农业废弃物制备生物炭方法及应用现状

农业废弃物是指在农产品生产、再生产过程中,由于资源的投入和产出的差异,导致资源利用中物质和能源的流失。农业废弃物产量日益增多,但没有得到合理利用,对环境造成污染。利用农业废弃物制备生物炭是一种有效的资源化利用方式,已成为国内外研究热点。本文主要归纳总结了农业废弃物制备生物炭的4种方法及其优缺点,并对生物炭在土壤改良、环境修复和气候变化的应用进行了分析,以期为生物炭在农业领域的应用开发提供依据。     

生物炭制备及其对土壤理化性质影响的研究进展

生物炭作为一种新型的土壤改良剂和吸附剂,近年来成为农业、环境、能源等领域的关注热点。生物炭是通过有机物质在缺氧的条件下热解形成的,不同的原料及生产条件都会对生物炭的性质产生影响。生物炭能够能够改良土壤,改善土壤的容重、总孔隙度和保水性,还可以调节土壤的酸碱度,增强土壤阳离子交换量（CEC）,提高土壤养分。系统总结了生物炭生产方法、理化特性及其对土壤理化性质的影响,为优选生物炭、提升生物炭产品附加值、促进土壤改良提供理论支撑。     

生物炭及炭基肥影响农田土壤改良效应的研究进展

我国南方农田普遍存在土壤酸化加速、土壤肥力和质量不断下降、土壤微生物群落结构和功能失调等土壤退化现象。近年来,大量研究表明生物炭是一种应用前景广阔的土壤改良剂,而将其与肥料有效结合制成生物炭基肥,将在我国农田酸化土壤改良和作物增产等方面发挥重要作用。本文重点针对生物炭和生物炭基肥在农田生态系统中影响土壤改良的效应进行了综述,旨在为我国南方农田土壤改良和农业生产可持续发展提供参考。     

生物炭在土壤环境中的应用

生物炭具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构和丰富的表面官能团,是一种廉价易得、吸附性能良好的吸附材料,在土壤改良、增加碳汇、污染物质吸附等方面有着巨大的应用价值。该文主要介绍了生物炭的基本性质、改性方法以及其在土壤改良和土壤污染修复中的应用,分析了生物炭对土壤中有机污染物和重金属的吸附机制,为生物炭的大规模应用提供理论依据。     

生物炭基有机肥的优势及其在广西烤烟上的应用探析

近年来,生物炭在农业领域的研究和应用得到了广泛的关注和认可,生物炭基有机肥具有含碳量高、改良土壤、缓释增肥、减少面源污染、促进农林废弃物循环等优点,极适合于烟草等多年生植物的土壤改良。本文主要论述了生物炭基有机肥的优势,并阐述了适合广西烤烟草种植的生物炭有机肥的应用前景,以期为生物炭基有机肥的推广应用提供参考。     

生物炭改良土壤机理及其在我国热区应用前景综述

近年来,生物炭在农业废弃物的有效利用、土壤改良、环境修复等方面发挥着重要作用,日益受到国内外研究者的关注。众多研究结果表明:生物炭可以通过改善土壤结构,提高土壤p H和有机质含量,增加土壤养分有效性,提高土壤酶活性,调控土壤微生物环境,进而改良土壤,促进作物生长。本文从生物炭对土壤物理、化学性质、土壤养分、酶活性和土壤微生物的影响等方面,综述生物炭改良土壤的机理。同时结合我国热带亚热带农业生产现状,从原材料供应和土壤环境条件等方面,分析生物炭在我国热带亚热带地区的应用前景,为生物炭的广泛利用及热带亚热带地区土壤改良提供理论参考和借鉴。     

生物炭对障碍性土壤改良修复的作用机理

生物质固体废弃物在绝氧热裂解条件下转化为生物炭。人类以生物炭的形式完成碳的"捕获"(捕集、捕捉),又通过生物炭的土地利用实现碳的"存储"(封存、固存)。生物炭的土地利用不仅实现了碳存储,且能改良和修复各类障碍性土壤。本文重点阐述生物炭对盐渍土壤、酸性土壤、污染土壤改良修复的作用机理,为生物炭大面积土地利用与障碍性低产土壤改良修复提供理论支撑。     

污泥生物炭在土壤改良中的应用研究

污泥作为污水处理的副产物，随着工业化、城镇化的快速发展其产量在不断地增加，污泥内的有机污染物和重金属给污泥的无害化、资源化带来一定的难度。污泥热解制备生物炭作为近年来新型的污泥处理方式，具有稳定、减量、可循环利用等优势。污泥生物炭是性能良好的土壤改良材料，能够对土壤容重、酸碱度、阳离子交换量、重金属含量等理化性质进行改善，提高土壤肥力，促进植物生长。总结了污泥的成分来源和污泥生物炭热解的生产方式及表征，讨论了施用污泥生物炭对土壤理化性质和重金属含量的影响机制，并分析了目前单一及共热污泥生物炭的研究应用进展，提出污泥生物炭在土壤改良中面临的主要问题及未来的发展方向。     

