生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响

为了探讨生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响,减少黑土中硝态氮的淋失、提高氮肥利用率以及为农业废弃物资源化利用提供理论依据,采用培养试验,应用Langmuir方程和Freundlich方程,研究了添加不同来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和不同添加比例(0.6%、1.2%、3.6%、6%)生物质炭对黑土中硝态氮(NO_3~--N)的吸附和解吸特征。结果表明,施用生物质炭可增加黑土对NO_3~--N的吸附量,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3~--N的吸附量最大;施用玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3~--N的吸附量最大(实际最大吸附量为0.929 mg·g~(-1)),施用松木生物质炭的黑土对NO_3~--N的吸附量最小(实际最大吸附量为0.578 mg·g~(-1))。施用生物质炭可降低黑土对NO_3~--N的解吸率,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3~--N的解吸率最低;添加玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3~--N的解吸率最低,添加松木生物质炭的黑土对NO_3~--N的解吸率最高。不同生物质炭对NO_3~--N的吸附能力表现为玉米秸秆稻壳松木;对其解吸能力表现为玉米秸秆稻壳松木。生物质炭及添加生物质炭的黑土对NO_3~--N的吸附过程符合Langmuir方程。     

金霉素在不同耕作棕壤中的吸附与解吸研究

[目的]阐明棕壤对金霉素的吸附行为特征。[方法]参照OECD Guideline 106,采用批平衡试验方法,研究了金霉素在不同耕作条件棕壤中的吸附与解吸行为。[结果]金霉素在棕壤中的吸附行为可以用Freundlich和Langmuir模型进行良好的线性拟合,所得lgKf值在2.962~3.014;滞后系数平均为0.021 9~0.033 5。[结论]金霉素在棕壤中的吸附能力较强,吸附机制属于物理吸附;金霉素在4种棕壤中的解吸过程均具有一定的滞后效应;4种土壤中金霉素的吸附参数Kf值与土壤有机质含量呈显著正相关。     

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。     

巢湖流域农田土壤磷吸持指数及吸持饱和度特征

农业活动对水体磷污染的影响已成为公众关注的焦点。土壤对磷具有一定的固定能力，可以采用土壤磷吸持指数（PSI）和吸持饱和度（DPSS）来表征土壤中的磷向水体释放的风险。对巢湖流域各类土壤的研究表明，土壤的固磷能力相比太湖及国外其他地区普遍较低，红壤和石灰岩土的固磷能力相对较强，而紫色土的固磷能力最弱。土壤磷的吸持饱和度和吸持指数之间存在显著的负相关关系，吸持指数较高的红壤和石灰岩土，其土壤磷吸持饱和度表现较低；而紫色土对磷较容易饱和，磷吸持饱和度普遍偏高。已有30%的土壤其磷吸持饱和度超过25%的流失临界值，应重视其可能对环境造成的影响。     

施玉米秸秆生物质炭对土壤腐殖质组成和结构特征的影响

生物质炭是黑碳的一部分,与腐殖质碳同为土壤有机碳慢库的组成部分,对土壤固碳、土壤肥力和环境解毒有重要作用。通过培养试验研究了土壤添加玉米秸秆生物质碳360 d后对土壤腐殖质组成及其结构特征的影响。结果表明:土壤添加生物质炭后,土壤有机碳和胡敏素含量随生物质炭用量的增加而增加,胡敏酸及富里酸含量随生物质炭用量增加而降低,可提取腐殖质中胡敏酸的比例差异不显著。施用生物质炭使土壤胡敏酸的色调系数下降、相对色度提高,H与C物质的量比和O与C物质的量比降低,高温放热与中温放热比值和高温失重与中温失重比值上升,施用生物质炭促使黑土胡敏酸的分子缩合度升高,氧化度下降,热稳定性提高,使胡敏酸分子结构复杂化,有利于土壤有机碳的稳定。     

土壤砷的吸持研究

本文对土壤砷的吸附行为进行了综述，包括吸附反应、影响因素，且对砷的吸附研究进行了展显。     

施用玉米秸秆生物质炭对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

为探究不同施加量生物质炭对黑土中腐殖质组成和胡敏酸(Humic acid,HA)结构的影响,进行了盆栽试验研究,设置4个处理,分别为空白,生物质炭施加量为6、12、24 t·hm~(-2)。结果表明:施加生物质炭3年能明显提高土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量,SOC随施加生物质炭量增加而提高,不同处理SOC含量较空白分别上升3.61%、13.40%和30.64%;不同处理水溶性物质(Water-soluble substances,WSS)中有机碳含量较空白分别上升30.88%、86.29%和116.18%;不同处理胡敏素(Humin,Hu)中有机碳含量较空白分别上升5.44%、19.46%和51.16%;不同处理HA中有机碳含量较空白分别上升7.89%、13.60%和25%;不同处理富里酸(Fulvic acid,FA)中有机碳含量较空白降低13.11%、24.60%和45.90%。施加生物质炭3年,能使HA分子结构发生变化。相较于空白,不同处理H/C摩尔比值分别降低0.01%、0.03%和0.05%;相对于空白,不同处理O/C摩尔比值分别降低0.05%、0.11%和0.17%,不同处理在2920 cm~(-1)处相对强度分别提高0.38%、0.41%和0.49%,在1620 cm~(-1)处相对强度分别提高0.94%、0.24%和0.39%。施用生物质炭能提高HA缩合度,降低HA的氧化度,增加HA的脂族性和芳香性,使HA结构复杂化。     

