周文君，朱新萍，2*，陳康怡，申志博，谷林珠，劉菲，賈宏濤，2

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆土壤與植物生態(tài)過程重點實驗室，烏魯木齊 830052）

原油是現(xiàn)代工業(yè)的“血液”，是應用最廣泛的能源之一，但原油中含有多種難降解的烴類和2 000 多種毒性有機物質(zhì)。原油在生產(chǎn)、運輸和提煉過程中可能對空氣和水生、陸地生態(tài)系統(tǒng)造成污染，對人類健康產(chǎn)生不同程度的影響[1-2]。原油污染會威脅土壤生態(tài)系統(tǒng)安全，造成土地資源浪費，使作物種子萌發(fā)、根系生長受到脅迫，地上生物量降低[3]。因此，探尋有效的土壤污染改良材料并減少原油對土壤植物的毒害作用是環(huán)境領(lǐng)域關(guān)注的熱點之一。

生物質(zhì)炭作為土壤改良劑，施入土壤中可以增加土壤的持水能力和孔隙度，促進植物生長和提高土壤微生物活性[4]。研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭可以顯著提高苦草種子萌發(fā)率，有利于幼苗生長[5]；在Pb2+脅迫下施加生物質(zhì)炭，可以減弱重金屬對玉米幼苗生長的脅迫作用，促進幼苗的早期生長[6]。此外，生物質(zhì)炭作為一種新型的土壤吸附劑，還可以高效吸附重金屬、農(nóng)藥、染料和多環(huán)芳烴（PAHs）等污染物質(zhì)?？茁堵兜萚7]的研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)炭可以顯著降低石油污染土壤中PAHs 濃度。石麗芳等[8]的研究表明，與石油烴的自然降解相比較，添加生物質(zhì)炭可有效促進總石油烴及各組分降解。由此可見，生物質(zhì)炭對原油污染的吸附去除效果和對植物生長的促進作用均顯著。然而，生物質(zhì)炭對土壤污染脅迫的研究多集中在東南地區(qū)酸性土壤區(qū)域，在低肥力的堿性土壤上的研究尚有不足。在堿性土壤中施用生物質(zhì)炭，生物質(zhì)炭本身的礦物養(yǎng)分難以被利用，同時會造成土壤pH值升高，阻礙植物對養(yǎng)分的吸收；在處理污染土壤時，生物質(zhì)炭也存在吸附量小、壽命短和效率低等問題。一些研究者發(fā)現(xiàn)通過改性的方式可以改變生物質(zhì)炭的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使其具有更大的優(yōu)勢。研究表明HNO3改性后生物質(zhì)炭的比表面積和官能團增加，對重金屬的吸附性能增強，對植物生長發(fā)育具有顯著促進作用[9-10]。研究表明，生物質(zhì)炭表面存在持久性自由基（PFRs），具有活化H2O2的作用，將生物質(zhì)炭作為負載體，與Fe結(jié)合組成新型芬頓體系，不僅增強了吸附污染物的能力[11]，還加速了活化H2O2的速率[12]。近年來，生物質(zhì)炭作為芬頓催化劑載體被廣泛使用，在芬頓催化去除有機物方面發(fā)揮一定作用，但直接將芬頓氧化用于改性生物質(zhì)炭的研究仍缺乏。硝酸改性生物質(zhì)炭和利用芬頓氧化改性生物質(zhì)炭在修復污染土壤和促進作物生長方面具有巨大潛力。楊蘭等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，在鎘污染土壤中施加改性生物質(zhì)炭，降低了重金屬在土壤中的遷移性和生物可利用性。郭大勇等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，在堿性土壤中施用酸改性生物質(zhì)炭促進了玉米的生長發(fā)育。然而，在原油污染脅迫下改性生物質(zhì)炭對植物生長的影響鮮有報道。

