生物炭密度低,呈堿性,吸水能力大。1克生物炭可吸4克左右水。11年連續(xù)每年施用12t/ha玉米秸稈炭,土壤容重從不施生物炭的1.06gcm-3降低到0.73gcm-3,田間持水量(waterholdingcapacity)從50%增加到78%,田間土壤水分含量從26%提高到37%。不同于大量一次施用生物炭,連續(xù)11年每年施用12t/ha生物炭對土壤pH沒有明細影響。降低了土壤有效態(tài)鐵(Fe)、錳(Mn)和銅(Cu),但增加了有效鋅(Zn)含量。增加了土壤總碳、易氧化碳和可溶性有機氮含量。連續(xù)11年每年施用2.4t,6t和12t/ha使土壤飽和導水率增加了14%,31%和55%,土壤陽離子交換量(cationexchangecapacity-CEC)分別增加了5.76到20.35%。CEC的增加對提高土壤K+,NH4+吸持量具有重要意義。理論上計算,每增加CEC1cmolkg-1,可增加K+吸持0.68t/ha,或NH4+吸持0.25t/ha。生物炭還能降低土壤比較高溫,提高土壤比較低溫,減小土壤溫度變幅。13C標記生物炭研究表明生物炭的固碳潛力由生物炭穩(wěn)定性及其引起的激發(fā)效應決定。湖南定制生物質炭豐度控制
區(qū)別于生活和環(huán)境用途的木炭和活性炭,農業(yè)廢棄物生物質炭的功能是施用于土壤,提升耕地質量。生物質炭農業(yè)應用經歷了直接施用和炭基肥施用兩個重要階段。將生物質炭直接施用到農田土壤中,可改良土壤結構,增加土壤孔隙度、降低容重、增強保水性能等,進而提高土壤肥力水平和作物產量[4]。但對生產者來說,經濟效益是生物質炭應用的關鍵,價格因素是限制生物質炭大范圍推廣應用的主要原因。因技術和生產規(guī)模所限,當前生物質炭價格普遍在2000~3000元/噸。如果每畝糧食生產施用1噸生物質炭,數千元的成本讓農民難以接受。目前,直接施用生物質炭于經濟作物(例如人參、三七等中藥材和大蒜、山藥等)生產中。因此,只有降低施用成本,才能發(fā)揮生物質炭的土壤改良與固碳效益。山東水稻生物質炭技術的應用秸稈生物質炭可以吸附并穩(wěn)定土壤中的營養(yǎng)物質,提高土壤肥力。
生物炭的理化參數主要包括:全碳含量、灰分含量、揮發(fā)成分含量、表面元素組成及表面官能團種類和含量、表面負電荷含量等;結構表征主要包括:表面形態(tài)和孔隙結構(如比表面積、孔容積和孔徑分布等。由于原材料、技術工藝及熱解條件等差異,生物炭在結構、揮發(fā)成分含量、灰分含量、孔容、比表面積等理化性質上表現出非常的多樣性,進而使其擁有不同的環(huán)境效應[。目前,國內學者就生物炭的特性、環(huán)境行為和效應、土壤性狀和產量、碳截留與溫室氣體減排及其對全球生物地球化學循環(huán)影響等領域已開展了大量研究。
生物質是一個的概念。所有的直接或間接利用綠色植物光合作用獲得的有機質都稱為生物質,包括植物、動物、微生物,以及它們所產生的廢棄物,如動物糞便等。由于生物質是含碳的有機質,因此理論上所有的生物質都可以作為制備活性炭的材料。然而考慮到成本與儲量,以農林廢棄物為的木質纖維素是較為理想的活性炭原料。生物質原料的組分和結構對活性炭的性能有較大影響,目前椰殼、核桃殼、松子殼等果殼原料,在制備高比表面積的活性炭方面已經取得了很好的效果。但畢竟這些果殼的儲量很有限。因此,我們團隊一直在嘗試使用來源更的生物質制備活性炭,如秸稈、木屑、污泥、廢棄蔬菜等來自農業(yè)、林業(yè)以及城市的廢棄物。據統(tǒng)計,單就秸稈而言,我國每年產生的秸稈量就超過11億噸,因此生物質制備活性炭具有巨大的潛力。生物炭幾乎是純碳,埋到地下后可以有幾百至上千年不會消失,等于把碳封存進了土壤。
生物質炭可以改良土壤:生物炭多孔狀、容重低、粘性小,能夠降低粘質土壤的容重和硬度,改善土壤板結,提高土壤的透氣性。生物炭可以增深土壤顏色,增加土壤吸熱能力,進而提高土壤溫度,促進農作物生根發(fā)芽。生物炭具有優(yōu)良的吸附和持水能力,能夠穩(wěn)定和增加土壤團聚體,改良沙土質貧瘠土壤,增加持肥持水能力。生物炭能夠改良土壤的酸堿度,改善土壤墑情。生物炭能夠改善土壤微生物生長環(huán)境,提高微生物豐度,促進微生物對礦物分解和多糖分泌,提高土壤肥力。生物炭能夠束縛土壤中的重金屬和有毒物質,凈化和吸收污染物,避免它們進入植物體,并且可以抑制土壤病蟲害繁衍累積,對改善農作物品質有較好效果。生物質炭措施對于糧食增產和固碳減排有一定的潛力,但需以清潔高效的生物質炭制備技術為前提。內蒙古玉米生物質炭功能是什么
生物炭富含微孔,不但可以補充土壤的有機物含量,還可以有效地保存水分和養(yǎng)料,提高土壤肥力。湖南定制生物質炭豐度控制
有研究表明,裂解溫度與pH值和CEC的相關系數為0.58和0.30。即隨著裂解溫度的升高,生物炭的pH值增加,這是因為裂解溫度增加了生物炭的灰分含量;裂解溫度與生物炭CEC呈正相關,這可能是由于過高的裂解溫度增加了生物炭的灰分,進而增大了生物炭的CEC。另外,有研究對pH值和CEC的相關性進行了分析,結果顯示pH值和CEC呈正相關,相關系數為0.26。生物炭呈堿性,能夠明顯提高土壤pH,改變土壤質地,增大鹽基交換量,從而引起土壤CEC增加,影響植物對營養(yǎng)元素的吸收效果湖南定制生物質炭豐度控制