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不同原料及热解条件下农业废弃物生物炭的特性 总被引：1，自引：0，他引：1
选取浙江省宁波市本地适合制备生物炭的6种农业废弃物原料,采用不同热解条件制备获得生物炭,对自行制备的生物炭及大米加工副产物稻壳炭的成炭率、pH值、元素含量、比表面积和孔结构进行分析。结果表明,不同原料及热解条件下生物炭的产率分布在19.50%～45.40%之间,pH值为8.52～10.85,碳含量在432.50～778.62 g/kg之间,其他元素含量在不同原料之间有所不同。自行制备生物炭的比表面积分布在1.01～7.63 m~2/g之间,微孔面积分布在未检出～4.81 m~2/g,低于稻壳炭的比表面积(48.35 m~2/g)和微孔面积(24.06 m~2/g)。扫描电镜(SEM)图显示自行制备的生物炭为蜂窝状孔隙结构,稻壳炭为网纹孔隙结构。 相似文献
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生物质炭作为一种富碳多孔材料,具有固碳、培肥和减污等多重功效,目前面临着产量有限和成本昂贵的突出问题.将生物质就地炭化和应用可解决上述问题,而如何实现限氧是其核心.以玉米芯为原材料,通过饱和石灰水涂层包覆实现生物质“自限氧”,以“水-火联动”方法成炭,探讨暴露时间和饱和石灰水涂层对玉米芯在炭化过程中碳固存能力的影响.结果表明：随暴露时间延长,玉米芯炭的碳含量、比表面积及官能团(—COOH和phenolic—OH)含量均逐渐降低,以0 min暴露时间炭的碳转化率最大(45.17%);饱和石灰水涂层下其碳转化率进一步提升至92.60%;涂层包覆壳通过物理阻隔产生的“自限氧”作用及其所含的Ca2+以离子架桥、络合或π电子作用增强了碳截留量.“水-火联动”和饱和石灰水涂层技术的成炭过程为玉米芯在曝氧环境下的“包覆壳限氧-水淬灭”高温热裂解过程.期间,Ca2+或可通过多种方式阻止C=O, O=C—O键断裂生成气体COx以提高碳截留量并优化碳骨架结构. 相似文献
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薏苡是贵州省兴仁市的地理标志产品，生物炭制备是秸秆资源化利用的有效方式之一，被广泛应用于重金属污染土壤的修复治理。采用控温限氧的方法制备薏苡秸秆生物炭，并对生物炭的产率、pH、空间结构以及生物炭对土壤重金属活性的影响进行研究。结果表明：随着热解温度的升高，生物炭的成炭率从49.5%下降到35.7%;生物炭的pH从7.49升高到9.87;在扫描电镜下热解温度越高的生物炭空间结构越无序，表现为微孔数目增多，内部结构复杂。添加秸秆生物炭能显著降低土壤中有效态Cr、Cd、Mn和Zn含量，在600℃添加量10%处理条件下土壤中重金属的降低效果最好，土壤有效态Cr、Cd、Mn、Zn分别下降了36.1%、29.4%、39.1%、15.3%。针对毒性大的重金属Cd,选择400℃处理生物炭，添加量5%,能达到处理成本低、添加量少、重金属有效性降低幅度大的效果。 相似文献
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施用生物炭对烟叶石油醚提取物及致香物质的影响 总被引：5，自引：1，他引：4
在许昌设置田间小区试验,研究了不同生物炭用量对烟叶石油醚提取物及致香物质的影响。结果表明:施用生物炭可以提高烟叶中叶绿素含量。在烟株生长中后期,叶绿素含量差异显著,施用生物炭量最多的处理(1500 kg/hm2)叶绿素含量最高。在移栽90 d时,随着生物炭用量的增加,叶绿素含量呈现递增的趋势;当施用750 kg/hm2生物炭时,相比于常规施肥,石油醚提取物含量增加了12%,中性致香物质总量最高,施用1125 kg/hm2的处理次之。施用生物炭用量750～1125 kg/hm2时,可以延长烟叶的成熟期,烟叶内在物质转化充分,利于烟叶品质的形成。 相似文献
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以木质纤维素为原料,采用限氧热解法制备木质纤维素生物炭,以亚甲基蓝和四环素为目标污染物,通过批试验方法考察了生物炭热解温度和溶液初始pH值条件等对吸附的影响,以及吸附的动力学和热力学.研究结果发现,热解温度为300℃时木质纤维素生物炭对2种污染物的吸附能力最强.酸化和未酸化处理木质纤维素生物炭对2种污染物的吸附能力有明显的差异,溶液初始pH值条件对吸附过程有较大影响.吸附动力学研究表明,2种污染物在木质纤维素生物炭上的吸附可能以化学吸附为主.由Langmuir吸附等温方程知,298 K时木质纤维素生物炭对亚甲基蓝和四环素的最大吸附量分别达到437.6 mg/g和1090.1 mg/g.热力学分析证明生物炭对2种污染物的吸附过程均为自发和吸热过程. 相似文献
