生物炭基肥离散元模型参数标定与试验

生物炭基肥料是近年来新兴的一种农业投入品，然而生物炭基肥料还田施用的机械化程度尚属较低水平。为促进生物炭基肥料机械化还田的理论和实践发展，寻求最优生物炭基肥离散元模型接触参数组合，指导生物炭及炭基肥料还田机械的设计和试制，提出了一种真实试验与仿真试验结合的方法，对生物炭基肥颗粒数学模型开展研究，验证数值方法的适用性和准确性。以生物炭颗粒堆积角的实际测量值为目标值，通过物料特性研究了创建法向力、切向力和附着力接触模型，利用离散元仿真软件ESSS Rocky DEM对生物炭基肥颗粒离散元参数进行标定，设计Placket-Burman试验获取对堆积角有显著影响的参数，通过最陡爬坡试验得到显著因素参数区间，最后通过Box-Behnken试验优化参数组合。结果表明：生物炭基肥料颗粒粒径占比2mm为35%,3 mm颗粒占比为42%,4 mm颗粒占比为23%，颗粒平均含水率为5%，测得炭颗粒堆积角实际值为23.65°；对炭基肥颗粒接触参数有显著影响的因素为炭—炭滚动摩擦系数、炭颗粒表面能JKR以及炭—钢滚动摩擦系数，最优化参数组合为炭—炭滚动摩擦系数0.36、炭颗粒表面能0.30、炭-钢滚动摩擦系数...     

炭基肥料不同施用量对高粱生育性状及产量的影响

正1研究目的炭基肥料具有肥效长、利用率高的特点,可以作为一次性施肥的主推肥料,在建平县高粱作物上施用面积较大。为了对比炭基肥不同用量的施用效果并确定合理的炭基肥料施用量,特开展本项研究。2试验设计作物品种:供试作物为高粱,品种为辽粘3号。试验设计:试验采用大垄双行膜下滴灌种植模式,双行宽120 cm,株距13 cm,炭基肥料养分含量为44%(24-10-10)。设计5个处理,不设重复,5个处理施用量分别为     

不同炭基肥料对高粱产量与品质的影响

以豫粱八号为材料,研究不同炭基肥料对高粱产量、品质的影响。结果表明:不同炭基肥料能够优化高粱的农艺性状和产量因子,提高高粱产量,但是不同炭基肥料配方的作用存在差异,以25%尿素、22%氯化铵、12%磷酸一铵、3%氯化钾、35%炭粉配制的炭基肥效果最佳,产量为7 899.52 kg/hm2,品质也最优。     

浅谈农田秸秆炭化的利用

生物质炭是秸秆在采用限氧裂解新技术处理中的主要产品.通过秸秆热裂解,既能处理秸秆废弃物,又可促进农业增产.选择优质安全的新技术,利于形成以生物质炭土壤施用和生物质炭基肥料生产应用为中心的绿色农业.     

生物质炭基肥料及作物施用技术研究进展

随着生物质炭在农业领域的应用研究不断深入,以生物质炭为载体,与常规化学肥料或有机肥等材料结合的新型肥料—生物质炭基肥料(biochar-based fertilizer)的研制及其在农作物上的试验研究越来越多。相关研究表明,生物质炭基肥料具有诸多优点,如控释/缓释养分的释放、改善土壤理化性状、增强抗旱能力、减少养分资源的损失和提高肥料利用率等。深入挖掘生物质炭基肥料的环境友好性和资源节约性潜力日益受到重视。通过综合分析多年来公开发表的生物质炭基肥料试验研究文献,阐述了各种生物质炭基肥料的组配材料、造肥制粒配方与工艺技术,以及生物质炭基肥料在水稻、玉米、小麦、蔬菜、薯类、花生、大豆、烟草、棉花、牧草和果树等作物上的施用技术,尤其是生物质炭基肥料对作物生长发育、产量、农产品品质以及土壤的影响等方面的研究进展。根据试验研究中存在的问题及技术需求,提出今后生物质炭基肥料的研究设想,展望其在土壤环境、作物高产高效以及绿色生态等方面的系统研究方向。     