蘇丹草是廣泛分布于新疆的一種人工牧草，對原油污染具有一定的耐受性和污染修復作用[15]，但同時也會受到污染物的毒害，使修復效果變差。已有研究表明，原油污染濃度越高，其對蘇丹草生長抑制作用越強，添加生物質(zhì)炭可緩解原油污染對蘇丹草的脅迫作用[16]。因此，本研究將硝酸酸化和芬頓氧化應用于改性棉花秸稈生物質(zhì)炭中，針對西北地區(qū)堿性土壤原油污染問題，采用原油污染土壤蘇丹草發(fā)芽試驗，分析不同改性方法和不同添加比例的改性生物質(zhì)炭對蘇丹草種子發(fā)芽率、幼苗生長、土壤理化性質(zhì)以及石油烴降解率的影響，以期探明改性生物質(zhì)炭對原油污染的緩解作用，為改性生物質(zhì)炭與植物聯(lián)合修復原油污染土壤的實踐應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試生物質(zhì)炭為棉花秸稈生物質(zhì)炭，由新疆農(nóng)業(yè)科學院提供，炭化溫度為360 ℃，炭化時間為16 h，過0.5 mm 篩，備用；硝酸改性生物質(zhì)炭（HBC）由供試生物質(zhì)炭制成[17]，在2 mol·L-1HNO3溶液中25 ℃恒溫振蕩24 h 后，反復過濾、沖洗至濾液澄清，60 ℃烘干，備用；芬頓改性生物質(zhì)炭（FBC）由供試生物質(zhì)炭制成，在配制的芬頓試劑中25 ℃恒溫振蕩24 h 后，反復過濾、沖洗至濾液澄清，60 ℃烘干，備用。芬頓試劑由30% H2O2溶液與FeSO4·7 H2O 按照摩爾比20∶1 進行配制，具體方法：將FeSO4溶于水，用H2SO4調(diào)節(jié)pH 為4，再加入30%H2O2溶液。

以新蘇2 號蘇丹草為研究材料，供試土壤來自烏魯木齊市米東區(qū)農(nóng)田，土壤過0.5 mm 篩，備用。供試原油來源于新疆某油田，人工模擬原油污染土壤濃度設(shè)置為4%[18]。將供試原油按照1∶5 配比（1 g 原油加入5 mL 石油醚充分混合）施入土壤后陳化，原油污染土壤平衡20 d 后加入不同比例的生物質(zhì)炭進行發(fā)芽試驗，供試土壤和模擬原油污染土壤理化性狀見表1。

表1 供試土壤和模擬原油污染土壤理化性狀Table 1 Basic physical and chemical properties of the tested soil and simulated crude oil contaminated soil

1.2 種子萌發(fā)試驗

將棉稈生物質(zhì)炭（BC）、硝酸改性生物質(zhì)炭（HBC）和芬頓改性生物質(zhì)炭（FBC）按2%和4%（質(zhì)量比）的施用比例與人工模擬的原油污染土壤混合均勻后裝入50 孔育苗盤中，并設(shè)置不添加生物質(zhì)炭的對照處理組（CK），澆水陳化24 h 后進行土培發(fā)芽試驗，不同處理設(shè)置見表2。將種子用清水沖洗后，取下沉飽滿種子，播種于育苗盤中，每孔播種8 粒，每處理設(shè)置5 個重復，每日澆水一次，使土壤保持濕潤。試驗結(jié)束后，計算蘇丹草種子的發(fā)芽率，測量蘇丹草幼芽長、幼根長、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，并測定土壤pH、電導率、有機質(zhì)含量和總石油烴含量。

表2 試驗設(shè)置Table 2 Different treatment groups

1.3 生物質(zhì)炭特性表征和土壤理化性質(zhì)測定

生物質(zhì)炭pH 測定參照《木質(zhì)活性炭試驗方法》（GB/T 12496.7—1999）；生物質(zhì)炭電導率測定參照《粉狀活性炭電導率測定方法》（LY/T 1616—2004）；生物質(zhì)炭灰分含量采用緩慢灰化法（GB/T 17664—1999）測定；生物質(zhì)炭所含C、H、N 元素用元素分析儀測得，O 元素含量由C、H、N 元素和灰分含量經(jīng)差減法計算而得；利用掃描電鏡（SEM）對生物質(zhì)炭進行表征，觀察其表面形貌特征和結(jié)構(gòu)變化。土壤理化性質(zhì)測定參考魯如坤《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[19]。

1.4 種子萌發(fā)指標測定

自播種后每日同一時間觀察蘇丹草的發(fā)芽數(shù)，以胚芽長0.1 cm 為標志，至第8 天停止計數(shù)；試驗結(jié)束后，用細線和直尺（單位0.1 mm）測量蘇丹草胚芽長和胚根長；用分析天平稱量幼苗鮮質(zhì)量和干質(zhì)量（殺青烘干至恒質(zhì)量后稱量）；并計算植物葉片數(shù)。

