基于猪粪水热炭化的生物炭性能及残液成分分析

为系统研究不同炭化温度条件下猪粪水热炭化规律,本研究以猪粪和发酵猪粪为供试材料,采用水热炭化工艺在系列温度条件下（180、240℃和300℃）制备生物炭,对其元素含量、热稳定性、孔隙结构、表面官能团等理化性质进行表征,并对水热炭化残液进行成分分析。结果表明,猪粪生物炭和发酵猪粪生物炭均具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团等优良特性,其H/C原子比和热失重率均随炭化温度升高而减小,表明热化学稳定性随炭化温度升高而增强。水热炭化残液的成分主要包括有机酸、醇、酯、醛、吡嗪、苯酚等物质,较高炭化温度条件下残液中化合物种类更丰富。与猪粪相比,发酵猪粪水热炭化残液的成分仍然以酚、烯、酮类物质为主,但呋喃、吡啶、吡嗪类毒性化合物消失。研究表明,发酵猪粪在300℃条件下水热炭化的残液用作液态肥料的安全性更高,在资源化利用方面更具优势。     

长期不同施肥管理对稻田土壤有机碳库特征的影响

以19年的长期定位施肥土壤为材料,研究不同施肥管理:不施肥(CK),施无机肥(N、NP、NK、NPK),施有机肥(OM),有机-无机配施(F、F')下稻田耕层土壤有机碳库组分及含量变化.结果表明:不同施肥方式对土壤有机碳及其组分有显著影响,土壤总有机碳(TOC)变化趋势为有机无机配施(平均12.34g/kg)>单施有机肥(平均12.15 g/kg)>无肥(平均10.56 g/kg)>化肥(平均9.78 g/kg);有机肥和化肥配施土壤徽生物量碳(SMBC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)及SMl3(2/TOC、WSOC/TOC、LFOC/TOC均显著高于单施化肥土壤的.与不施肥相比,化肥、有机肥的施用均显著增加了土壤重组有机碳(HFOC)和HFOC/TOC,其中,化肥的施用更有利于土壤重组有机碳(LFOC)的积累.单施有机肥或有机无机配施显著增加了较大粒级(>0.25 mm)水稳性团聚体及其TOC含量,而单施化肥则显著增加了较小粒级(<0.25 mm)及其TOC含量.因此,长期施用有机肥,特别是有机肥与无机肥配施能提高土壤活性碳含量和土壤团聚体稳定性,从而保持和提高了土壤质量和持续生产力.     

长期施肥对河西绿洲灌漠土作物产量及土壤养分自然供给能力的影响

为提高甘肃河西绿洲粮食高产、稳产、高效生产能力及土壤养分资源管理水平,通过设置于甘肃河西绿洲长达25年(19822~006年)的长期肥料定位试验,研究长期施肥对作物产量及土壤养分供给能力的影响。结果表明:连续25年不施用任何肥料或单施氮肥,会导致农田土壤生产能力严重衰退;氮、磷或氮、磷、钾肥配合施用能使作物持续高产、稳产;随试验年限的延续,磷肥、有机肥增产效应逐渐积累,并表现出良好的渐进性和持续性;钾肥在试验开始后最初6年(19821~987年)无显著增产效应,中期具有一定的增产作用(19881~992年),后期14年(19932~006年)显著增产。土壤磷素自然供给能力随试验年限的延续逐渐减小,而钾素的自然供给能力相对稳定。     

猪粪炭对茶园土壤硝化过程及微生物酶活性的影响

为探讨猪粪炭对茶园土壤的改良作用,通过35 d的好气密闭培养实验,研究猪粪炭施加对茶园土壤的硝化过程、温室气体N₂O排放及土壤微生物酶活性的影响。结果表明：施加猪粪炭可以改善茶园土壤的酸性环境,显著提高土壤pH,使其更适宜茶树的生长;茶树是典型的喜铵厌硝植物,较高的硝铵比不利于茶树的生长,低、中量猪粪炭施加显著增加土壤pH,并未促进茶园土壤的硝化作用,且显著降低土壤N₂O累积排放量高达41.2%~58.7%;高量猪粪炭施加显著增加茶园土壤净硝化速率,降低N₂O累积排放量62.4%;猪粪炭施加显著提高土壤FDA水解酶、脲酶及脱氢酶活性。研究表明,适量猪粪炭的添加可以改善茶园土壤的酸碱环境和微生物活性,促进土壤的生物化学反应和土壤养分元素的循环,从而提高土壤养分的可利用性和土壤质量。     