生物炭基肥料在水稻上的应用效果研究

为研究生物炭基肥料的应用效果,开展了生物炭基肥料对水稻植物学性状、产量因素以及产量的影响试验。结果表明,在水稻上施用生物炭基肥料能够促进水稻生长发育,有助于水稻成产因素的形成,从而提高水稻的产量。生物炭基肥料的用量越多,效果越明显,且生物炭基肥料能部分替代缓释复合肥。     

施用炭基肥料对大豆农艺状性和产量性状的影响

炭基肥料是根据作物种类不同,依据作物的需肥特点和规律,利用生物炭与化肥进行混合而治成的复混肥料。以商豆1099为试材,研究了4种炭基肥料在大豆上的应用效果。结果表明,不同炭基肥料对大豆的农艺性状、产量性状和产量的影响不同,不同炭基肥料处理对大豆底荚高度、分枝数、单株粒数的影响较大,对株高、主茎节数、百粒重的影响不大。对产量的影响中处理4增产最高为12.32%,单产3 117.15 kg/hm2,其次是处理2,单产3 067.80 kg/hm2,增产10.55%。     

生物质炭基肥料对黑麦草生长特性的影响

【目的】研究生物质炭基肥料对黑麦草生长指标的影响,为秸秆利用及生物质炭基肥料的开发应用提供依据。【方法】将玉米秸秆经400℃热解而成的生物质炭与磷酸二氢钾、羧甲基纤维素钠(粘结剂)按不同质量比(1∶1∶0.3,2∶1∶0.3,3∶1∶0.3,4∶1∶0.3)混合造粒制成4种生物质炭基肥料,通过温室盆栽试验,以不施肥作为对照(ck),比较生物质炭和生物质炭基肥料对多花黑麦草(Lolium multiflorum)生长特性的影响,建立肥料中生物质炭含量与黑麦草地上部分鲜质量的拟合模型,筛选出肥料中生物质炭最佳含量。【结果】与ck相比,施用生物质炭及生物质炭基肥料对黑麦草的株高、根系长度、根表面积、生物量等均有提高,但对黑麦草的出苗率却无显著影响(P0.05)。在所制的4种生物质炭基肥料中,当生物质炭与磷酸二氢钾及粘结剂的质量比为2∶1∶0.3时,对黑麦草生长促进作用明显,播种60d后其株高和地上部分鲜质量较ck分别显著增加了34.51%和70.59%(P0.05),根长与根表面积分别显著增长了40.04%和59.86%(P0.05)。由拟合的模型可以看出,随着肥料中生物质炭含量的增加,黑麦草地上部分鲜质量先增加后减少,当肥料中生物质炭含量为61.60%时,即施用31.28g生物质炭与15.00g磷酸二氢钾及4.50g粘结剂混合制备的生物质炭基肥料时,黑麦草地上部分鲜质量最高达3.02g/盆。【结论】施用20g/kg生物质炭基肥料对黑麦草生长存在一定的促进作用,当生物质炭基肥料中生物质炭含量为61.60%时,所制生物质炭基肥料肥效达到最佳。     

浅析江苏省炭基肥料研发和推广应用前景

炭基肥料是一种生态环保型肥料,是将农作物秸秆等生物质在限氧条件下经热解炭化(250~750℃)产生生物质炭,再与一定比例的有机和/或无机肥料混合配制而成的。本文拟从炭基肥的应用效果、发展机遇、存在问题和对策建议等4个方面进行阐述与分析,旨在为相关部门决策和炭基肥推广应用提供一定的参考。     

生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展

因农业活动产生的温室气体,已成为加速全球气候变暖的重要环境因子。利用生物炭作为肥料载体制备生物碳基肥料,是同步实现农作物增产增收和土壤理化性质改良的新型工艺。该文在国内外前沿研究成果和文献综述的基础上,阐述了生物炭基肥在加工、制备和改性工艺方面的最新研究进展以及在生产物炭基肥农田应用研究进展,包括生物炭基肥对土壤微生物群落结构、对肥料养分、对作物生长和产量的影响和农田应用的发展趋势。并针对存在的问题和技术需求,就施用生物炭的生态影响研究,系统评估生物碳基肥料施用带来的生物多样性减少和生态系统失衡等潜在生态风险方面进行了展望。     