1.5 總石油烴（TPH）含量測定

土壤總石油烴含量采用超聲-質(zhì)量法測定[20]。稱取5.00 g 風干土樣于50 mL 離心管中，加20 mL 二氯甲烷充分混合，在60 W 功率下超聲萃取15 min，4 000 r·min-1離心10 min，用0.45 μm 有機系針頭過濾器將萃取液過濾至已知質(zhì)量的錐形瓶中，重復以上步驟3 次，將全部萃取液放入錐形瓶中，后放入通風櫥中，等待溶劑揮發(fā)干后測定質(zhì)量，得到從土壤中萃取的石油質(zhì)量，前后質(zhì)量差即為土壤中總石油烴的含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2019 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用SPSS 23.0 進行單因素方差分析（One-Way ANOVA）和多重比較分析（Duncan 法），用不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。使用SigmaPlot 14.0 進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物質(zhì)炭和改性生物質(zhì)炭特性

生物質(zhì)炭和改性生物質(zhì)炭的性質(zhì)見表3。未改性生物質(zhì)炭呈堿性，硝酸和芬頓改性后生物質(zhì)炭均呈酸性，硝酸改性生物質(zhì)炭pH 最低，為2.33，芬頓改性生物質(zhì)炭pH 為4.79。硝酸和芬頓改性后生物質(zhì)炭的灰分含量顯著低于改性前（P＜0.05）。不同改性方式生物質(zhì)炭的電導率差異顯著（P＜0.05），與未改性生物質(zhì)炭相比，硝酸改性生物質(zhì)炭的電導率提高了75%，而芬頓改性生物質(zhì)炭的電導率下降了2%。改性后生物質(zhì)炭的C、H、N、O 含量均顯著增加，其中生物質(zhì)炭的原子比C/H 和（O+N）/C 可用于表征生物質(zhì)炭的芳香性和極性大小，硝酸和芬頓改性后生物質(zhì)炭的C/H和（O+N）/C增大，說明兩種改性生物質(zhì)炭的芳香性和極性增大。

表3 生物質(zhì)炭特性Table 3 Characteristics of biochar

用掃描電鏡觀察未改性和改性生物質(zhì)炭表面結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖1 所示。未改性生物質(zhì)炭表面存在大量灰分，有瘤狀的凸起結(jié)構(gòu)，各夾層之間疏松多孔；硝酸改性生物質(zhì)炭呈明顯的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔道數(shù)量有所增加，孔內(nèi)沒有灰分物質(zhì)存在，表面結(jié)構(gòu)排列更為規(guī)則；芬頓改性生物質(zhì)炭表面附著大量不規(guī)則團塊，孔內(nèi)出現(xiàn)多級褶皺，表面形成形狀各異、大小不同的孔隙結(jié)構(gòu)?？梢?，硝酸酸化和芬頓氧化均改變了生物質(zhì)炭原有的表面紋理、孔隙結(jié)構(gòu)和孔徑大小，這些孔隙是生物質(zhì)炭具有較強吸附能力的主要原因，也是土壤微生物活動的主要場所。

圖1 生物質(zhì)炭和改性生物質(zhì)炭的掃描電鏡觀察結(jié)果（×1 000倍）Figure 1 Scanning electron microscopy（SEM）of biochars and modified biochar（×1 000 times）

2.2 不同改性生物質(zhì)炭對原油污染土壤性質(zhì)的影響

不同改性生物質(zhì)炭處理后土壤的性質(zhì)見表4。與CK 相比，BC 處理下土壤pH 有所上升，且隨生物質(zhì)炭添加量的增加而增加。HBC和FBC處理下土壤pH降低，且隨生物質(zhì)炭添加量的增加而降低，在添加量為4%時與CK、BC 處理呈顯著性差異（P＜0.05）。添加生物質(zhì)炭處理的土壤有機質(zhì)含量均顯著高于CK處理，且增幅隨生物質(zhì)炭添加量的增加而增大，其中芬頓改性生物質(zhì)炭處理組的促進效果最為明顯。FBC2處理的電導率和有機質(zhì)含量均最大，與CK 相比分別增加了54.62%和29.71%（P＜0.05）。

表4 不同生物質(zhì)炭添加后原油污染土壤的pH、電導率和有機質(zhì)含量Table 4 The pH，electrical conductivity and organic matter incrude oil contaminated soil treated by different biochars

