生物质炭对紫色土耕地土壤中溶解性有机物含量和组成特征的影响

选取位于长江上游低山丘陵区的四川盐亭石灰性紫色土和重庆忠县中性紫色土的两种典型耕地(旱地和菜地)土壤,添加0.5%~3.0%生物质炭并经过老化作用,研究生物质炭添加对土壤中可水提的溶解性有机物(DOM)性质的影响。DOM的含量与组分特征分别以溶解性有机碳(DOC)浓度和光谱学特征参数表征。结果表明,石灰性和中性紫色土旱地不添加生物质炭的对照土壤中DOM的平均含量分别为43、65 mg DOC·kg~(-1),相应菜地的对照土壤分别为110、105 mg DOC·kg~(-1);加炭后DOM含量随投加量呈非单调性变化。石灰性和中性紫色土菜地土壤DOM的芳香性和腐殖化程度明显高于旱地土壤。三维荧光光谱的平行因子分析表明,土壤DOM由两种土壤有机质源的类腐殖质组分及一种类色氨酸组分构成,菜地土壤中各组分的含量都明显高于旱地土壤,也具有更高的芳香性和腐殖化程度。综合多种光谱学分析的结果发现,加炭并经过老化后,土壤DOM的组分特征并无明显变化。     

蓝藻与木屑混合炭化制备燃料炭研究

该研究以蓝藻与木屑压缩混合物为原料,经粉碎干燥处理后,进行热解炭化制备燃料炭,考察了升温速率、炭化时间、炭化温度等因素对炭化实验的影响。结果表明,在不同炭化条件下获得的燃料炭的得率和热值差异较大,且获得燃料炭的燃烧性能较未炭化原料有很大提升;蓝藻与木屑混合物制备燃料炭较为适宜的工艺条件为:升温速率为10℃/min,炭化温度为350℃,炭化时间为40min,在此条件下燃料炭得率可达57.9%,热值可达17.4 MJ/kg,其热值比普通生物质材料(10MJ/kg)提高了0.7倍。     

生物质炭改良土壤研究进展

综述了生物质炭的生产原料和基本性质,分析了生物质炭对改善土壤理化性质的作用、改善土壤微生物环境的作用、土壤重金属和有机污染的修复作用等原理及应用,并对其在土壤改良中的应用进行了展望。     

不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响

在150～600℃范围内制备生物质炭,并通过室内培养实验研究了施加不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响。结果表明,随热解温度升高,生物质炭比表面积加大,芳香化结构加深。土壤中添加不同温度制备的生物质炭培养400d后,土壤有机碳的含量都有不同程度的增加。土壤有机碳的累积矿化量随热解温度升高而降低,且添加高温(≥400℃)制备生物质炭的土壤CO2累积释放量低于未添加生物质炭的土壤处理;添加低温(<400℃)制备生物质炭增加了土壤腐植酸和胡敏酸含量,而添加高温(≥400℃)制备生物质炭的土壤其腐植酸和胡敏酸含量的变化不显著。另外,添加生物质炭后,土壤H/F皆未发生显著变化,而胡敏酸的E4/E6值则在添加200℃和250℃制备的生物质炭时显著高于其他处理,添加500℃和600℃制备的生物质炭时显著低于其他处理。     

几种生物质热解炭基本理化性质比较

生物炭由生物质材料在无氧或缺氧条件下经高温裂解形成,是土壤改良和废弃物处理的良好改良剂。选取五种生物质原料(大豆秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆、稻壳和松针,均为农林废弃物),经300、400、500、600和700℃热解2 h,测定其结构及理化性质。研究结果表明,生物炭炭化结构良好清晰;生物质形成生物炭在BET比表面积、T-PLOT微孔容积、p H和阳离子交换量值方面均随热解温度升高而升高,大豆秸秆和玉米秸秆比表面积在700℃时达到最高;平均孔径随热解温度升高有一定程度下降;700℃下水稻秸秆和稻壳形成生物炭具有最高硅含量。除松针炭外,其余各生物炭呈碱性。     

生物质炭在土壤中的降解特征

添加生物质炭至土壤中进行室内培养试验,模拟研究生物质炭在土壤环境中的降解特征.结果表明:生物质炭在土壤环境中有较高的稳定性,其降解的半衰期约为玉米秸秆等普通植物生物质的20多倍,但生物质炭在土壤中的稳定性低于活性炭;生物质炭的稳定性与其本身的化学组成有关,随含碳量的增加而增加;淹水条件比非淹水条件下生物质炭具有更高的稳定性,说明在水田中施用生物质炭更有利用于土壤碳的固定,具更高的增碳效果;由生物质炭引入的黑碳物质在土壤中随培养时间的延长,其颗粒逐渐变小,由轻组分逐渐向重组分转化.     

