玉米秸秆炭化产物的性能及应用

以玉米秸秆为原料,在最终炭化温度为450 ℃、平均升温速度为150 ℃/h的条件下对其进行炭化,研究了炭化产物的成分和性质.结果表明,玉米秸秆炭的灰分和固定碳质量分数分别为13.23%和77.05%,比表面积为158 m2/g,并富含作物生长必需的多种营养元素,其中氮、磷、钾质量分数较高,分别为9.24×10-3、4.38×10-3、2.90×10-2 ;玉米秸秆醋液是一种组分复杂的混合物,主要有机成分是酸类、酚类、酮类和醛类物质,质量分数分别为21.76%、19.62%、15.87%和14.24%.以玉米秸秆炭为材料,以蛭石、煤渣和鸭粪基质为对照(V(蛭石)∶ V(煤渣)∶ V(鸭粪)=1∶ 1∶ 1),研究了玉米秸秆炭、蛭石、煤渣、鸭粪不同配比的复合基质对番茄生长的影响.结果表明,番茄长势(尤其是前期)较好的基质配比为V(玉米秸秆炭)∶ V(蛭石)∶ V(煤渣)∶ V(鸭粪)=6∶ 1∶ 1∶ 1,且在定植20 d时,番茄株高、最大叶面积和茎粗指标分别提高了11.11%、57.21%、32.81%.     

不同比例生物炭替代泥炭栽培基质对西瓜幼苗生长的影响

[目的]研究得到替代泥炭的最佳生物炭育苗基质配比。[方法]以生物炭、泥炭、椰糠、蛭石和珍珠岩为基质,按照生物炭和泥炭的不同配比,研究基质理化性质差异及其对西瓜幼苗生长的影响。[结果]随着基质中生物炭比例的增加,基质容重和持水孔隙降低,pH、总孔隙度增大,且其值均在育苗基质适宜范围之内;各处理间西瓜幼苗出苗率无显著差异,株高、茎粗、地上部鲜重、壮苗指数和根系活力均呈先增大后减小的趋势,西瓜幼苗各生长指标以T_2处理(生物炭∶泥炭=2∶3)为最佳,高于纯泥炭基质的CK。[结论]可用一定比例生物炭替代泥炭,在对基质水分和养分条件起到一定的协调作用的同时促进幼苗生长。     

炭化秸秆还田量对土壤肥力与作物生长的影响

随着秸秆资源化利用技术的发展,秸秆炭化制成生物炭还田引起了广泛的关注。文章采用室外 盆栽的方式,以大豆为目标作物,设置5 个生物炭还田比例,研究了炭化秸秆还田量对土壤肥力以及作物生 长的影响。结果表明,不同炭化秸秆还田量均可提高土壤肥力,促进作物生长,但其作用程度存在显著差异。 土壤和作物对高还田炭量表现出较强的适应能力,还田质量比为30% 时具有最强的氮磷保留缓释能力和最高 的作物生物量与产量,综合效果最佳。     

油菜秸秆与蓝藻混合堆肥及其产物对玉米生长的影响

为了研究油菜秸秆与蓝藻无害化处理及资源化利用技术,开展了油菜秸秆与蓝藻混合及堆肥盆栽玉米的实验。设置了4组不同比例的油菜秸秆与蓝藻混合高温好氧堆肥处理,根据堆肥腐熟水平和肥效,筛选出油菜秸秆:蓝藻为3:2的处理,将其堆肥盆栽玉米,与施复合肥和不施肥处理比较分析玉米生长及品质指标。结果表明,油菜秸秆和蓝藻按不同比例混合堆肥过程中p H均维持在7~9,符合好氧堆肥对p H的要求,35 d后堆肥GI(germination index)在80%以上,达到完全腐熟标准。油菜秸秆与蓝藻按照3:2混合堆肥腐熟后,C/N从22.9降低为18.4,肥效(N+P2O5+K2O)为6.73%,优于其他各组。盆栽实验结果表明施堆肥和复合肥处理在玉米大喇叭口期株高与叶面积显著高于不施肥处理(P0.05),在玉米收获后株高、穗粗、穗粒数和百粒重、粗脂肪和粗蛋白含量均显著高于不施肥处理(P0.05),但堆肥处理与复合肥处理玉米生长、品质指标没有显著差异。油菜秸秆与蓝藻按照3:2比例混合好氧堆肥,35 d后完全腐熟,在肥效与安全性方面可以替代普通复合肥。     