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生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质.目前关于生物炭农用效果的研究侧重于微生物生态方面,施加生物炭对土壤微生物的影响与生物炭性质及土壤环境条件有关.综述了生物炭与土壤微生物之间存在的直接和间接相互作用:一方面,微生物可直接矿化生物炭;另一方面,施加生物炭后土壤环境变化又间接影响微生物. 相似文献
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【目的】为控制十字花科作物根肿病的发生和流行，探究有效控制白菜根肿病的绿色防控措施。【方法】选取云南省大理市祥云县白菜根肿病较为严重的蔬菜基地为试验地，以生物炭和微生物菌剂配合施用，开展田间试验，通过设置对照(CK)、生物炭30 t/hm2(BC)、哈茨木霉15 kg/hm2(HZ)、枯草芽孢杆菌15 kg/hm2(SE)、生物炭30 t/hm2+哈茨木霉15 kg/hm2(BH)、生物炭+枯草芽孢杆菌15 kg/hm2(BS)、哈茨木霉15 kg/hm2+枯草芽孢杆菌15 kg/hm2(HS)、生物炭30 t/hm2+哈茨木霉15 kg/hm2+枯草芽孢杆菌15 kg/hm2(BHS)8个试验处理，研究了田间条件下配施生物炭微生物菌剂对白菜根肿病的防治效果和对白菜产量的影响以及根区土壤理化性质的变化，分析生物炭配施微生物菌剂在田间条件下对白菜的促... 相似文献
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《河南农业》2020,(5)
以6种常见农业废弃物:小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、玉米芯、猪粪、羊粪为主要材料,采用限氧裂解法在350℃和550℃条件下制备了12种生物炭,探究生物炭NH_4~+、 NO_3~-、 PO_4~(3-)吸附能力对生物炭原材料和制备温度变化的响应规律。研究发现,上述3种养分离子中,生物炭对PO_4~(3-)的吸附能力最强,12种生物炭平均为4.78 mg/g;其次是NH_4~+,平均为2.52 mg/g; NO_3~-吸附能力最低,平均为1.62 mg/g。秸秆类生物炭表现出较强的NH_4~+和NO_3~-吸附能力,羊粪生物炭对PO_4~(3-)的吸附能力最强。此外,生物炭对NH_4~+的吸附能力随制备温度的升高而降低,生物炭对NO_3~-、 PO_4~(3-)的吸附能力随制备温度的变化受原材料的影响。结合相关性分析发现,生物炭表面含氧官能团是影响其NH_4~+吸附能力的主要因素,灰分含量是影响其PO_4~(3-)吸附能力的主要因子之一。因此,生物炭具备一定的氮磷吸附能力,低温(350℃)秸秆类生物炭适用于NH_4~+吸附,高温(550℃)秸秆类生物炭适用于NO_3~-吸附,羊粪生物炭是PO_4~(3-)的良好吸附材料。 相似文献
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本研究以竹片、山核桃壳、水稻及油菜秸秆等4种生物质为原料,通过热重分析研究各生物质材料性质与热解特性及生物炭产率之间的关系;并在300～700 ℃下热解6 h制备生物炭,分析生物炭的元素组成及官能团结构。结果表明,在低温段（300～400 ℃）,生物质材料中的纤维素、木质素等组分对生物炭产率影响较明显,木质素含量高的材料产率较高;而400 ℃以上则是灰分含量对生物炭产率影响较大,水稻及油菜秸秆由于灰分含量高,其400 ℃以上的生物炭产率高于竹片及山核桃壳。随着炭化温度的升高,生物炭灰分含量增加,无灰基的碳含量增大,稳定性增强;仅水稻秸秆炭由于灰分含量较高,在高温（500～700 ℃）条件下仍有部分含氧官能团存在。综上,生物炭在一定温度下的产率取决于生物质材料来源,而生物炭的稳定性则主要由炭化温度决定,且温度越高,性质越稳定。 相似文献