生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展

近年来,生物炭以其特殊的性质及环境生态效应日益成为众多学科研究的前沿热点,特别是其在酸性土壤改良方面有较大的应用前景.随着中国农业种植方式和结构的不断变化,一些区域的土壤酸化现象逐渐加重.主要从生物炭的性质及其对酸性土壤改良方面的最新研究成果进行了阐述,并对今后生物炭的研究方向进行了展望.     

农用生物炭研究进展与前景

生物炭以其良好的解剖结构和理化性质,广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景,成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文综合分析、评述了生物炭在土壤、作物、农田生态系统等领域应用的主要研究进展及其未来保障中国粮食安全的重要意义,从低碳、循环、可持续视角,客观、辩证地探讨了生物炭在农业上的应用价值及其产业化发展前景。生物炭在修复土壤障碍,提升耕地生产性能和作物生产能力,促进农业可持续发展和保障国家粮食安全等方面具有重要现实意义和应用价值,本文结合中国国情,提出了进一步深入研究与开发生物炭产业的方向与建议,旨在为中国生物炭产业的健康发展提供参考。     

生物炭与农业环境研究回顾与展望

本文综合分析、评述了生物炭在农业环境领域应用的主要研究进展,从生态安全和可持续发展视角,探讨了生物炭对农业生态环境系统的重要影响和潜在价值,并对其应用前景进行了客观、深入、综合的分析。认为生物炭在治理农业面源污染、提升耕地质量、修复重金属污染农田、应对气候变化、维持和稳定农业生态系统功能及保障农业环境安全等方面具有重要意义和应用价值。结合我国农业发展现状,提出了未来生物炭在农业环境领域的研究方向和发展重点,旨在为生物炭的应用及产业化发展提供参考。     

从国际会议看生物炭研究及产业发展动态——第一届生物炭研究与应用国际研讨会述评

我国农业发展已处于历史转折和变革期,绿色低碳发展成为新时期农业发展方向。在此背景下,加强耕地保护和质量提升,推进农业废弃物资源化利用,加快化肥农药减施增效、农业面源和重金属污染综合防治与修复等成为农业发展的重大议题。生物炭是生物质材料在厌氧高温条件下热裂解产生的高度芳香化的富碳物质,其独特物理和化学性质使其在土壤、环境和生态等领域具有广泛应用价值,成为土壤和农业可持续管理的重要途径。通过对第一届生物炭研究与应用国际研讨会进行总结与评述,对会议涉及到的生物炭制备及材料、生物炭与农业、生物炭与生态环境、生物炭与碳氮循环、生物炭与黑土地保护等领域的最新进展做了简要概括,对今后生物炭领域的研究热点进行了展望,以期为生物炭研究及产业发展提供参考。     

生物炭调控农业废弃物堆肥过程的研究进展

生物炭以其富碳多孔的功能性结构而被应用于农业生态环境。总结生物炭的酸碱性、比表面积和孔隙体积、灰分含量和阳离子交换量等主要性质，为其在农业领域的应用提供研究基础。基于此，从生物炭调控堆肥过程、促进物料中有机质的降解及腐熟、减少堆肥过程中的碳损失和氮损失、降低堆肥中重金属的生物有效性以及提高堆肥肥效等6个方面综述了生物炭改善农业废弃物堆肥过程的研究进展，为生物炭在农业废弃物堆肥中的应用提供思路和参考，并对其在堆肥系统中的应用进行了展望。     

生物炭对土壤理化性质及玉米生长影响的研究进展

生物炭具有多孔性、高阳离子交换量和低容重等良好的理化特性,对改良土壤性状及作物生长有一定的积极作用。本文分析了生物炭的特性,探讨了生物炭对土壤理化性质及玉米生长方面的影响,对生物炭今后的研究趋势与前景进行了展望,说明了生物炭在农业领域存在巨大的发展潜力,旨在为生物炭对土壤相关特性及玉米生长方面的影响研究提供参考。     

生物炭在玉米生产上的应用

生物炭作为一种新型技术产品,近年来,随着农业、环境、能源等问题的日益凸显,已逐渐引起了众多学者的重视,对生物炭的研究也成为焦点。生物炭凭借其特有性质,在玉米生产中得到日益广泛应用。当前,国内外学者对生物炭及其在农用方面的应用已开展了许多研究工作,该文综述了生物炭在玉米生产中上应用的研究进展,以为生物炭的推广应用提供参考。     