木薯秸秆生物炭对甘蔗苗期根系生长的影响

开展了木薯秸秆生物炭对甘蔗苗期根系生长的影响,主要通过在苗期温室培养条件下,蔗田土壤中添加不同重量比例木薯秸秆生物炭对甘蔗苗期60 d根系生长的影响。结果表明,在土壤中添加木薯秸秆生物炭可以促进甘蔗苗期根系的生长,添加生物炭显著增加了地上部分与地下部分干物质的比值;另外发现蔗田土壤中添加20.00%重量比的木薯秸秆生物炭可以提高土壤pH值,增加土壤中速效磷和钾的含量,显著提高土壤中的有机质含量。因此,蔗田土壤中添加生物炭促进了甘蔗苗期根系的吸收能力,对土壤的理化性质具有一定的改良作用。     

生物炭及炭肥对玉米苗期性状的影响

本文采用盆栽试验,研究施入化肥、生物炭、生物炭肥对玉米苗期性状的影响。研究表明:生物炭肥、生物炭、化肥对玉米出苗率、植株和根系鲜重、干重、根系活力均较对照有促进作用,且这种促进效应表现为生物炭肥化学肥料生物炭。     

生物炭和腐熟秸秆组配基质对水稻幼苗生长的影响

为应对我国北方粳稻育苗"取土难、难取土"等问题,配制以水稻秸秆及稻壳等稻田废弃物为材料的新型水稻育苗基质,通过对基质的理化性质分析和育苗质量检测,考察新型育苗基质替代传统育苗基质草炭土的可能性。以0%、10%、20%和30%的比例(v/v)将稻壳生物炭加入由腐熟水稻秸秆(33%、40%、50%)、珍珠岩和蛭石配制成的腐熟基质中,配制成生物炭育苗基质,分析其基础性质和对水稻幼苗生长的影响,并对水稻幼苗生长指标与基质的基础理化性质及养分特性进行相关性分析。研究结果表明:生物炭与腐熟秸秆配制的育苗基质物理性状与养分特性表现良好。随着生物炭施用量的增加,基质容重降低17.9%～29.6%,总孔隙度增加36.3%～69.9%,持水孔隙度增加110.1%～143.4%,pH增加0.40～0.57。生物炭的添加显著增加了基质的全碳含量,与不施炭处理相比增加240.1%～457.3%,全氮含量增加50.0%～96.6%,有效磷含量增加19.6%～61.4%,速效钾含量增加186.3%～383.2%。但过高生物炭和腐熟秸秆用量会使育苗基质中碱解氮含量降低,导致秧苗生长受到抑制,因此,水稻秧苗综合性状表现...     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。     

叶面肥对苗期油菜生长特性的影响

通过盆栽试验,研究了叶面肥对苗期油菜生长特性的影响。结果表明,与处理1（清水对照）比较,处理4（营养物质＋复硝酚钠（4mg·L。）和DA-6（4mg·L^-1）＋表面活性剂（S-240,1μL·L^-1））的苗期油菜植株具有最大的生物量（每株0．38g）、叶片长宽增加值（0．69cm×0．60cm）和株高净增量（3．40cm）,其他依次为处理2（营养物质＋表面活性剂（S-240,1μL·L^-1）、处理3（营养物质＋复硝酚钠（4mg·L^-1）和DA-6（4mg·L^-1））、处理5（营养物质＋复硝酚钠（10mg·L^-1）和DA-6（4mg·L^-1）＋表面活性剂（S一240,1μL·L^-1）。与对照相比,各叶面肥处理叶片的叶绿素含量（SPAD值）及光合速率均有升高趋势,处理4增幅最大,分别增加27．8％和23．0％。各叶面肥处理油菜N、K累积量也以处理4最高,分别比对照增加31．1％、31．3％。苗期油菜喷施合适的叶面肥,能够促进其营养生长,增加其生物量。叶面肥中复硝酚钠和DA-6浓度过高反而会抑制苗期油菜生长。本试验条件下处理4是油菜苗期比较好的叶面肥配方。     

