的比例存在差異，40nm生物炭對(duì)色氨酸類蛋白質(zhì)和酪氨酸類蛋白質(zhì)的吸附能力稍弱于45µm和150µm生物炭，這可能與生物炭粒徑、表面結(jié)構(gòu)和孔隙通道有關(guān)。
2.5 吸附機(jī)理
2.5.1 FTIR分析
生物炭吸附MNS前后的FTIR光譜見(jiàn)圖6，它揭示了其存在差異化吸附的機(jī)制。
對(duì)于40nm生物炭而言，吸附前的圖譜幾乎為一條平整的直線，特征峰峰強(qiáng)較弱，可能由于該生物炭在熱解和后續(xù)破碎過(guò)程中經(jīng)歷了高溫處理，炭化程度較高，這使得生物炭具有較高的穩(wěn)定性和相對(duì)較少的官能團(tuán)。在發(fā)生吸附后，3486cm-1處出現(xiàn)O-H的伸縮振動(dòng)峰，3226cm-1處出現(xiàn)N-H的伸縮振動(dòng)峰，表明40nm生物炭能夠吸附MNS溶液中的氮類物質(zhì)。位于2973/2903cm-（1C-H的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰）和2453/2285cm-1處（C-H的伸縮和彎曲伸縮振動(dòng)峰）特征峰的出現(xiàn)，證實(shí)該生物炭能夠吸附MNS中的碳?xì)浠衔铩?/span>1623和1130cm-1處分別出現(xiàn)了C=O和C-O的伸縮振動(dòng)峰，表明生物炭能吸附酸或酯等結(jié)構(gòu)。40nm生物炭能夠吸附MNS溶液中某些化合物（如氨基酸、礦物質(zhì)等），并且該吸附作用主要是通過(guò)生物炭表面與有機(jī)物間形成氫鍵作用。
對(duì)于45µm生物炭而言，吸附MNS溶液后的紅外光譜與吸附前相比，3432cm-1處的O-H峰的峰寬更寬、峰強(qiáng)減弱，位置產(chǎn)生偏移；吸附后位于1256和1134cm-1處的C-O、C-O-C伸縮振動(dòng)峰峰強(qiáng)明顯增加，表明被吸附的MNS類物質(zhì)主要以分子間的作用力與生物炭相結(jié)合，N的吸附以物理吸附為主，與NH4⁺-N吸附率一致。吸附MNS溶液后，150µm生物炭中的O-H官能團(tuán)由3384cm-1偏移至3424cm-1處，并且1173cm-1處C-O和1062cm-1處C-O-C的伸縮振動(dòng)峰峰強(qiáng)明顯增加。1558cm-1處C=O的伸縮振動(dòng)峰明顯增強(qiáng)，對(duì)應(yīng)P釋放導(dǎo)致的pH下降，表明150µm生物炭能夠有效吸附MNS溶液中的有機(jī)物。上述結(jié)果表明，40nm生物炭對(duì)氮有較好的固定效果，45µm和150µm生物炭能夠較好地固定MNS溶液中的大分子有機(jī)物，光譜結(jié)果與吸附結(jié)果相對(duì)應(yīng)，為生物炭粒徑篩選提供了分子層面的證據(jù)。
2.5.2 孔隙結(jié)構(gòu)分析
揭示生物炭對(duì)MNS中養(yǎng)分的吸附機(jī)制對(duì)于制備不同功能的生物炭基肥至關(guān)重要。吸附行為受生物炭的表面基團(tuán)、多孔結(jié)構(gòu)和礦物成分等特性影響，涉及物理吸附、表面沉淀、靜電吸引和離子交換等多重相互作用。為此，通過(guò)分析三種粒徑生物炭吸附MNS前后的孔隙結(jié)構(gòu)變化來(lái)揭示粒徑特異性的潛在吸附機(jī)制，結(jié)果見(jiàn)表3。生物炭吸附MNS后，40nm、45µm和150µm生物炭的比表面積分別減少56.88%、18.03%和8.96%，表明隨著生物炭尺寸增大，吸附MNS后的比表面積下降幅度減小。先前的研究表明，生物炭對(duì)氮、磷的吸附能力受其表面積的影響。如表3所示，生物炭的粒徑越大，其吸附MNS后的比表面積也越大，但其對(duì)總氮和磷的吸附效果越差，這與Kizito等有關(guān)氮吸附率與表面積呈負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果一致。此外，40nm生物炭吸附MNS后總孔體積下降20.19%（從1.04cm3/g到0.83cm3/g），這進(jìn)一步證明小粒徑生物炭主要通過(guò)物理吸附固定MNS中的N、P、小分子有機(jī)物及激勵(lì)素類物質(zhì)，導(dǎo)致總孔體積減少。