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炭化温度对牛粪生物炭结构性质的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以牛粪为原料,在不同炭化温度下(200、300、400、500、600、700 ℃)采用热裂解法制备生物炭,借助扫描电子显微镜、元素分析仪、比表面积分析仪,结合Boehm滴定法、碘吸附及亚甲蓝吸附等,对所制得的牛粪生物炭的形貌特征、元素组成、比表面积、孔径、表面官能团和吸附性能等进行分析。结果表明:随着炭化温度升高,产率和挥发分含量降低,灰分和固定碳含量升高,pH值增加,制得生物炭的形貌特征更有规则且孔隙更加紧密。适当的升高炭化温度有利于孔隙的形成及微孔数量的增多,比表面积和孔容逐渐变大,而孔径逐渐减小。随炭化温度升高,牛粪生物炭的C含量增加,而H、O含量减小,N含量先增加后减小,H/C、(O+N)/C和O/C均下降,说明制得生物炭的芳香性和结构稳定性增强,但极性和亲水性减弱。表面官能团中羧基含量随炭化温度升高先增加后降低,羰基含量持续增加,而内酯基、酚羟基含量、酸总量和表面含氧官能团总量逐渐降低。碘吸附值和亚甲基蓝吸附值随炭化温度升高先增加后减小,在600 ℃下吸附值最大。 相似文献
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微波加热硝酸氧化改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附作用 总被引：4，自引：1，他引：3
通过研究四种改性生物质炭吸附重金属离子Pb(Ⅱ)和阳离子型染料亚甲基蓝的动力学效应、等温吸附效应、溶液初始pH效应和共吸附效应,探讨微波辅助加热在生物质炭氧化改性中的作用。结果表明,改性稻壳基生物质炭能够有效吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝,吸附容量显著高于初始生物质炭。Langmuir方程和Freundlich方程能很好地拟合改性稻壳基生物质炭吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的等温数据(R20.90)。改性生物质炭吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的动力学研究显示,改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附主要发生在前2 h内,吸附过程符合伪二级动力学模型。随着溶液中pH的增大,Pb(Ⅱ)的去除率迅速增加,并在pH6时达到最大,亚甲基蓝的去除率在实验pH范围内也随pH缓慢上升,在pH为8~9时达到最大并逐渐趋于平衡。Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的共吸附效应表明,随着摩尔比值[MB/Pb(Ⅱ)]的增大,亚甲基蓝抑制了改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)的吸附。微波加热硝酸氧化改性显著提高600℃热裂解生物质炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能和300℃热裂解生物质炭对亚甲基蓝的吸附性能。 相似文献
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秸秆、木质素及其生物炭对潮土CO2释放及有机碳含量的影响 总被引：6，自引：2，他引：6
研究添加秸秆、木质素及其生物炭后潮土CO2释放特征及土壤有机碳含量变化,为合理利用有机物料提供科学依据。采用室内模拟试验,等碳量(1%秸秆/土壤质量比)施入4种物料(秸秆、木质素及其裂解的两种生物炭),分析不同处理土壤CO2释放速率、累积释放量和有机碳、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)及微生物量碳(MBC)含量的变化与相关性。结果发现,土壤中添加不同物料对土壤CO2释放和有机碳含量有显著影响,秸秆和木质素能提高土壤CO2释放速率、累积释放量及有机碳矿化强度,均达到极显著差异,但两种生物炭处理与对照相比没有显著差异。在培养前期(30 d),不同物料均显著提高了土壤有机碳含量;但培养一年后,仅两种生物炭处理土壤有机碳含量较高,秸秆及木质素与对照相比没有显著差异。秸秆和木质素能显著增加DOC、ROC和MBC等土壤活性有机碳含量,而两种生物炭与对照相比没有明显差异;土壤DOC、ROC(167 mmol·L-1KMn O4)、ROC(33mmol·L-1KMn O4)和MBC直接影响CO2累积释放量,ROC(333 mmol·L-1KMn O4)对CO2累积释放量具有较强的间接作用。相对于秸秆和木质素而言,生物炭增加土壤有机碳含量,而没有增加CO2释放量,因此生物炭农用在固碳减排方面更具有积极意义。 相似文献
