稻田入土生物质炭自然陈化过程理化特性变化规律

为探究生物质炭入土后其长期理化特性变化,以水稻秸秆生物质炭为试验材料,通过分析长期定位试验田中的入土生物质炭样品,探究了稻田土壤中生物质炭的理化特性变化规律。结果表明,入土生物质炭颗粒随时间推移经历持续性物理破碎,平均孔径显著降低,入土 11 年后,生物质炭比表面积从初始的 55.0 m²·g^-1增大到 259.0 m²·g^-1,氢与碳的摩尔比从最初的 0.423 提升至 0.568,不饱和度显著提升。入土生物质炭 C=O(1 600～1 630 cm^-1)和 C—O—C(1 080 cm^-1)的骨架振动强度和芳香族 C—H(790 cm^-1)的平面振动均增强,其含氧官能团的类型和含量呈现明显增加的趋势。与此同时,入土生物质炭的可热降解组分占比不断提高,热稳定性逐渐降低。研究表明,与实验室老化模拟试验结果明显不同,受诸多外力作用和环境因素的影响,稻田中入土生物质炭的理化特性发生了更显著的变化,稳定性随着时间的推移逐年降低。因此,为精准...     

秸秆生物炭对湖南3种典型水稻土铅形态转化的影响

以湖南外源铅污染的3种典型水稻土,即红黄泥田、河沙泥田和灰泥田,为研究对象,通过添加水稻、棉花、玉米3种秸秆生物炭进行45 d淹水培养试验,研究了水稻土铅的5级形态变化。结果表明:未添加秸秆生物炭前,土壤铅的分配系数均以残渣态为主体(占36%~50%),其次是碳酸盐态(15%~26%),而其他形态铅均低于16%;3种水稻土中,碳酸盐态、铁锰结合态和有机结合态均以灰泥田的最高,而交换态最低。添加秸秆炭后土壤铅形态变化因土壤而异,从降低交换态或可移动态铅(交换态+碳酸盐态)考虑,灰泥田效果不显著,而河沙泥田和红黄泥田效果显著,3种秸秆炭中均以稻秆炭最好,与对照比较,交换态铅降幅河沙泥田(73.8%)红黄泥田(62.3%),可移动态铅降幅河沙泥田(44.6%)红黄泥田(15.1%)。3种水稻土交换态铅含量已低于一般土壤铅毒性临界值水平。     

复合酵素和生物质炭配施对番茄生长发育和产量、品质的影响

以星宇201番茄为材料,通过田间试验,研究复合酵素和生物质炭配施对番茄生长及产量、品质的影响。结果表明,施用复合酵素、生物质炭可明显提高番茄植株的株高、茎粗、叶绿素相对含量、果实产量,番茄果实品质得到改善,与常规土壤栽培(CK)相比,生物质炭处理的番茄植株株高、茎粗有明显提高,复合酵素处理的番茄植株叶绿素相对含量有明显提高、果实品质有明显改善;复合酵素和生物质炭配施既有利于番茄生长发育,又能增加产量并改善果实品质,处理效果优于复合酵素、生物质炭单独施用。     

生物炭与有机肥施用对红壤理化性质及氮素径流损失的影响

利用田间径流小区试验,研究生物炭和有机肥施用对白菜地土壤地表径流氮素损失及土壤理化性质的影响,设置常规施用化肥(CK)、生物炭配施化肥(B)、有机肥配施化肥(F)、生物炭+有机肥配施化肥(BF)4个处理,探究施加生物炭和有机肥对土壤有机质、阳离子交换量、团聚体以及氮素径流损失的影响。结果表明:B与F处理较CK处理均能显著提高土壤有机质含量和阳离子交换量,提高土壤团聚体稳定性,B处理提高有机质含量、阳离子交换量要优于F处理,F处理土壤团聚体稳定性要优于B处理,BF处理提高有机质含量、阳离子交换量及团聚体稳定性能力介于B、F处理之间;在整个生育期内,B、F处理均能降低氮素的径流损失,F处理降低氮素的径流损失要优于B处理,BF处理降低氮素的径流损失要优于B、F处理。相关分析表明,径流液总氮与>2 mm粒径团聚体呈极显著相关(P<0.01);径流液中硝态氮的损失量与有机质含量、阳离子交换量、平均质量直径、几何平均直径呈极显著相关(P<0.01),与>0.25 mm水稳性团聚体占比呈显著相关(P<0.05);径流液中铵态氮的损失量与有机质含量、阳离子交换量显著相关(P<0.05);冗余分析表明,团粒结构的提高是氮素径流损失减少的主要环境因子。在植株收获后,各处理土壤全氮含量均有所提高,B处理显著高于F处理,BF处理位于B和F处理之间。综合考虑氮素径流损失和土壤理化性质的改变,生物炭+有机肥配施化肥效果     

氧化镁负载的油茶壳基生物炭的制备及其吸附镉性能研究

重金属污染,尤其是废水中的镉污染,是环境和人类关注的重点,吸附是解决水体镉污染的有效手段。本文以油茶壳为碳源,氯化镁为活化剂,在500~700℃氮气气氛下制备了负载氧化镁的油茶壳基生物炭(MgO@AC-x,x为炭化温度),通过静态吸附实验研究了其对水中Cd^2+的最佳吸附条件。结果表明:室温下,pH为6时,初始Cd2+质量浓度为100mg·L^-1,吸附剂加入量为1g·L^-1,吸附时间为180min时,MgO@AC-500对Cd^2+的去除率98.78%。根据Langmuir热力学模型拟合,MgO@AC-500对Cd^2+的最大吸附量为913mg·g^-1。经6次循环后,MgO@AC-500对Cd^2+的吸附量下降了16.53%,生物炭具有良好的循环再生性能。该研究为农林废弃物资源化用于废水中重金属处理提供理论依据和技术支撑。     

