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(duì)土壤pH沒(méi)有明細(xì)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(jī)氮含量。連續(xù)11年每年施用2.4t,6t和12t/ha使土壤飽和導(dǎo)水率增加了14%,31%和55%,土壤陽(yáng)離子交換量(cationexchangecapacity-CEC)分別增加了5.76到20.35%。CEC的增加對(duì)提高土壤K+,NH4+吸持量具有重要意義。理論上計(jì)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。生物質(zhì)炭具有表面積大、多孔性以及吸附性強(qiáng)的特點(diǎn),可以大量吸附土壤中的有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。貴州樹(shù)苗生物質(zhì)炭用途是什么
生物炭具有離子吸附交換能力及一定吸附容量,其可改善土壤的陽(yáng)離子或陰離子交換量,從而可提高土壤的保肥能力。生物炭對(duì)土壤陽(yáng)離子交換量CEC或保肥能力的改善取決于生物炭的CEC,pH及生物炭在土壤中氧化。生物炭比表面積大,可以增強(qiáng)土壤對(duì)陽(yáng)離子的吸附能力,增加耕層土壤CEC。生物炭對(duì)低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特別有效,其中土壤CEC的改良與生物炭的原料的堿度、有機(jī)氮的礦化和銨根的硝化作用有關(guān)。生物炭的pH升高,其對(duì)重金屬離子的吸附和固定加強(qiáng),說(shuō)明了生物炭對(duì)重金屬的吸附與生物炭的表面官能團(tuán)和pH值有關(guān)。新疆污泥生物質(zhì)炭怎么制作生物質(zhì)炭的添加對(duì)土壤質(zhì)地、土壤性質(zhì)以及土壤微生物群落等產(chǎn)生巨大的影響,并影響土壤原有機(jī)碳的礦化速率。
氮素是作物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素,在土壤生態(tài)系統(tǒng)的諸多養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)體系中,氮循環(huán)也一直是人們研究關(guān)注的重點(diǎn)。近年來(lái)的研究表明,生物質(zhì)炭作為土壤改良劑施用,因其高孔隙度和較大比表面積等特性,對(duì)NH3、 NH+4NH4+ 和 NO?3NO3? 都具有吸附能力和固持效果,進(jìn)而減少土壤中氮素的損失。研究表明,生物質(zhì)炭配合無(wú)機(jī)氮肥的施用可以有效保持土壤養(yǎng)分狀態(tài),提高氮素肥料利用率,保障作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量。以往研究得出,生物質(zhì)炭添加可能會(huì)減弱、或增加或沒(méi)有影響土壤有機(jī)氮素的礦化過(guò)程。雖然生物質(zhì)炭含有一部分生物可利用的氮素組分,但是生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)氮礦化影響的方向和程度主要取決于生物質(zhì)炭的結(jié)構(gòu)特性、土壤碳氮水平、混合環(huán)境中的C/N值以及土壤類型。
我國(guó)農(nóng)業(yè)面臨土壤肥力低、化肥農(nóng)藥施用量大、土地退化普遍,以及農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用難等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳中和充滿挑戰(zhàn)。我們提出了基于作物秸稈熱裂解的生物質(zhì)炭科技與工程構(gòu)想,作為我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展的新途徑[3]。2017年,秸稈炭化還田被列入國(guó)家秸稈處理模式之一。2020—2021連續(xù)兩年,秸稈炭化還田入圍農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重大性技術(shù)榜單。十多年的實(shí)踐證明,生物質(zhì)炭化還田是實(shí)現(xiàn)土壤改良、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、食物質(zhì)量與環(huán)境友好的綠色農(nóng)業(yè)科技,能夠服務(wù)于國(guó)家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。至此,生物質(zhì)炭基農(nóng)業(yè)進(jìn)入了全球視野。生物質(zhì)炭可以增加土壤肥力,提高酸性土壤pH,激發(fā)土壤微生物活性以及鈍化有害污染物。
生物質(zhì)炭含有發(fā)達(dá)的孔隙,施用于土壤,可有效降低土壤容重,改善土壤孔隙結(jié)構(gòu),促進(jìn)作物根系生長(zhǎng),增強(qiáng)植株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力,進(jìn)一步提高作物對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)能力。同時(shí),生物黑炭含有豐富的有機(jī)大分子,與肥料配施情況下,明顯提高土壤對(duì)NH4+—N的吸附與固持作用。同時(shí),可在作物生長(zhǎng)期間持續(xù)釋放氮素,保障作物生長(zhǎng)的需求。研究表明,旱地土壤施用小麥秸稈生物質(zhì)黑炭20~40噸/公頃,土壤有機(jī)碳分別增加了25%~42%,土壤容重降低0.17~0.28克/厘米3,每千克氮肥增產(chǎn)由對(duì)照的1.25千克提高到2千克以上,玉米產(chǎn)量增加了10%~18%。生物質(zhì)炭施用下,作物根系發(fā)達(dá),植株堅(jiān)挺健壯,抗病少蟲(chóng),強(qiáng)降雨下不易倒伏,可明顯減緩或規(guī)避氣候變化引起的蟲(chóng)害、倒伏和旱災(zāi)。因此,生物質(zhì)炭的農(nóng)業(yè)利用是一種保障作物生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)高效利用的新型技術(shù)生物質(zhì)炭促進(jìn)作物根系生長(zhǎng),增強(qiáng)植株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力,進(jìn)一步提高作物對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)能力。中國(guó)澳門環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭用途是什么
生物質(zhì)炭具有多孔結(jié)構(gòu),提供了大量的吸附位點(diǎn),能夠高效吸附重金屬離子。貴州樹(shù)苗生物質(zhì)炭用途是什么
研究表明制備溫度對(duì)生物炭的吸附有很大的影響,因?yàn)殡S著制備溫度的升高生物炭的比表面積增大,碳含量增加而氧含量降低,O/C降低,生物炭的親水性和極性降低,對(duì)水分子的親和力降低,對(duì)疏水性污染物的吸附增強(qiáng)。因此表現(xiàn)為比表面積越大吸附作用越強(qiáng)。有研究將裂解溫度與生物炭比表面積的相關(guān)性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)它們呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.48,即裂解溫度的升高可以增加生物炭孔隙度和比表面積,這與之前的研究結(jié)論一致。這是因?yàn)闇囟壬?,孔結(jié)構(gòu)及復(fù)雜性降低,導(dǎo)致比表面積增大。貴州樹(shù)苗生物質(zhì)炭用途是什么