SEM分析進(jìn)一步驗(yàn)證了不同粒徑生物炭的吸附特性（見(jiàn)圖7）。相較于吸附前，40nm生物炭吸附MNS后表面更為致密，而大粒徑生物炭（45µm和150µm）吸附后表面粗糙度增加，這可能是由官能團(tuán)（-OH、C=O）介導(dǎo)的氫鍵、共價(jià)鍵交聯(lián)及π-π相互作用增強(qiáng)，促進(jìn)了大分子有機(jī)質(zhì)的富集吸附。綜上所述，生物炭的粒徑?jīng)Q定了其對(duì)MNS中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激勵(lì)素類物質(zhì)的吸附機(jī)制。小粒徑生物炭主要依賴物理吸附，高效固定N、P養(yǎng)分，符合其增強(qiáng)P在酸性土壤中保留的特點(diǎn)，而大粒徑生物炭則依靠表面官能團(tuán)作用和大孔徑結(jié)構(gòu)富集大分子有機(jī)質(zhì)。總體而言，這一尺寸效應(yīng)為基于作物養(yǎng)分需求優(yōu)化生物炭基肥提供了科學(xué)依據(jù)。
3、結(jié)論
①三種粒徑生物炭的含碳量較高（54.05%~55.95%），但N和S含量較低、芳香化程度較高，表明其作為土壤改良劑的養(yǎng)分補(bǔ)充能力有限。因此，建議與含氮肥料協(xié)同施用，以彌補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)缺陷。40nm和150µm生物炭吸附導(dǎo)致MNS溶液pH下降，所有粒徑生物炭均引起電導(dǎo)率升高，表明生物炭吸附MNS有助于改良?jí)A性土壤。
②40nm生物炭對(duì)氮素（TN、FAA）和P具有較強(qiáng)的吸附能力，而150µm生物炭促進(jìn)了MNS中P和K的釋放，顯示其對(duì)養(yǎng)分緩釋的潛力。此外，40nm、45µm和150µm生物炭對(duì)MNS中TOC的吸附率分別為46.57%、66.62%和68.70%，表明微米級(jí)生物炭在有機(jī)碳截留方面更具優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，三種生物炭均能高效固定熒光組分（色氨酸類蛋白質(zhì)，98.54%~99.60%）、植物激素、化感物質(zhì)及Ca和Fe等微量元素，表明其作為有機(jī)養(yǎng)分載體的普適性。
③納米級(jí)生物炭（40nm）主要依賴物理吸附高效固定N、P養(yǎng)分和激勵(lì)素類物質(zhì)；微米級(jí)生物炭（45µm和150µm）則通過(guò)表面官能團(tuán)介導(dǎo)的氫鍵、共價(jià)鍵交聯(lián)及π-π相互作用和大孔徑結(jié)構(gòu)富集大分子有機(jī)質(zhì)；45µm生物炭在養(yǎng)分的吸附-釋放動(dòng)態(tài)平衡方面表現(xiàn)最佳。生物炭可通過(guò)尺寸效應(yīng)調(diào)控MNS中養(yǎng)分的吸附固定與緩釋行為。（來(lái)源：江南大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院江蘇省厭氧生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省高校水處理技術(shù)與材料協(xié)同創(chuàng)新中心）