2.3 改性生物質(zhì)炭對原油污染土壤中蘇丹草種子萌發(fā)的影響

原油污染土壤中添加生物質(zhì)炭后蘇丹草種子的發(fā)芽率如圖2 所示。由圖2 可見，第8 天不同處理的蘇丹草發(fā)芽率均超過70%，添加生物質(zhì)炭各處理中除HBC1 外，蘇丹草發(fā)芽率均高于CK 處理，且隨生物質(zhì)炭添加量的增加而增加。未改性生物質(zhì)炭處理組和添加量為2%的改性生物質(zhì)炭處理組的發(fā)芽率與CK相比均無顯著差異（P＞0.05），說明未改性生物質(zhì)炭和低添加量對蘇丹草發(fā)芽率影響較小。在生物質(zhì)炭添加量為4%的處理組中，F(xiàn)BC2處理的蘇丹草種子發(fā)芽率最高，達到100%，HBC2處理的種子發(fā)芽率次之，為96%，分別較CK 處理顯著增加了24、20 個百分點（P＜0.05）。

圖2 不同處理原油污染土壤中蘇丹草的發(fā)芽率Figure 2 Germination rate of sudangrass in crude oil contaminated soil with different treatments

不同處理原油污染土壤中蘇丹草的胚芽長和胚根長如圖3 所示。與CK 相比，添加生物質(zhì)炭的各處理組蘇丹草胚芽長顯著增加（P＜0.05），并隨生物質(zhì)炭添加量的增加而增加。與未改性生物質(zhì)炭和芬頓改性生物質(zhì)炭相比，硝酸改性生物質(zhì)炭對蘇丹草胚芽的促進效果最好，當HBC 添加量為4%時，蘇丹草胚芽長達到最大值，較CK 顯著增加了67.83%（P＜0.05）。添加生物質(zhì)炭處理對蘇丹草胚根長具有一定的促進作用，但隨著土壤中生物質(zhì)炭添加量的增大，生物質(zhì)炭對胚根長的促進作用逐漸減弱。其中，未改性生物質(zhì)炭處理對蘇丹草胚根的促進作用最好，在添加量為2%時蘇丹草胚根長達到最大值，為11.5 cm，較CK 顯著增加了87.50%（P＜0.05），而改性生物質(zhì)炭處理組的蘇丹草胚根長與CK 相比無顯著差異（P＞0.05），說明蘇丹草根系對改性生物質(zhì)炭添加不敏感。

圖3 不同處理原油污染土壤中蘇丹草的胚芽長和胚根長Figure 3 Germ length and radicle length of sudangrass in crude oil contaminated soil under different treatments

原油污染土壤中添加不同生物質(zhì)炭對蘇丹草鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和葉片數(shù)的影響見表5。不同處理下蘇丹草鮮質(zhì)量、干質(zhì)量差異不顯著（P＞0.05），但添加生物質(zhì)炭的處理組與CK相比有增加的趨勢。HBC施加量為4%時鮮質(zhì)量比CK 增加了80.26%；而BC 施加量為2%時蘇丹草干質(zhì)量與其他施加生物質(zhì)炭的處理組無顯著差異（P＞0.05），說明生物質(zhì)炭作為基質(zhì)對蘇丹草生物量的影響較小。從葉片數(shù)來看，生物質(zhì)炭添加可以顯著增加蘇丹草葉片數(shù)（P＜0.05），而生物質(zhì)炭種類及不同添加量之間的葉片數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。

表5 不同處理原油污染土壤中蘇丹草的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和葉片數(shù)Table 5 Fresh weight，dry weight and leaf number of sudangrass in crude oil contaminated soil under different treatments

2.4 添加改性生物質(zhì)炭對土壤中原油降解的短期影響

不同處理原油污染土壤中總石油烴降解率如表6 所示。與CK 相比，添加生物質(zhì)炭處理組的總石油烴降解率顯著增加（P＜0.05），其中未改性生物質(zhì)炭與芬頓改性生物質(zhì)炭處理組的總石油烴降解率隨生物質(zhì)炭添加量的增加而提高，而硝酸改性生物質(zhì)炭處理組則隨添加量的增加而降低。未改性生物質(zhì)炭對土壤中總石油烴的降解效果最好，在添加量為4%時總石油烴降解率達到最高，為35.77%，與CK 相比提高了23.86 個百分點；芬頓改性生物質(zhì)炭對總石油烴的降解作用次之，F(xiàn)BC2 處理降解率比CK 顯著提高了20.89 個百分點；硝酸改性生物質(zhì)炭對總石油烴降解率的促進作用最小，HBC1 處理的降解率為18.24%?？芍锤男陨镔|(zhì)炭和兩種改性生物質(zhì)炭短期內(nèi)可顯著提高種植蘇丹草的原油污染土壤中總石油烴的降解率，而生物質(zhì)炭改性方法和添加量的不同會影響原油污染土壤中總石油烴降解率。