生物质原料及炭化温度对生物炭产率与性质的影响

本研究以竹片、山核桃壳、水稻及油菜秸秆等4种生物质为原料,通过热重分析研究各生物质材料性质与热解特性及生物炭产率之间的关系;并在300～700 ℃下热解6 h制备生物炭,分析生物炭的元素组成及官能团结构。结果表明,在低温段（300～400 ℃）,生物质材料中的纤维素、木质素等组分对生物炭产率影响较明显,木质素含量高的材料产率较高;而400 ℃以上则是灰分含量对生物炭产率影响较大,水稻及油菜秸秆由于灰分含量高,其400 ℃以上的生物炭产率高于竹片及山核桃壳。随着炭化温度的升高,生物炭灰分含量增加,无灰基的碳含量增大,稳定性增强;仅水稻秸秆炭由于灰分含量较高,在高温（500～700 ℃）条件下仍有部分含氧官能团存在。综上,生物炭在一定温度下的产率取决于生物质材料来源,而生物炭的稳定性则主要由炭化温度决定,且温度越高,性质越稳定。     

虾壳生物炭对Cd-As复合污染土壤修复效应及土壤可溶性有机碳含量的影响

为探究虾壳生物炭对Cd、As复合污染土壤的修复效果和作用机制,将小龙虾壳厌氧热解制备成生物炭,通过土壤静态培养实验,在广东酸性和新疆碱性Cd、As复合污染土壤中添加不同剂量的虾壳生物炭(质量比为0.5%、1%和3%),研究虾壳生物炭对土壤理化性质、Cd-As有效性和形态分布特征的影响,同时分析其对土壤可溶性有机碳的影响。结果表明:施加虾壳生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷含量(P0.05),增幅随生物炭添加量的增加而增大。与不加生物炭的对照相比,添加0.5%～3%虾壳生物炭可使酸性土壤有效态Cd含量显著降低15.76%～26.50%,却使有效态As含量增加11.64%～24.53%;而生物炭添加可显著降低碱性土壤中有效态As、Cd含量(P0.05),降幅分别为3.51%～8.12%和4.43%～28.90%。在土壤As、Cd形态分布上,添加虾壳生物炭增加了土壤中钙结合态As的比例,促进了土壤Cd由可交换态向残渣态转化。此外,添加虾壳生物炭显著提高了土壤可溶性有机碳含量,且土壤可溶性有机物的紫外光区吸收强度和芳香化程度有所增强。研究表明,虾壳生物炭可降低碱性土壤中Cd、As有效性,同时提高土壤养分含量,是一种绿色可持续的土壤钝化修复材料,具备碱性土壤Cd、As复合污染修复的潜在应用价值。     

生物质炭对砖红壤性质与养分及硝化作用的影响

土壤性质制约着作为氮转化重要环节的硝化作用,生物质炭显著影响与硝化作用密切相关的土壤性质,可能对硝化作用产生影响。本文利用培养试验研究生物质炭对砖红壤性质及硝化作用的影响。试验设生物质炭+淹水、生物质炭+75%田间持水量、空白+淹水及空白+75%田间持水量4个处理。研究表明,生物质炭能显著提高土壤pH值和有机碳含量以及N、P、K养分元素的有效性。水分条件差异影响生物质炭的作用效果,淹水更利于提高砖红壤的pH值,但显著降低了磷的有效性。添加生物质炭后,土壤硝化作用进程加速,硝化彻底。在利用生物质炭改良砖红壤时,应根据土壤改良目的调整土壤水分,以防硝态氮淋失风险和氨挥发的可能。     

秸秆生物质炭改良土壤的可行性探讨

生物质炭具有丰富的阳离子交换量、比表面积、孔隙结构等理化特性,可以有效改善土壤结构性状,提高土壤养分的有效性,有助于农业废弃资源的无害化利用。     

不同处理对生物质炭与活性有机物质矿化行为的影响

生物质炭施入土壤后能够降低土壤有机碳的矿化程度。将400 ℃热解制得的生物质炭分别用酸、碱、醇、水四种溶液进行清洗,尽可能减少生物质炭制备过程中产生的热解副产物对研究矿化行为的影响。用洗脱后的生物质炭与活性有机物质(葡萄糖、谷氨酸)在室温下恒温避光培养,以CO₂释放量为指标,探讨不同洗脱方法对生物质炭与活性有机物质的矿化行为的影响。结果表明,短期培养110 d后,经过不同洗脱处理的生物质炭的矿化行为存在差异,生物质炭与活性有机物质共培养的CO₂累积释放量均低于活性有机物质单独培养的处理,证明生物质炭对活性有机物质具有一定的保护作用。生物质炭与活性有机物质之间存在相互作用,这种相互作用受生物质炭表面性状、活性有机物质的浓度和种类的影响,并且在培养初期表现为相互促进矿化,培养一段时间后则表现为共稳定机制。     