玉米秸秆炭与炭化温度和时间的关系

[目的]筛选出最适宜炭化温度和时间条件下的生物炭。[方法]以玉米秸秆为生物质炭制作原料,对比研究不同炭化温度(350、450、550℃)和时间(1.5、2.0、2.5 h)制备的玉米秸秆炭的p H、电导率等特性及有机质、氮、磷、钾等元素含量及其间的相互关系。[结果]玉米秸秆炭有机质含量随炭化温度的升高和时间的延长而降低[62.23%(350℃)48.52%(450℃)35.78%(550℃)];在350℃炭化温度下p H随着时间的延长而增大,450和550℃炭化温度下p H基本保持在10左右;电导率随炭化温度和炭化温度的变化不明显,炭化温度350℃对玉米秸秆炭电导率的影响相对较大。玉米秸秆炭中速效钾含量随着温度的升高和时间的延长逐渐增加,全氮和碱解氮则相反,速效磷含量较高,表现出574.53 mg/kg(450℃)493.75 mg/kg(350℃)283.98 mg/kg(550℃)的变化趋势。[结论]350℃(2.5 h)和450℃(2.0 h)制备的玉米秸秆炭的农业利用预期效应较好,农业价值较高。     

生物炭对大白菜幼苗生长的影响

以2个大白菜品种为试材,在常规育苗基质中添加不同比例的花生壳生物炭或玉米秸秆生物炭,研究生物炭对大白菜幼苗生长的影响。试验结果表明,生物炭添加有助于提升基质的通气性,与常规育苗基质相比增幅为 2.1%~42.1%,显着提升了C/N和速效钾含量,增幅分别为23.9%~131.2%和48.8%~297.2%,同时,生物炭添加降低了基质碱解氮与有效磷含量,降幅分别为10.4%~44.8%和7.1%~20.8%,基质毛管孔隙度降幅为14.0%~19.6%.在花生壳生物炭与常规育苗基质等体积比混合处理中,大白菜幼苗株高、茎粗、叶绿素含量、植株鲜干重及壮苗指数等最高,长势最佳,但出苗率最低。     

轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为研究

秸秆的综合利用日益受到关注,为利用轻度炭化技术制备的生物炭以提高玉米秸秆的燃烧值,降低其运输、储存成本,采用微分热重分析仪(DTG)研究了轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为。结果表明:通过TG-DTG三点法得到生物炭的燃烧点为303.89℃。利用Arrhenius方程,可知玉米秸秆生物炭的燃烧为一级反应,活化能为35.45kJ·mol-1。     

生物炭对铜胁迫下红壤地油菜苗期叶绿素和保护性酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同生物炭添加量(质量分数为0、2%、5%)对铜胁迫(300 mg·kg~(-1))下红壤地油菜(Brassica campestris L.)苗期叶绿素含量、抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]、可溶性蛋白含量及丙二醛含量(MDA)的影响。结果表明:铜胁迫下油菜叶片的叶绿素a、b和总叶绿素含量均有所降低,SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量均增加;随着生物炭添加量的增加,油菜叶片的叶绿素a、b及总叶绿素含量呈上升趋势,油菜叶片的SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量则均呈一定的下降趋势。综合来看,施加生物炭有利于提高红壤地铜污染(300 mg·kg~(-1))中油菜苗期的叶绿素含量,减缓铜胁迫的毒害作用,从而有利于维持油菜正常生长。     

竹炭基质对小青菜生长的影响

以小青菜华王为材料,在草炭蛭石体积比为2:1的常规基质(CK)中添加20%(T1)、25%(T2)、33%(T3)及50%(T4)的竹炭基质,研究竹炭基质对小青菜生长的影响。试验结果表明,添加竹炭后有助于提高基质的孔隙度和pH值,与CK相比,基质总孔隙度增幅为2.4~11.5百分点,pH值增幅为7.6%~25.8%;同时,添加竹炭后降低了基质容重及EC值,与CK相比,基质容重的降幅为12.5%~25.0%,EC值的降幅为12.8%~50.7%。此外,在常规基质中添加竹炭后,影响了小青菜的生长。与CK相比,T1和T2处理显著提高了植株的鲜重、干重、根冠比及叶面积等生长相关的指标,同时,提高了植株叶绿素含量及植株根系活力,而T4处理则在一定程度上抑制了小青菜的生长。以上研究结果表明,在常规基质中,添加25%的竹炭基质,更有利于小青菜的生长。     

玉米秸秆生物炭对尿素分解的影响

为了解生物炭施入土壤后对尿素分解及土壤无机氮积累的影响, 采用两种温度(300 ℃和600 ℃)下热解产生的玉米秸秆生物炭为试验材料, 通过土壤灭菌与不灭菌处理对比, 观察了生物炭施入土壤后对脲酶活性、尿素分解速度、无机氮积累、氨气排放和土壤pH的影响。结果表明:玉米秸秆生物炭在土壤中能够促进尿素的分解, 使外加尿素在2 d内水解完毕, 早于对照处理1 d;NH₄⁺-N积累量和氨气的释放量均高于对照, 短期培养结束后碱解氮含量低于对照。生物炭能够通过刺激土壤氮的矿化作用和微生物对有效氮的固定作用加快氮素的短期循环。     