表6 不同處理原油污染土壤的總石油烴降解率Figure 6 Degradation rate of TPH in crude oil contaminated soil with different treatments

3 討論

種子萌發(fā)是幼苗建立和植物種群維持與發(fā)展的基礎(chǔ)，容易受到機械傷害、病害和環(huán)境脅迫的影響，種子萌發(fā)除了需要自身生命力之外，還需要適宜適量的溫度、水分和空氣。利用植物修復原油污染土壤，其修復效果的影響因素錯綜復雜[21]。有研究表明，原油性質(zhì)黏稠，進入土壤環(huán)境后會影響土壤通氣性和保水性，降低土壤質(zhì)量，原油中的化合物會進入植物組織，破壞植物的生理機能，對植物生長產(chǎn)生毒害作用，主要表現(xiàn)為發(fā)芽率低、生育期延后、結(jié)實率減少和貪青晚熟等[22]。因此，植物修復污染土壤通常需要與其他物理化學方法相結(jié)合，以達到聯(lián)合修復的目的。生物質(zhì)炭施入土壤后可以有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力，對植物生長具有顯著促進作用[23]。在堿性土壤中施加生物質(zhì)炭會造成土壤pH 過高，使土壤中有效營養(yǎng)物質(zhì)減少，對植物種子萌發(fā)產(chǎn)生不良影響[24]。因此，通過硝酸和芬頓試劑對生物質(zhì)炭進行改性處理，研究改性后生物質(zhì)炭對土壤理化性質(zhì)和植物幼苗生長的影響，可評價改性生物質(zhì)炭聯(lián)合植物修復原油污染土壤的潛力。

研究發(fā)現(xiàn)，硝酸和芬頓改性后生物質(zhì)炭的pH 值降低，C、H、N、O 含量均有明顯增加，這與改性后生物質(zhì)炭表面灰分減少、酸性官能團增多有關(guān)[25-26]。硝酸改性及芬頓改性均改變了棉花秸稈生物質(zhì)炭原有的表面紋理及孔徑分布。硝酸改性生物質(zhì)炭表面結(jié)構(gòu)更加疏松，孔道數(shù)量增加，具有更大的比表面積，有利于吸附污染物[27]，這與劉蕊等[9]的研究結(jié)果一致。芬頓改性生物質(zhì)炭內(nèi)部空間構(gòu)造發(fā)生改變，存在不規(guī)則的孔隙結(jié)構(gòu)，表面更加粗糙，并分散著較多小顆粒物，這可能與芬頓氧化反應中·HO、·HO2等活性自由基增加，或Fe離子以氧化物的形式負載在生物質(zhì)炭表面有關(guān)[28-29]。生物質(zhì)炭本身呈堿性，施入堿性原油污染土壤后，其高度芳香化的結(jié)構(gòu)可以吸附土壤中的H+，使土壤pH升高，這與張圣也等[24]的研究結(jié)果一致。硝酸改性和芬頓改性生物質(zhì)炭的pH較低，施入土壤后，土壤pH 顯著降低，而土壤電導率和有機質(zhì)含量顯著增加，說明改性生物質(zhì)炭具有固碳能力，可以改善土壤環(huán)境，顯著提高土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量，這與改性后生物質(zhì)炭C、O 含量和表面含氧官能團增加有關(guān)[30]，可見改性生物質(zhì)炭在土壤改良方面具有較大的潛在應用價值。