基于文献计量分析生物炭的发展情况

为了解全球生物炭的研究历程,确定发展态势,本研究基于Web of Science核心合集数据库利用可视化软件,从研究国家和机构、高产作者和高被引文章、来源期刊、研究内容等方面对2000—2020年发表的生物炭文献进行计量分析,并进一步分析2020年的相关文献以确定热点话题。结果表明,生物炭的发文量逐渐增加,中国累计发文量远超其他国家;发文的主要机构中佛罗里达大学发文质量最高;主要发文期刊有Bioresource Technology、Chemosphere等;研究重点分为生物炭应用于污水处理、土壤改良、生物炭结构和功能探寻和生物炭的制备4个聚类;研究热点主要是生物炭材料的修饰改性及机理探寻等;关于改性生物炭的环境风险、生物炭的吸附能力与机制等相关话题近年来热度变高。     

生物炭改性及其在农田土壤重金属修复中的应用研究进展

当前农田土壤重金属污染现象十分严重,给农产品与食品安全带来严重威胁。生物炭因其特殊的结构及表面活性,加之原材料来源广、制备简单且环保,故在农田土壤重金属修复中受到越来越多的关注及应用,但初始生物炭对土壤重金属的固持效果还未达到理想状态。因此,对生物炭进行各种改性以提高其对重金属的固持效率已成为土壤污染修复领域的一个研究热点。综述国内外在生物炭热解前、共热解和热解后(化学浸渍、物理球磨和辐照)等多种改性方法与吸附、络合反应、沉淀等修复重金属机制方面的研究进展;并从改性生物炭的应用对农田土壤中重金属及其他理化性质、生物性状和农作物生长的影响等方面来诠释改性生物炭的研究意义;最后提出了可将生物炭磁性改性与共裂解、球磨改性等技术有机结合,在未来实践中利用磁性技术将施用时间较长、吸附饱和的生物炭进行回收,实现改性生物炭安全、高效、灵活应用,为改性生物炭的后续研究和应用提供理论基础和技术支撑。     

生物炭的研究现状与对策分析

生物炭也称生物质炭,是生物质原材料如植物组织、果园枝条、农作物废弃物、动物骨骼等在厌氧或缺氧的条件下,高温裂解炭化而成的一种富碳产物。生物炭技术作为新兴的综合技术,已成为全球农业、生态和碳减排等领域研究的前沿热点。介绍了生物炭的基本特性,并对其在农业生产和生态环境方面的应用研究进行了综述,最后分析了生物炭研究中存在的问题并提出了相应的对策,希望为生物炭技术的应用和推广提供一定的参考。     

生物炭对土壤的改良作用及对种植业的影响

生物炭是生物质在缺氧的环境下,经高温热裂解生成的多孔性炭质材料,近年来被应用在土壤改良、农业生产及促进农业废弃物利用等方面,其发挥的作用越来越受到关注。总结了施用生物炭对土壤的改良作用及对种植业的影响。国内外研究表明:施用生物炭能够减小土壤容重,增加土壤的通气量;通过生物炭的亲水性及发达的空隙,增加根际区水分的滞留,增加土壤含水量;通过生物炭表面丰富的羰基、酚基、醌基等基团,增加土壤的吸附能力和交换活性,增加土壤CEC,增加养分利用效率;另外,通过向土壤中施入生物炭,可以提高微生物多样性、土壤微生物丰度及土壤酶活性,进而增加土壤生物活性,促进土壤有机质的降解及养分的转化,最终为作物的生长创造良好的环境,显著地提高作物产量。     

稻壳生物炭施用方式对土壤理化特性及烤烟产质量的影响

以稻壳制备的生物炭为试验材料，以云烟87为供试烤烟品种，探究了在常规施肥基础上采用不同方式(垄面撒施、移栽穴撒施、条施、全田翻耕撒施)增施稻壳生物炭对植烟土壤改良、烟草生长发育及产质量的影响，以不施生物炭作对照，以期为生物炭在烟草种植及烟田土壤改良方面的应用提供依据。结果表明：采用不同方式施用生物炭对植烟土壤肥力和烤烟产质量均有显著影响，其中，全田翻耕撒施的效果最优，显著增加了烟田土壤的碱解氮、速效钾含量和最大田间持水量，与CK相比分别增加了23.78%、51.31%和11.54个百分点，土壤容重降低了0.16 g/cm³；烤后烟叶的总碱、总氮、总糖、还原糖、氯离子、糖碱比和上等烟比例显著上升。