生物炭及生物炭基肥在农业中的应用研究进展

生物炭可作为土壤改良剂单独施入土壤,改善土壤环境条件,也可与肥料混合制成生物炭基肥,其具有养分缓释、增产稳定等一系列优点,在农业上的应用越来越广泛。主要从生物炭对土壤理化性质、微生物、农业温室气体排放、作物生长和产量的影响,对农田土壤污染的治理,以及生物炭基肥对肥料养分、作物生长和产量的影响这几个方面,对生物炭及生物炭基肥在农业中的应用研究进展进行综述,阐明其优点和不足,并提出了进一步的研究方向,旨在为生物炭和生物炭基肥在农业中的应用研究提供参考。     

不同炭基肥料对花生农艺性状与产量的影响

以商研9658为试材,研究4种炭基肥料配方在花生上的应用效果。结果表明:不同炭基肥料对花生的农艺性状、产量性状和产量的影响不同,不同炭基肥料处理对花生根瘤菌个数、单株果数的影响较大,对株高、百粒重的影响不大。对产量的影响中以25%尿素、22%氯化铵、12%磷酸一铵、3%氯化钾、35%炭粉配方的施用效果最佳,单产4 662.5 kg/hm2,增产16.56%。     

辽宁法库县玉米炭基肥应用高产栽培技术

随着经济的发展和社会主义新农村的建设,农民的生产生活条件得到了极大提高,利用秸秆生产炭基肥可以变废为宝,促进低碳农业发展。该文首先阐述了炭基肥的基本定义,随后介绍了应用炭基肥的玉米高产栽培技术,使用炭基肥可以促进玉米提质增量,提高了农民的收入。     

“双碳”背景下生物炭基肥的研究现状及展望

炭基肥是以生物炭为载体,通过添加化肥或者有机肥,采用化学方法和物理方法混合制成的肥料。本文首先总结了炭基肥主要包括炭基无机肥、炭基有机肥和炭基有机无机复合肥,其次汇总了炭基肥的作用。炭基肥由于兼具了生物炭和肥料的双重优势,在田间应用过程中主要表现为提高作物产量、减少温室气体排放、提高土壤有机质、改良土壤以及污染土壤修复等方面。然后列举了影响炭基肥性质的因素,生物炭的制备及其与肥料的制备工艺。最后展望了炭基肥在我国农业领域的应用前景。本文通过生物炭的优选、炭基肥的制备工艺优化及其应用体系的完善等方面展开综述,为构建炭基肥的规模化应用提供指导意义。     

连续施用炭基肥对花生土壤性质和产量的影响

文章阐述了河南省内乡县农业技术推广中心利用炭基肥连续施用的效果并进行研究,对花生土壤进行试验和比较分析,探索出利用炭基肥在土壤中产生的性质和对花生产生的影响。     

生物质炭基肥甜瓜田间试验示范

为进一步验证生物炭基肥的施用效果，在濮阳市王助镇大村瓜菜基地开展了生物炭基肥在甜瓜上的应用试验示范。结果表明，施用生物质炭基肥在增加甜瓜产量、种植效益和改善甜瓜品质等方面均有显著作用。     

烟秆炭基肥对薏苡产量、品质及经济效益的影响

【目的】探究烟秆炭基肥对薏苡产量、品质及经济效益的影响,为农业废弃物资源化利用、生物炭基肥推广应用及薏苡养分和品质调控提供科学指导。【方法】以浦薏6号和烟秆生物炭基肥为供试材料,通过大田试验,设不施肥对照（CK）、常规施肥（F）、低量（800 kg/ha）炭基肥（LBF）和高量（1600 kg/ha）炭基肥（HBF）4种施肥处理,测定薏苡生长、产量、品质等指标,并分析不同施肥处理对薏苡肥料农学利用率及经济效益的影响。【结果】与CK相比,施用烟秆炭基肥可促进薏苡植株生长并提高薏苡产量,成熟期薏苡株高和茎粗分别增加7.8~15.4 cm和1.4~2.3 mm,薏苡平均增产44.98%;烟秆炭基肥可显著提高薏仁中营养性成分含量（P<0.05,下同）,其中,可溶性糖含量平均增加44.25%,维生素C含量平均增加12.26%,而氨基酸和粗脂肪含量无显著差异（P>0.05）;烟杆炭基肥能提高薏苡中黄酮和薏苡素功能性成分含量;此外,烟秆炭基肥促进氮、磷、钾养分积累,显著提高肥料农学利用率和经济效益,以HBF处理的经济效益最高,达68109.15元/ha,较CK提高77.29%。【结论】综合考虑作物产量、品质及经济效益等因素,1600kg/ha生物炭基肥处理提升效果较佳,在福建等南方地区的薏苡种植中具有良好的应用潜力和推广价值。     

