13C標(biāo)記生物炭研究結(jié)果表明生物炭穩(wěn)定性可用0.1M的K2Cr2O7與0.2M的H+混合溶液在100°C下氧化2小時(shí)法測(cè)定生物炭穩(wěn)定性決定了它在土壤中分解速率和固碳減排效果,深受國內(nèi)外科學(xué)家關(guān)注。生物炭種類受物料和制備方法影響,種類繁多。研究生物炭穩(wěn)定性有長期礦化培養(yǎng)法,費(fèi)時(shí)肥力,而且不可能窮盡所有生物炭。有采用0.01MH2O2在80°C條件下氧化兩天的方法,有采用K2Cr2O7和KMnO4化學(xué)氧化法測(cè)定的。有用H/C及O/C的比值來衡量的,但這些指標(biāo)能定性或者半定量的比較不同生物炭之間的相對(duì)穩(wěn)定性。因此研究生物炭的生物穩(wěn)定性及其定量方法對(duì)預(yù)測(cè)生物炭在土壤中的穩(wěn)定性意義重大。試驗(yàn)采用13C標(biāo)記秸稈制備13C標(biāo)記生物炭,土壤含水量為比較大持水量的60%,培養(yǎng)溫度為23±1°C,培養(yǎng)時(shí)間為368天。培養(yǎng)期間一共采氣21次,其中第1、4、10、22、84、133、197以及368天的氣體樣品用來分析13C豐度。研究結(jié)果表明0.1M的K2Cr2O7與0.2M的H+混合溶液在100°C下氧化2小時(shí)的化學(xué)方法氧化掉的生物炭碳量與生物炭100年后在土壤中的礦化量較為一致(R2>0.99;REMS=2.53;RD=15.3)。此研究結(jié)果提供了一種可靠、有效、廉價(jià)且易操作的方法來預(yù)測(cè)生物炭在土壤中的長期穩(wěn)定性。生物質(zhì)炭促進(jìn)作物根系生長,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。上海定制生物質(zhì)炭豐度控制
生物質(zhì)炭,作為一種土壤改良劑和植物生長促進(jìn)劑,具備一定的激發(fā)效應(yīng)。首先,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)植物生長。通過改善土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu),它為植物提供了理想的生長環(huán)境。它增加了土壤的保水性和通氣性,為植物根系提供了更好的生長空間。同時(shí),生物質(zhì)炭中富含的有機(jī)物質(zhì)能夠分解為植物所需的養(yǎng)分,為植物的健康生長提供了持久的營養(yǎng)。其次,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)土壤肥力。它具有出色的吸附性能,能夠吸附和固定土壤中的養(yǎng)分,減少養(yǎng)分流失。這不僅提高了土壤肥力,還有助于保護(hù)環(huán)境。此外,生物質(zhì)炭中的有機(jī)物質(zhì)能夠促進(jìn)土壤微生物的活性,進(jìn)一步提高土壤肥力。第三,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)土壤微生物活性。它為微生物提供了一個(gè)理想的生長環(huán)境,增加了有益微生物的數(shù)量和活性。這對(duì)于土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡至關(guān)重要,能夠促進(jìn)土壤中的有機(jī)物分解和養(yǎng)分循環(huán),進(jìn)一步提高土壤的生物活性。,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)碳循環(huán)。通過將大量的碳固定在土壤中,它能夠減少二氧化碳的排放,對(duì)于緩解全球氣候變化起到了積極的作用。中國澳門污泥生物質(zhì)炭豐度控制秸稈生物質(zhì)炭,這是一種以秸稈為原料經(jīng)過高溫炭化處理而得到的炭素產(chǎn)品。
生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)能降低土壤容重、降低土壤密度,生物炭具有較大的比表面積和較高表面能,有結(jié)合重金屬離子的強(qiáng)烈傾向,因此能夠較好地去除溶液和鈍化土壤中的重金屬。李力等的鎘去除實(shí)驗(yàn)中BC350和BC700兩種玉米生物炭的比表面積分別為7.72m2/g和120m2/g,結(jié)果顯示BC700對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率遠(yuǎn)小于BC350,吸附效果更好;劉玉學(xué)等研究比表面積為81.8m2/g、總孔容積為0.080cm3/g的稻稈炭和比表面積189.6m2/g、總孔容積為0.175cm3/g的竹炭對(duì)小青菜及其土壤的影響,結(jié)果顯示生物炭的施入能降低土壤容重。