猪场肥水配制营养液对油菜苗期生长的影响

规模化畜禽养殖废水处理和利用是限制养殖业健康和可持续发展的重要因素,也是我国当前最为重要的污染源之一。为探讨猪场肥水设施蔬菜资源化利用模式可行性,利用工程处理的猪场肥水配制的营养液开展了油菜水培试验研究。结果表明:当猪场肥水稀释6~8倍时,油菜成活率最高;自由水/束缚水数值较高,油菜生长代谢旺盛;叶绿素含量显著高于标准营养液处理(P0.05),且地上部鲜重与标准营养液处理无显著差异。稀释6倍和8倍的猪场肥水油菜硝酸盐含量比标准营养液处理分别降低了89.98%和90.27%。猪场肥水稀释6~8倍后较适宜油菜水培营养需求,这为猪场肥水的合理利用提供了一定的理论依据。     

生物炭对土壤氮磷流失和油菜产量的影响

明确生物炭对土壤氮磷流失和作物产量的影响是生物炭应用技术中的关键问题。采用测筒试验,在20 cm土壤中添加不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)的生物炭,并模拟降雨淋溶后收集测筒淋溶液分析氮磷含量,研究生物炭对土壤氮磷淋溶流失和油菜产量的影响。结果表明:(1)与不施用生物炭处理相比,1.5%生物炭处理极显著降低了TN淋溶损失量、TN淋溶浓度比率、NO~-_3-N淋溶损失量、NO~-_3-N淋溶浓度比率、TP淋溶损失量和TP淋溶浓度比率;各处理间NH~(+2)_4-N和PO~-_4-P淋溶损失量差异不显著。(2)油菜生长期间,TN、NO~-_3-N的淋溶损失量随生物炭施用量增加而减少,且以NO~-_3-N的淋溶流失为主;受施肥和作物生长吸收利用的影响,NH~+_4-N、TP和PO~(2-)_4-P的淋溶流失规律不明显。(3)施用生物炭增加了油菜的产量,主要表现为油菜一次有效分支数、单株有效角果数和每果粒数的增加。     

油菜苗期对硒的生物富集分布

采用土培盆栽、亚硒酸钠补硒、原子吸收法检测,研究了油菜苗期对硒的生物富集分步,结果显示:油菜对硒具有一定的富集和将无机硒转化为有机硒的能力;油菜从土壤介质中吸收富集的硒积累分布于全株,各器官中硒的分布依次为:根>叶>茎;水溶性生物大分子中硒的分布为:蛋白质>多糖>核酸;硒在蛋白质组分中的分布为:球蛋白>清蛋白>醇溶蛋白>谷蛋白,说明油菜所吸收的硒旺盛的参与了新陈代谢,发挥着重要的生理功能.     

油菜秸秆浸提液及残渣对烤烟幼苗生长的影响

为探索油菜秸秆及其浸提液对烤烟幼苗生长的影响,以期为有机烟叶生产研究提供理论依 据,进行了油菜秸秆、油菜秸秆浸提液和油菜秸秆浸提残渣对烤烟幼苗农艺性状、根冠比、根系形态指标、叶绿素、常规光合指标以及POD、SOD、CAT活性和烤烟幼苗根系活力等影响的研究.结果表明,油菜秸秆和油菜秸秆浸提液具有促进烤烟幼苗生长的作...     

泥炭保护根系对不同Pb浓度土壤油菜生长影响的研究

植物在污染环境下的有效生长是实施污染土壤植物修复的关键之一,而在植物根部构建小型生长保护区域,为植物进入污染环境提供一定的生长缓冲空间,将有助于提高植物在污染环境的适应能力,并提高植物修复效率。为此采用盆栽试验,比较泥炭保护根系和直播2种栽培方式处理的油菜在不同Pb浓度土壤中生长情况,研究泥炭保护根系条件下,植物对Pb污染土壤的适应能力,探讨利用泥炭等清洁的有机物质和植物在根部结合消除土壤重金属危害的可行性。结果表明,泥炭保护根系处理比直播处理的苗期油菜平均生物量提高26.28%,在500、1000、2000mg·kg-1的加Pb量的条件下,成熟期油菜地上部鲜重明显高于相应直播处理,分别提高36.70%、51.33%、72.45%,地上部Pb含量比直播处理分别降低50.0%、66.8%和69.9%。泥炭保护根系的措施能有效促进植物生长和减少Pb在植物地上部的积累。