杠柳根皮化学成分生物活性的研究

对杠柳根皮组织化学成分生物活性的测定研究结果表明：单体化合物Ⅱ（香草醛乳糖苷）在使用浓度为3．0～6、0mg／mL时对小麦、油菜具有强的抑制生长活性;当浓度降低到0、75mg／mL时,反而对油菜种子具有促进萌发和刺激生长的作用、单体化合物Ⅲ（杠柳苷E）和Ⅳ（强心苷类）对麦二叉蚜具有较强的触杀活性,对粘虫具有胃毒和拒食活性、     

有机肥中有机质检测氧化校正系数的研究

NY525-2012《有机肥料》标准中有机肥有机质测定氧化校正系数为1.5,该设定导致检测时一些有机肥有机质的含量增大,有的甚至超过了100%。为使有机肥料现行标准中有机质氧化校正系数更加细化、精确化,选取有代表性原料样品进行测试。结果表明:NY525-2012中有机质测定氧化校正系数定为1.5较为笼统,按照基本资源氧化校正系数在1.32%~1.51%,派生资源氧化校正系数在1.30%~1.45%,可利用资源氧化校正系数在1.35%~1.47%。     

Sorption of Organic Compounds in Soil Organic Matter

Soil orgain matter(SOM) is the predominant component for sorption of hydrophobic organic compouds in soil and sorption by SOM ultimately affects chemical fate and availability in soil,and the degree of remediation success of contaminated soils.This paper summarizes the latest development on sorption of organic compounds in soil(natural)orgainc matter,addresses four sorption mechanisms:surface adsorption,solid-phase partitioning,dual-mode sorption,and fixed-pore sorption model,and presents future research directions as well.     

敦化大桥泥炭土有机质及其组分研究

研究了敦化市大桥乡裕家泥炭地泥炭土的有机质及其组成成分变化。结果表明：该地泥炭土有机质含量在40．25％－68．75％之间，平均为58．3％，泥炭有机组分以腐植酸为主；与其他地区草本泥炭相比，半纤维素含量偏高，纤维素，易水解物和不被水解物含量偏低。     

四种生物质炭的表面特性及其对水溶液中镉-阿特拉津的吸附性能研究

选用甘蔗叶、木薯杆、水稻秸秆和蚕沙作为原料,分别在300、700℃下限氧控温热解制备生物质炭,采用电镜扫描(SEM)观察生物质炭表面孔隙结构,用红外光谱(FTIR)、Boehm滴定方法对表面官能团的种类和含量进行分析,并研究不同生物质炭在不同镉(Cd)-阿特拉津(AT)初始浓度、不同p H值下对Cd、AT的吸附特征。结果发现,同种原材料制备的生物质炭,高温条件(700℃)热解与低温(300℃)相比,表面的官能团数量较少,但孔隙结构更加明显。不同生物质炭对Cd和AT的吸附符合准二级动力学方程,拟合系数均大于0.998。生物质炭能有效吸附水溶液中的Cd和AT,初始浓度越大,吸附量越大,且高温炭的单位吸附量大于低温炭。相同材料制备的生物质炭在溶液p H=6时对Cd的吸附量高于p H=4时的吸附量,而对AT的吸附能力则是在低p H值时较大。高温制备的水稻秸秆炭和蚕沙炭对Cd的吸附效果较明显,甘蔗叶炭对AT的吸附量最大。     

有机无机肥料配合施用对草甸暗棕壤有机质含量及作物产量的影响

经过20年长期定位试验,研究施用不同种类肥料对草甸暗棕壤有机质含量及作物产量的影响。结果表明:长期不施肥使土壤有机质含量持续下降;长期单施NP化肥能有效缓解有机质含量下降的趋势;长期单施有机肥以及有机、无机肥料配合施用能有效地提高土壤有机质的含量。尤其是有机、无机肥料配合施用不仅能有效提高土壤有机质的含量,并且在产量上较无肥及单施肥料的处理有明显的增产效果。     

土壤活性有机质的研究现状与展望

概述了国内外土壤活性有机质研究进展,包括活性有机质的概念,活性有机质与土壤养分的关系,活性有机质与土壤性质的关系,及其活性有机质在反映土壤肥力综合评价土壤质量方面的应用,提出了今后土壤活性有机质的研究重点.     

长期轮作施肥对土壤有机质及其组分的影响

研究了长期轮作施肥对土壤有机质及其组分的影响,结果表明：在不施肥耕种条件下,通过粮豆轮作,基本可以维持土壤有机质的平衡,但其活性有机质含量、腐殖酸总量及胡敏酸含量却在不断下降,单施化肥,开始时土壤有机质含量降低,以后随耕种年限的延长,基本可以维持在较低水平,活性有机质、腐殖酸总量、胡敏酸和胡敏素含量降低,富里酸含量提高;施用有机肥处理,特别是施用高量有机肥,有利于提高胡敏酸和胡敏素比例,而减少富里酸的生成,培肥作用较为明显。