生物质炭基肥对玉米生长发育及产量的影响

为促进作物生长,提高土壤保水保肥能力和肥料利用率,采用生物质炭与化肥配合制备生物质炭基肥,以常规施肥为对照,通过田间多重比较试验,研究不同处理的生物质炭基肥对玉米生长发育及产量的影响。结果表明:施用生物质炭基肥可有效促进玉米的生长发育,缩短生育周期,改善玉米产量性状,进而达到增加产量的目的。其中,A5处理试验效果最佳,生育周期缩短了7d、株高增加9.0cm、穗位高度提升2.6cm、穗长增加0.7cm、行粒数增加2.2粒、百粒重增加4.0g、玉米产量达14 924kg·hm~(-2),增产率为8.48%。     

金霉素在粉质黏壤土中的吸附与解吸行为研究

[目的]研究金霉素在粉质黏壤土中的吸附与解吸行为,评估其环境风险。[方法]采用批平衡试验研究初始浓度分别为10、20、30、40和50 mg/L金霉素在土壤中的吸附-解吸行为。[结果]吸附-解吸试验数据能够用Freundlich模型进行很好的拟合（R2=0.980）,并观察到土壤吸附-解吸滞后现象发生,说明部分金霉素能紧密吸附在土壤颗粒上,在解吸过程中没有被解吸,滞后系数H为0.60。计算了有机质引起的自由能的改变,ΔGom=-20.00 kJ/mol,表明吸附是一个自发的过程,为物理吸附。金霉素在粉质黏壤土中的吸附系数为3 070 L/kg。[结论]金霉素流动性较低,吸附在土壤上的吸附能力较强。     

不同培养条件下生物炭对磷吸附解吸能力的影响

将350℃和600℃2种不同裂解温度下的芦苇秸秆生物炭作洗涤和未洗涤处理后,与巢湖十五里河河口湿地土壤进行网隔培养,培养的水分处理分为:淹水、干湿交替和75%田间持水量,共得到12个样品。对培养后生物炭进行磷素吸附-解吸实验,采用Langmuir和Freundlich吸附模型分析处理3种水分培养后的生物质炭对磷的吸附-解吸差异。结果表明:吸附量均随磷平衡浓度的增加而增大,且淹水的吸附量远远大于75%田间持水量。Langmuir和Freundich方程均能很好地描述12种不同处理的生物质炭对磷的等温吸附过程。淹水的各个拟合参数均高于干湿交替和75%田间持水量。解吸量均随添加磷浓度的增大而增大,解吸率随添加磷浓度的增加而减少。淹水的解吸量和解吸率均高于干湿交替和75%田间持水量。     

生物炭对杉木人工林土壤磷素吸附解吸特性的影响

为了改善磷素吸附作用,提高磷在杉木人工林土壤中的利用率,又防止解吸过度引起土壤磷素淋溶造成资源浪费,以杉木树叶和树干为原料,分别在300℃和600℃下制备4种生物炭:300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)和600℃木屑炭(BW600),分别向土壤中加入0%、2%、4%、8%比例的生物炭,完成吸附解吸试验。结果表明,制备原料和温度对生物炭的成分和性质有决定性的作用,杉叶生物炭pH值、灰分含量、有效磷等的含量显著高于木屑生物炭,且高温炭大于低温炭,其中BL600生物炭pH值、灰分含量及有效磷含量最高;Langmuir模型能很好地拟合生物炭添加后红壤磷素的吸附过程,在低磷浓度时生物炭添加对土壤磷素吸附作用的影响不大,高磷浓度时则促进吸附作用;其中杉叶炭促进土壤磷素吸附的作用大于木屑炭,高温炭大于低温炭,2%和4%的生物炭添加量促进土壤磷素吸附,但8%的添加量会降低土壤对磷的吸附作用;生物炭添加在一定程度上降低了土壤磷素的解吸率,其中木屑炭降低的作用大于杉叶炭;因此建议在磷浓度较高的杉木林人工土壤中添加中低量的BL600,在磷浓度较低的杉木林人工土壤中添加大量的BL600,土壤富磷时能够增强吸附作用,减小土壤磷素淋溶风险,土壤缺磷时增加解吸率来提高土壤磷素利用率。     

Effect of Crop-Straw Derived Biochars on Pb(II) Adsorption in Two Variable Charge Soils

