农业有机废弃物资源化利用潜力与安全性评价

为了解不同农业有机废弃物的资源化利用潜力,以贵州当地的玉米秸秆、烤烟秸秆、水稻秸秆、锯木屑、玉米芯粉、中药渣、猪粪、牛粪、鸡粪为对象,研究其堆肥发酵后和高温炭化后的理化特性,并进行安全性利用评价,分析其基质化、肥料化和热解生物炭化的利用潜力。结果表明,堆肥后的有机废弃物容重为0.24～0.38 g/cm~3;有机碳含量为37.67%～55.94%;中药渣、猪粪、牛粪和鸡粪的电导率(EC值)较泥炭高47.62%～190.48%;玉米秸秆、水稻秸秆、玉米芯粉和牛粪培养的黑麦草种子发芽指数为0.81～0.98,接近于泥炭;除玉米芯粉外,其他有机废弃物重金属综合污染指数均低于0.7。各有机废弃物低氧高温热解后的生物炭有机碳含量为30.52%～48.98%、pH值为8.75～11.56、比表面积为13.36～102.16 m~2/g。综上,堆肥后有机废弃物具有良好的通气结构、持水性能和丰富的矿质营养,通过科学配比,具有成为优质栽培基质和有机肥原料的潜力;低氧高温热解后的生物炭养分丰富,比表面积较大,具有成为土壤改良剂、重金属钝化剂和有机肥辅料的潜力。     

菌糠生物炭对土壤铅镉形态及甜菜生长的影响

[目的]制备菌糠生物炭钝化剂,为菌糠资源化利用及重金属污染土壤的修复研究提供新思路。[方法]选用来源丰富的灵芝、平菇与绣球菌糠作为生物质原料,在500℃限氧热解条件下分别制备3种生物炭(GSBC、PSBC与SCBC),并使用元素分析、BET、SEM、XRD、FTIR等现代化技术对菌糠生物炭进行表征。采用盆栽试验(2.5 kg干土),研究了不同菌糠生物炭的添加(质量比为1.5%)对土壤Pb、Cd形态分布、甜菜生理特性以及甜菜各部位Pb、Cd累积的影响。[结果]500℃炭化热解制备的不同菌糠生物炭表面具有丰富的官能团和良好的介孔结构,且生物炭表面均带有大量的负电荷,芳香化程度较高。在3种菌糠生物炭中,GSBC拥有的大比表面积与良好的介孔结构可以为土壤中Pb、Cd的吸附提供更多的结合位点。不同菌糠生物炭施用后,显著提高了土壤pH值,且不同程度地降低了土壤中Pb、Cd的弱酸可提取态与可还原态含量,增加了可氧化态与残渣态的含量。与CK相比,各处理甜菜的株高、鲜重以及叶绿素含量显著增加,抗氧化酶活性显著升高。3种生物炭施用后,各处理甜菜地上部与根部Pb含量分别平均降低了43.52%与42.86%,Cd含量分别平均降低了54.48%与55.42%。[结论]不同菌糠生物炭均可促进土壤中的Pb、Cd由活性较高的形态向较稳定的形态转化,降低Pb、Cd的生物有效性,其中GSBC的钝化效果最佳。此外,3种菌糠生物炭均可促进甜菜生长,减少甜菜各部位对Pb、Cd的吸收,对缓解Pb、Cd的胁迫作用具有较好的效果。     

3种生物炭对镉污染黄壤上小白菜生物量及品质的影响

以镉污染黄壤为供试土壤,小白菜为供试作物,采用盆栽试验,通过测定小白菜地上部鲜重与镉含量、土壤有效态镉含量以及小白菜可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量等,研究木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭添加后镉污染黄壤上小白菜的生物量及品质变化情况.结果表明:与对照相比,施用3种生物炭能明显促进小白菜的生长,木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭处理小白菜的地上部鲜重分别是对照(不添加生物炭)的1.19、1.31、1.34倍;生物炭的添加使得小白菜地上部镉含量较对照分别降低了13.37％(木炭)、39.47％(辣椒秸秆炭)和62.33％(菌棒炭);3种生物炭处理的土壤有效态Cd含量分别下降了11.05％、22.91％和31.86％;与对照相比,施加辣椒秸秆炭和菌棒炭后,小白菜可溶性糖和维生素C含量分别增加了2.65％～4.22％和6.90％～7.96％;此外,施加菌棒炭处理的小白菜可溶性蛋白含量较对照上升了0.31％.由此可见,添加生物炭能促进小白菜生长,抑制其地上部对镉的吸收;在用量为5％的情况下,施用菌棒生物炭还能一定程度提高小白菜的品质.     

不同覆膜材料对旱地农田土壤理化性质及春玉米产量的影响

为探索不同覆膜材料对旱地农田土壤理化性质以及春玉米产量的影响,试验设置五种覆膜处理（T1: 0.01 mm普通聚乙烯地膜, T2: 0.01 mm降解地膜, T3: 0.007 mm降解地膜, T4: 0.006 mm降解地膜, CK: 裸地）,研究不同覆膜材料对土壤水热状况、养分含量、以及春玉米产量指标的影响。结果表明：T1和T2处理的0~25 cm土层的土壤温度较其他处理高0.82~6.05℃,0~40 cm土层的土壤水分高于其他处理0.42%~ {4.44% }。在0~20 cm土层中,T2处理的土壤碳、氮含量及腐殖酸含量较其他处理高 {4.69%~ }59.24%。T1和T2处理下春玉米的产量指标和水分利用效率均显著高于CK处理（P＜0.05）。并且T2处理的穗粗和穗粒数最高,秃尖率最低。研究表明,T2处理有助于改善旱地春玉米农田土壤理化性质,增加产量、提高品质,可作为春玉米高产环保栽培的覆膜材料。     

图们江流域粮食减产的水热指标与海温异常的关系 ——以延吉为例(Ⅰ)

该研究以图们江流域典型城市—吉林省延吉市为研究区,首先利用1953年1月—2016年12月气温和降水数据以及近30年粮食产量数据,提取了造成该区域粮食减产的水热指标.然后,选取第1个水热指标(5～9月月平均气温之和,T5-9)进行了研究.最后,利用海表温度资料,结合偏最小二乘回归分析、相关分析方法,提取影响T5-9的关...     