生物質(zhì)炭可以提高肥效:生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽離子交換量,不僅能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分,能夠控制養(yǎng)分緩慢釋放,避免養(yǎng)分的揮發(fā)和流失,提高肥料的使用效率,節(jié)約施肥量。我國化肥平均有效利用率不到30%,肥料有效成分的流失,每年折合人民幣高達(dá)1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢(shì):上世紀(jì)90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進(jìn)入本世紀(jì)近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重,既制約了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收,又污染了環(huán)境。全國地表和地下水總氮和總磷污染來源,農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)分別是57.2%和67.3%,形勢(shì)非常嚴(yán)峻。利用生物炭與其它化肥復(fù)合生產(chǎn)緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)約投入、增產(chǎn)增收和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。秸稈生物質(zhì)炭具有較長的使用壽命,可以持續(xù)釋放有益元素,起到長效改良土壤、凈化環(huán)境的作用。
生物質(zhì)炭可以通過對(duì)土壤理化性質(zhì)的改變以及在土壤中的降解過程,直接或間接地影響氮素周轉(zhuǎn)過程中硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌和固氮菌的多樣性和豐度,進(jìn)而影響土壤氮素物質(zhì)循環(huán)。生物質(zhì)炭對(duì)農(nóng)田土壤的凈硝化速率影響可能并不明顯,但是添加生物質(zhì)炭可促進(jìn)土壤中的硝化過程。以往研究表明,生物質(zhì)炭的施用可以降低N2O的排放。其可能的原因?yàn)椋荷镔|(zhì)炭施用降低了土壤容重,增加土壤中氧氣含量,從而降低反硝化過程;生物質(zhì)炭中的堿性物質(zhì)可以增加土壤pH值和N2O還原酶的活性,有利于反硝化過程中N2O向N2的轉(zhuǎn)化,從而減少了N2O的排放;生物質(zhì)炭發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和較大比表面積,增加對(duì)土壤中 NH+4NH4+ 和 NO?3NO3? 的吸附,從而減少反硝化作用的基質(zhì)。生物質(zhì)炭可吸持氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分,能夠控制養(yǎng)分緩慢釋放,避免養(yǎng)分的揮發(fā)和流失,提高肥料的使用效率。四川環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭用途是什么
生物質(zhì)炭添加到土壤中后可導(dǎo)致土壤中的微生物量和代謝活性增加。上海定制生物質(zhì)炭豐度控制
生物質(zhì)炭由生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)過高溫轉(zhuǎn)化而成,是一種富含碳素的多孔固體顆粒物質(zhì)。大量有機(jī)廢棄物都可用作制備原料。這一“古老”的新生事物能將生物質(zhì)中不穩(wěn)定的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化固定,還因具備多重潛在價(jià)值引起土壤學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、環(huán)境學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、能源學(xué)家的興趣。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,土壤中添加生物質(zhì)炭可以改善持水能力和養(yǎng)分供應(yīng),增加微生物活性,利于作物增產(chǎn);在工業(yè)領(lǐng)域,生物質(zhì)炭可以用作電池電極或催化劑,比如電池中石墨的替代品;在環(huán)境領(lǐng)域,生物質(zhì)炭作為優(yōu)良的吸附材料可以去除環(huán)境中的污染物,還可以吸附游離碳和氮化合物,減少生物質(zhì)在轉(zhuǎn)化過程中溫室氣體的排放。上海定制生物質(zhì)炭豐度控制