生草栽培对桃园土壤养分特性及细菌群落的影响

为了研究生草栽培方式对土壤养分特性及细菌群落多样性的影响,探讨桃园生草栽培的土壤生态机理,在浙江杨渡桃园培育区设计了套种黑麦草、套种毛苕子和清耕杂草（对照）3个处理,并采集不同样地表层土壤进行分析。结果表明,在套种黑麦草、毛苕子8个月后,桃园土壤(0~20 cm)的有机质、全氮、速效钾和速效磷等指标,没有随着套种带来的土壤养分竞争增加而减少;相反,有机质、全氮等出现增加的趋势。同时,通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,对不同生草桃园土壤细菌群落多样性表征得到,与清耕杂草土壤管理方法比较,套种牧草后土壤细菌群落多样性有所提高,优势菌群数量增加幅度明显,尤其是套种毛苕子。研究表明,黑麦草、毛苕子套种对维护桃园土壤肥力、减少土壤中养分元素淋失和提高土壤的细菌生物多样性等方面都具有重要的作用。     

单季晚稻测土配方施肥试验初报

在浙江省义乌市进行单季晚稻测土配方施肥试验,结果显示,从产量和投入回报率综合评价,其配方为N2P2K3(N229.5kg·hm-2,P45.0kg·hm-2,K169.5kg·hm-2)和N2P3K2(N229.5kg·hm-2,P67.5kg·hm-2,K112.5kg·hm-2)。     

柠条裂解产品的化学成分和性质

为探索柠条裂解机理以及在特定温度下裂解产物的结构特征,文中以柠条为原料研究其裂解过程的产物分布,并利用氮吸附法、GC/MS等方法分析500℃条件下的裂解产品。结果表明:柠条炭产率随着裂解温度的升高而降低,但柠条炭中固定碳含量随着温度的升高而逐渐增加。柠条炭具有较高的全N(2.5%)和灰分含量(14.1%),比表面积为265m2/g,其中介孔占56%。XRD、FTIR分析显示柠条炭已具有一定的构造,其表面具有羰基、酯基、醚等各种官能团。GC/MS定性分析得到,柠条焦油中共检出85种化合物,相对含量91.3%,其中脂肪族化合物54种,相对含量52.9%,芳香族化合物有31种,相对含量38.4%;焦油中相对含量大于3%的化合物有杂氧环十七烷、4-乙基-2-甲氧基苯酚和棕榈酸。     

生物质炭化技术及其在农林废弃物资源化利用中的应用

随着科学技术不断进步和农村经济快速发展,包括农作物秸秆在内的各种农林废弃物总量和种类显著增加,农林废弃物的高效处理及资源化利用已成为制约农业可持续发展的一个难题。生物质炭化技术是近年来新兴的农林废弃物资源化利用新技术。该技术主要通过将农林废弃物生物质炭化并以稳定的碳形式固定形成新型的生物炭产品。生物炭不仅在固碳减排、改良土壤与肥料增效方面具有良好作用,而且在土壤修复与水污染处理等一系列环境资源领域中也具有广阔的应用前景。本文阐述了我国农林废弃物资源化利用的现状以及生物质炭化及生物炭物理化学性质特征,重点探讨生物炭产品在农业及环境资源领域的应用现状与发展前景,并对生物炭技术领域及其在未来农业及环境中的应用进行展望,旨在为农林固体废弃物高效资源化提供新的思路,为农林废弃物的高效循环处理利用提供新的模式。     

我国主要低产水稻冷浸田养分障碍因子特征分析

研究我国冷浸田主要分布的7个省份冷浸田土壤样品的养分特征,通过与当地高产田土壤养分特征比较发现:我国冷浸田土壤中有机质含量(13.76～21.52g/kg)和全磷含量(2.78～11.36g/kg)总体高于高产田,部分差异显著(P<0.05);全氮含量(1.39～2.24g/kg)总体略高于高产田,但差异不显著(P<0.05);有效锌含量(4.92～11.03mg/kg)总体高于高产田的含量,且差异显著(P<0.05),表明我国冷浸田的潜在生产力比较高。但是,与高产田相比,我国冷浸田土壤pH值显著偏低(4.47～5.32),致毒因子还原态硫含量(296.12～3 069.33mg/kg)和亚铁含量(160.28～3 786.12mg/kg)却显著偏高(P<0.05),同时,部分地区冷浸田土壤速效磷(1.90～30.20mg/kg)和速效钾(1.30～111.70mg/kg)养分显著缺失(P<0.05),表明这几种养分指标是影响我国冷浸田生产力的重要障碍因子,因此,只要有针对性的改良上述冷浸田养分障碍因子,其必将成为我国粮食生产的巨大战略资源。