增施生物质炭对镉污染土壤的修复效果研究

为研究生物质炭对重金属镉(Cd)污染土壤的修复效果,以中烟100为供试材料,采用盆栽试验,设置3个生物质炭处理即10、20、40 g/kg,测定其对Cd污染土壤pH值、有机质含量、土壤有效态Cd含量及烟叶Cd含量的影响。结果表明,与对照相比,3个生物质炭处理均能显著提高根际土壤pH值和有机质含量,增幅分别为0.13%～2.67%和8.44%～46.88%;3个处理还显著降低了土壤有效态Cd含量和烟叶Cd含量,降幅分别为2.88%～16.29%和17.09%～27.62%,且各处理烟叶Cd含量大小顺序与土壤有效态Cd含量一致,即对照>10 g/kg处理>20 g/kg处理>40 g/kg处理。综上,增施生物质炭20、40 g/kg对Cd污染土壤修复效果较好。     

添加生物炭对土壤酶活性的影响

为了探明添加生物炭对土壤酶活性的影响,以花生壳为原料在450℃条件下制备生物炭,通过向土壤中添加不同量的生物炭进行室内培养,对土壤中蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的动态变化进行了分析。结果表明:添加生物炭对土壤蔗糖酶和脲酶活性有显著的促进作用,尤其是高水平添加量对2种酶的促进作用显著高于中低水平添加量;生物炭对土壤过氧化氢酶活性的影响表现为前期抑制后期促进,其促进作用弱于蔗糖酶和脲酶,中低水平的生物炭添加量对过氧化氢酶的促进作用显著高于高水平添加量。     

添加保水剂、生物炭和草木灰对发酵床秸秆垫料栽培基质养分淋溶的影响

通过室内模拟基质柱淋溶实验,对添加3种不同材料的发酵床秸秆垫料栽培基质淋溶液的pH值、电导率、总氮、硝态氮、总磷、铁含量等指标进行了比较。结果表明:保水剂对基质发挥保水储水作用在淋溶中后期,生物炭则在淋溶前期,而草木灰加速了基质柱水分的淋失;保水剂不能协助生物炭减少基质淋失水分,但能协助草木灰减缓水分淋失;添加保水剂、生物炭及草木灰均使基质淋溶液的pH值有不同程度的升高;添加保水剂和生物炭能降低基质总氮和硝态氮淋失;保水剂会加速基质总磷的淋失,而草木灰能显著减缓基质总磷的淋失;添加3种材料都能不同程度地降低第1次淋溶液中铁、铜和锌的含量;草木灰吸附金属离子的能力高于生物炭的。     

基于生物炭性能提升技术的稻田重金属污染修复策略研究展望

通过对生物炭吸附重金属机理相关文献的综合分析,并借鉴生物炭在水体及土壤环境中对重金属吸附性能的提升途径,初步探讨了在修复稻田土壤重金属污染中提升生物炭吸附性能的策略。就生物炭的制备过程而言,宜选择秸秆类、木质类作为制备源,这样可以降低二次污染风险;较高的制备温度有利于实现污染钝化效果的稳定性,较低的热解速率则可构造生物炭良好的孔隙结构,有助于污染修复效果的提升。就生物炭的改性策略而言,官能团修饰方法不仅可以增加修复效果的稳定性,还可实现对特定重金属污染的专性修复;磁性加载方法可实现土壤与重金属分离,有助于污染彻底修复,但亦须考虑过高过低载Fe量存在增加植物富集重金属的风险;酸改性技术存在活化土壤重金属的风险,但可选择磷酸类等具备多角度改性功能的酸类,以保证修复效果。     

生物炭对不同浇水条件下冬小麦产量及水分利用效率的影响

为了探讨生物炭施用量在不同浇水条件下对冬小麦的增产效果,2015-2017年通过大田试验设置0(B0,CK),20(B20),40(B40),60(B60) t/hm²共4个生物炭施用量和不浇水(W0)、浇越冬水(W1)2个浇水处理,研究了生物炭施用量在不同浇水条件下对土壤含水量、土壤温度、土壤容重、冬小麦产量及构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明,不浇水条件下,小麦产量及水分利用效率随生物炭施用量增加先增加后减少,当生物炭施用量为40 t/hm²时产量和水分利用效率均最高,比B0(CK)处理分别增加8.0%和8.2%;浇水条件下,小麦产量和水分利用效率随生物炭施用量增加而增加,B40和B60处理比B0(CK)分别增加7.4%,12.2%和8.0%,16.3%。不浇水条件下,当土壤含水量低于15%时,B60和B40处理下土壤水分含量低于其他处理;浇水条件下,施用生物炭可增加土壤水分含量,施用生物炭增加土壤贮水量、减少小麦生育期耗水量、降低土壤容重,浇水比不浇水增加容重降低幅度。不浇水条件下,生物炭明显提高返青期前土壤日平均温度,浇水使生物...