生物炭对花岗岩砖红壤团聚体稳定性及其总碳分布特征的影响

通过不同浓度生物炭处理进行海南花岗岩砖红壤的小区试验,研究生物炭对花岗岩砖红壤水稳性团聚体以及土壤总碳的影响。结果表明:18个月后,与对照相比,0.5%或1.0%生物炭处理的水稳性团聚体几何平均直径(GMD)分别提高15.64%和10.80%;大于5 mm水稳性团聚体含量分别增加98.75%和88.37%。1.0%生物炭处理下的3~5 mm,2~3 mm和0.5~1 mm粒级水稳性团聚体总碳含量比对照分别增加32.24%,39.31%和306.36%;1.0%生物炭处理下>5 mm粒级的水稳性团聚体的总碳分配比例比对照增加90.44%。综合分析认为,生物炭对改善花岗岩砖红壤团聚结构、增加土壤总碳含量有积极意义。     

生物炭对土壤改良的作用分析

本文分析了生物炭对土壤的改良作用及对土壤产生的积极作用,希望生物炭的应用能够提高土地的质量,为人们带来更多高品质的农产品。     

不同土层加入生物质炭对盐分淋洗的影响

生物质炭作为土壤调理剂,能够显著地改良和培肥土壤,但对盐渍化土壤盐分淋洗的影响缺乏研究和了解。本研究采用土柱模拟试验,将蘑菇棒生物质炭以质量比10%,添加到内蒙古河套地区硫酸盐盐渍化土壤0~20 cm,0~35 cm和0~70 cm的土层中,并进行淋洗,测定淋出液和土壤盐分及主要盐分离子含量,以期了解生物质炭对土壤盐分和主要盐分离子洗脱的影响。结果表明:加入生物质炭的土柱,淋洗液出流的时间提前了34~37 d,电导率降低至5 m S·cm-1,需要的时间缩短了94~101 d;比起0~20 cm和0~70 cm土层加入生物质炭处理,0~35 cm土层加入生物质炭淋出液出流时间最早,盐分洗脱的效果最好。生物质炭对盐分离子淋洗也产生不同的影响,促进Na+、K+和Mg2+的洗脱,但抑制Ca2+洗脱;在淋洗初期生物质炭促进Cl-和SO42-洗脱,后期促进了HCO3-和CO32-的洗脱。可见,生物质炭可用作盐渍化土壤调理剂,不仅缩短盐分洗脱时间,而且还可以提高洗盐效率。     

秸秆生物炭对水稻生长及滩涂土壤化学性质的影响

为改善滨海滩涂土壤结构和性质,提高其保肥供肥能力。本研究单施秸秆生物炭,并按滩涂土壤湿质量的5%、10%、15%和20%的比例将生物炭与滩涂土壤混匀,连续两年考察一次性施用生物炭以及生物炭改良滩涂土壤的效果。调查了两个稻季的水稻产量和谷草比,并监测了两个稻季土壤性质的动态变化。结果表明：适宜地添加秸秆生物炭增加了水稻产量、提高了谷草比;增加了土壤电导率（EC）和阳离子交换量（CEC）;提高了土壤碳、氮含量,但在稻季休闲期,土壤中碳、氮会发生矿化而引起碳、氮含量减少;生物炭的添加对滩涂土壤pH没有显著影响。研究表明,滩涂土壤施加秸秆生物炭可以改善土壤结构,培肥地力,在消化大量农作物秸秆的同时为粮食产区的发展分担压力。     

生物炭与化肥配施对土壤特性及烤烟品质和经济性状的影响

研究生物炭与化肥配施对土壤特性及烤烟品质和经济性状的影响,为生物炭在烟叶生产中的有效利用提供参考依据。以中烟100为研究对象,在河南郏县开展大田试验。试验设6个处理,分别为:对照CK(不施肥);T1(常规施肥);T2(T1+生物炭4500 kg hm~(-2));T3(T1+生物炭9000 kg hm~(-2));T4(T1+生物炭4500 kg hm~(-2)-纯氮5%);T5(T1+生物炭9000kg hm~(-2)-纯氮10%)。施用生物炭对植烟土壤特性、烤烟品质和经济性状有一定的影响。生物炭增加了土壤碱解氮、速效钾和有机质含量,提高了CEC和pH值,对土壤细菌和放线菌含量也有提升作用,其中土壤速效钾含量随生物炭用量增加呈现递减的趋势,其它指标均随生物炭用量增加而递增;生物炭对土壤速效磷和真菌含量表现出前期抑制后期促进的规律;生物炭9000 kg hm~(-2)条件下,减纯氮10%降低了CEC、速效磷和有机质含量;生物炭增加了烤烟钾含量,降低了氯含量,提高了烤烟叶化学成分的协调性和单料烟感官质量,生物炭9000 kg hm~(-2)条件下,减纯氮10%则增加了烤烟氯含量,降低单料烟感官质量;生物炭还提高了烟叶产量、产值以及上、中等烟比例,而生物炭9000 kg hm~(-2)条件下,减纯氮10%则对烤烟经济性状造成了负面影响。以常规施肥配施生物炭9000 kg hm~(-2)的处理效果最好。