在原油污染條件下施加生物質(zhì)炭與改性生物質(zhì)炭，減緩了原油對蘇丹草幼苗生長的抑制作用，明顯促進了蘇丹草種子萌發(fā)、胚芽生長和干物質(zhì)積累。其中，添加生物質(zhì)炭處理的發(fā)芽率顯著高于未添加生物質(zhì)炭處理，硝酸和芬頓改性生物質(zhì)炭處理對蘇丹草生長的促進作用強于未改性生物質(zhì)炭，說明兩種改性生物質(zhì)炭均有助于植物種子的萌發(fā)和生長，這可能是因為改性生物質(zhì)炭較低的pH 中和了土壤堿性，使其達到適宜植物發(fā)芽和生長的中性環(huán)境條件，且改性生物質(zhì)炭較大的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)有效改善了土壤理化性質(zhì)，使土壤電導率和有機質(zhì)含量升高，增強了土壤營養(yǎng)水平，不僅有助于減緩原油對蘇丹草幼苗的脅迫作用，而且會促進植物種子發(fā)芽和生長，這與郭大勇等[14]的研究結(jié)果一致。隨生物質(zhì)炭添加量的增加，各處理組蘇丹草胚根長均呈低添加量促進、高添加量抑制的趨勢，說明生物質(zhì)炭的添加對植物根系影響較大，過量生物質(zhì)炭的添加不利于植物根系的生長，阻礙了植物對養(yǎng)分和水分的吸收，這與李瑞霞等[31]的研究結(jié)果一致。因此，應根據(jù)土壤類型、污染物性質(zhì)和修復場地特點適當選擇不同類型的生物質(zhì)炭，從而降低污染對修復植物帶來的負面效應[32]，提高修復效率。

總石油烴降解率是直接反映土壤污染修復效果的重要指標之一[33]，它受修復植物種類和土壤環(huán)境因子的共同影響。本研究發(fā)現(xiàn)，施加生物質(zhì)炭處理的總石油烴降解率顯著高于未施加生物質(zhì)炭處理，說明生物質(zhì)炭添加有助于土壤中原油的降解。硝酸和芬頓改性生物質(zhì)炭處理下總石油烴降解率顯著低于未改性生物質(zhì)炭處理，且不同添加量處理的總石油烴降解率顯著不同，這是因為總石油烴的降解主要發(fā)生在植物根際微生物環(huán)境中。一方面，生物質(zhì)炭的添加改善了植物生長的土壤環(huán)境條件，促進植物生長發(fā)育，保證植物在原油脅迫條件下具有一定的抗逆性和耐受性，提升了植物對土壤原油污染物的降解能力；另一方面，生物質(zhì)炭較大的比表面積和高度芳香化的結(jié)構(gòu)，不僅能夠吸附土壤中的污染物質(zhì)，還可以提高土壤中碳氫化合物的生物利用度以及根系分泌物和石油降解細菌的活性，有利于污染物的降解，但生物質(zhì)炭的過量添加不利于植物根系的生長，這可能是本研究中硝酸改性生物質(zhì)炭在高添加量處理下石油烴降解率較低的主要原因。有研究表明，不同生物質(zhì)炭材料對石油烴去除率的影響隨修復時間延長而增大，生物質(zhì)炭對污染土壤的修復需要長期觀察[8]。BARATI等[34]比較了兩種有機改良劑（雞糞和雞糞生物質(zhì)炭）對大麥降解污染土壤中石油烴的效果，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭處理具有較高的石油烴降解率，提高了植物修復效率。因此，改性生物質(zhì)炭對原油污染植物修復效果的影響與生物質(zhì)炭原料種類、改性方式、投加比例和投加時間有關(guān)，然而這種影響的機制是復雜的，本研究僅進行了短期初步研究與分析，今后還需要從改性生物質(zhì)炭進入土壤后與植物根系、有機物相互作用以及長期降解效果等方面深入探討。

4 結(jié)論

（1）施用生物質(zhì)炭和改性生物質(zhì)炭均能顯著提高土壤有機質(zhì)含量，未改性生物質(zhì)炭添加會提升土壤pH 值，硝酸和芬頓試劑改性生物質(zhì)炭添加會降低土壤pH值。

（2）在堿性原油污染土壤中施用生物質(zhì)炭有利于提升蘇丹草發(fā)芽率、胚芽長、胚根長，促進植株干物質(zhì)積累，且經(jīng)過硝酸和芬頓試劑改性后的生物質(zhì)炭對蘇丹草種子萌發(fā)的促進效果更好，有助于減緩原油污染對蘇丹草種子萌發(fā)的負面效應。

（3）生物質(zhì)炭施用聯(lián)合蘇丹草修復顯著促進了土壤中總石油烴的降解，短期內(nèi)，未改性生物質(zhì)炭對土壤中總石油烴的降解效果最好，芬頓改性生物質(zhì)炭次之。在修復植物生長初期，生物質(zhì)炭的改性方法和添加量均會顯著影響蘇丹草聯(lián)合生物質(zhì)炭對土壤中總石油烴的降解效果。