Two variable charge soils were incubated with biochars derived from straws of peanut, soybean, canola, and rice to investigate the effect of the biochars on their chemical properties and Pb(II) adsorption using batch experiments. The results showed soil cation exchange capacity (CEC) and pH significantly increased after 30 d of incubation with the biochars added. The incorporation of the biochars markedly increased the adsorption of Pb(II), and both the electrostatic and non-electrostatic adsorption mechanisms contributed to Pb(II) adsorption by the variable charge soils. Adsorption isotherms illustrated legume-straw derived biochars more greatly increased Pb(II) adsorption on soils through the non-electrostatic mechanism via the formation of surface complexes between Pb(II) and acid functional groups of the biochars than did non-legume straw biochars. The adsorption capacity of Pb(II) increased, while the desorption amount slightly decreased with the increasing suspension pH for the studied soils, especially in a high suspension pH, indicating that precipitation also plays an important role in immobilizing Pb(II) to the soils.     

壳寡糖与金霉素在肉仔鸡生长性能上的对比效应

试验选用400羽1日龄健康肉公雏[初始体重为(43.0±0.4)g]以研究壳寡糖与抗生素(金霉素)对肉仔鸡生长性能的对比效应。试验鸡按完全随机区组设计分为4个处理,每个处理5个重复,每个重复20羽鸡。处理1为金霉素组,其前期(1~21日龄)和后期(22~42日龄)添加量分别为80 mg/kg和50 mg/kg;处理2至4为壳寡糖组,3组前期添加量分别为50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg,后期添加量同前期。试验期为42 d,分别在21日龄和42日龄计算肉仔鸡的平均日增重、日采食量和饲料转化效率。结果表明,4个处理肉仔鸡在1~21日龄时平均日增重和日采食量差异均不显著(P>0.05)。当壳寡糖水平为100 mg/kg和150 mg/kg时,22~42日龄和1~42日龄的肉鸡日增重和日采食量均显著高于金霉素组(P<0.05)。壳寡糖和金霉素组肉鸡之间的饲料转化效率差异不显著(P>0.05),但随着壳寡糖剂量的增加,22~42日龄和1~42日龄肉鸡的饲料转化效率呈现出改善趋势(P=0.10;0.16)。由此可知,肉仔鸡日粮中添加一定水平的壳寡糖具有较好的促生长效果并能用于替代肉鸡日粮中的金霉素,本试验获得的最佳添加量为100 mg/kg。     

外源复合菌系对堆肥纤维素和金霉素降解效果的研究

采用野外堆肥装置,通过在以鸡粪和秸秆为原料的高温堆肥中加入经过驯化构建的具有降解纤维素和金霉素双重功能的复合菌系,研究了接菌处理对提高堆肥效率和降解抗生素类兽药污染物的效果.结果表明,该复合菌系对纤维素降解有明显的促进作用,接菌处理堆肥中的纤维素含量到堆肥结束时从开始的22.00%减少到8.25%,减少了62.5%,而CK和CK+金霉素两个未接菌处理分别减少了54.28%和53.78%.同时,高温堆肥过程本身对金霉素就具有一定的降解作用,CK和CK+金霉索两个未接菌处理对金霉素的降解效果差异不大,降解率在60%左右;接种复合菌系处理的金霉素降解率达82.23%,显著高于CK和CK+金霉素两个未接菌的对照处理.     

六氯苯在红壤和黄泥土上的依时解吸特征

采用批量平衡实验和动态实验的方法,研究了六氯苯在红壤和黄泥土上的吸附和依时解吸特征。结果表明,六氯苯在红壤和黄泥土上的吸附与解吸行为可用Freundlich方程进行拟合,并表现非线性特征。六氯苯从这两种土壤上解吸的过程受解吸时间的影响,随着解吸时间的延长,六氯苯吸附等温线与解吸等温线的差异变大,表现出一定的滞后效应。用不同方程对滞后系数H和λ进行量化发现,随着解吸时间的延长,和吸附强度有关的参数Kdes如逐渐增大,滞后效应增强。     

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。     

The Influence of Biochar on Growth of Lettuce and Potato

Pot experiments were conducted in a glasshouse to determine the growth pattern of lettuce, true potato seedlings （TPS） and single node cuttings of TPS in response to biochar. The treatments were arranged in a randomized complete block design with 5 treatments （0, 10, 30, 50 and 100 t ha^-1） ofbiochar from greenwaste with 5 replications in lettuce, 10 in TPS and 5 in single node cuttings of TPS. The observations recorded on growth parameters showed that biochar had significant effect on growth of lettuce but no consistent effect on growth of TPS and single node cuttings. Among the biochar rates, 30 t ha^-1 had the greatest influence on overall growth of lettuce. The pH and electrical conductivity increased as the biochar rates increased in all experiments. These results provide an avenue for soil management system by using biochar as an amendment in horticultural crops. However, their verification in the field is important for specific recommendations.     

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。