面向自愿减排碳交易的生物质炭基肥固碳减排计量方法研究

【目的】秸秆热解炭化-生物质炭基肥-生态农业产业体系正在中国兴起。炭基肥通过替代化肥产生可观的温室气体减排量并显著增加土壤有机碳库,其规模化发展具有参与我国正在实施的自愿减排碳交易项目的明显潜力。本研究探讨构建生物质炭基肥项目固碳减排计量方法,为其大规模农业应用参与自愿减排碳交易提供科学依据和方法学支撑。【方法】根据自愿减排项目固碳减排计量方法学和农田固碳减排计量的逻辑框架,基于秸秆炭基肥项目发展的实地调查、已有炭基肥试验的固碳减排案例监测及文献统计,并参考已备案的农业减排方法学,从项目合格性、基准线确定、边界选择、关键排放源和土壤碳库确定、系统泄漏到净碳汇计量方法等方面探讨开发炭基肥项目固碳减排计量方法学,以分析炭基肥项目进行碳交易的可行性。【结果】秸秆炭基肥项目计量方法学的基准线情景为农田常规施肥管理,但需针对不同农田经营模式而确定项目边界(例如分散农民为经营主体的田块模式和工厂-农田的集约化企业运营模式),分别考虑农田氧化亚氮和甲烷的排放和土壤有机碳库来审视项目的关键排放源和碳库,考虑项目的泄漏可能包括农民运输炭基肥导致的额外排放或原有秸秆利用方式发生改变导致的额外排放。农作物炭基肥案例分析表明:以农民为主体的炭基肥项目,单个生长季的冬小麦或水稻生产可分别产生1 440和282 kg CO2-eq·hm-2的减排量;而"工厂-农田"集约化模式中,在未对炭基肥生产工艺进行优化的条件下(副产物未被循环利用),炭基肥生产过程带来的温室气体排放将抵消部分炭基肥应用的农田碳汇量;如对优化炭基肥生产工艺后,单个生长季的冬小麦和水稻生产可分别产生1 479和340 kg CO2-eq·hm-2的净碳汇量。【结论】构建了一套用于量化炭基肥项目净碳汇量的计量方法,可以合理地量化炭基肥农田应用项目产生的净碳汇量。本研究发展的方法学适用炭基肥农业固碳减排项目,量化结果显示炭基肥项目可带来可观的减排量,且旱作农田的净碳汇效应高于稻作农田,优化炭基肥生产工艺条件下工厂-农田集约化运营模式获得的碳汇量显著高于未优化工艺条件下的农民主体的项目模式。研究表明未来应当关注和开发区域尺度不同类型炭基肥施用下氧化亚氮和甲烷减排因子以及土壤固碳因子。     

不同配比炭基肥对玉米生长、土壤养分及呼吸的影响

为了探索适合种植玉米施用的生物炭基肥料,采用箱式试验研究了生物炭、复合肥料及不同配比的炭基肥对玉米生长、土壤全氮、有效磷、速效钾、土壤呼吸的影响。结果表明:不同配比的生物炭基肥均较单施生物炭或单施复合肥对玉米植株干物质积累、土壤全氮、有效磷、速效钾有一定促进作用。不同配比的炭基肥处理中,肥炭比为8∶2或7∶3对玉米植株生长及提高土壤性状较突出,为较优炭基肥比例。生物炭和生物炭基肥对土壤呼吸均有一定促进作用,这可能是生物炭自身特殊的性质与结构发挥的作用。     

我国生物炭基肥生产工艺与设备研究进展

炭基肥作为一种新型绿色环保肥料,其生产工艺及加工设备大多还在沿用有机肥生产的工艺与设备。介绍了目前生物炭基肥的生产工艺及设备研究进展,重点对国内炭基肥造粒配方及工艺进行了总结、归纳分析,并对主要的炭基肥造粒设备进行了分析,在分析造粒设备工作原理、技术参数、造粒工艺及其主要影响因素的基础上,指明了炭基肥造粒设备的研发方向。