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【目的】研究棉秆炭炭化条件对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响,为西北干旱区棉花秸秆生物炭在灰漠土土壤上改良和应用提供理论依据。【方法】采用室内恒温培养法,研究棉秆炭定量施入对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响。【结果】添加棉秆炭提高了土壤pH值、电导率和有机碳含量,相比CK处理分别提高了1.48%~2.65%、25.62%~39.61%和54.99%~213.09%;T4H0、T4H4、T6H0、T6H2和T6H4 处理土壤微生物量氮较CK处理含量增加了67.73%、9.38%、95.49%、5.21%和6.90%,添加棉秆炭降低了土壤微生物量碳和CEC(T4H0除外)27.89%~49.50%和0.08%~5.12%,T4H1、T6H1、T6H4处理提高土壤可溶性有机碳总含量,其他处理降低了土壤可溶性有机碳总含量;随着炭化温度和炭化时间的增长,土壤pH值增加。炭化时间一致,炭化温度升高,降低土壤CEC、有机碳含量,提高土壤微生物量氮、可溶性有机碳含量,炭化处理间炭化时间过短或长(0.5、4 h)提高土壤微生物量碳。炭化温度高时(600℃),炭化时间影响土壤pH值和有机碳含量。【结论】低温短时间(450℃,1 h)制备的棉秆炭对灰漠土理化性质和活性有机碳氮变化影响较好,是较适宜的炭化处理。 相似文献
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不同原料生物炭理化性质的对比分析 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究不同原料生物炭理化性质的差异,以苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭和褐煤生物炭6种生物炭为测试材料,利用傅里叶红外光谱仪和Boehm滴定法对生物炭表面官能团进行定性和定量分析,用电子扫描显微镜观察生物炭表面形貌,并测定生物炭的pH值、有机碳含量和阳离子交换量等基本理化性质。结果表明,除污泥生物炭呈弱酸性外（pH=6.76）,其他生物炭均呈碱性（pH=8.49~9.96）。苜蓿秸秆生物炭有机碳含量最高（588.43 g·kg-1）,污泥生物炭最低（168.17 g·kg-1）。阳离子交换量大小排序为,苜蓿秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭 > 葡萄藤生物炭 > 小麦秸秆生物炭 > 污泥生物炭 > 褐煤生物炭。FTIR图谱表征显示,生物炭表面存在芳香烃类和含氧基团,生物炭的结构以芳环骨架为主。苜蓿生物炭表面官能团总数最多,污泥生物炭最少。扫描电镜（SEM）结果表明,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭表面有明显孔隙结构,褐煤生物炭和污泥生物炭表面并无明显的孔隙结构。综上,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭适用农田土壤改良与培肥,褐煤生物炭和污泥生物炭可尝试用于污染土壤的修复,同时污泥生物炭可用于盐碱土的改良。 相似文献
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采用盆栽试验,探究了添加不同比例（0, 1%, 2%, 4%）玉米秸秆炭和商陆根生物炭对铜污染红壤中小油菜生长与铜有效性的影响。结果表明,与对照相比,添加两种生物炭均能够增加铜污染红壤上小油菜的生物量。在低铜污染水平下,4%玉米炭和商陆炭处理小油菜生物量分别增加了21.2倍和67.9倍;高铜污染水平下,4%玉米炭和商陆炭处理小油菜生物量分别增加了8.6倍和109.6倍。商陆炭的添加能够显著提高土壤pH值,在低铜污染水平下,商陆炭处理土壤pH值升高了0.4～1.66个单位,较玉米炭处理土壤pH值多升高了0.25～1.35个单位;在高铜污染下,商陆炭处理土壤pH值升高了0.33～1.52个单位,较玉米炭土壤pH值多升高了0.3～1.25个单位。向污染土壤中添加两种生物炭均能够显著降低土壤有效态铜的含量。其中,在低铜污染土壤中,4%玉米炭和商陆炭处理土壤有效态铜含量分别降低了21.9%和45.2%;在高铜污染土壤中,4%玉米炭和商陆炭处理土壤有效态铜含量分别降低了41.9%和53.8%。两种生物炭均能够显著降低小油菜铜累积量,向低铜污染土壤中添加4%的玉米炭和商陆炭,小油菜地上部铜含量下降了21.2%、67.8%。高污染土壤中添加4%的玉米炭和商陆炭小油菜地上部铜含量下降了19.9%、66.8%。两种生物炭均可以改良红壤的酸度,降低土壤铜有效性,并提高小油菜的生物量,降低小油菜铜累积量,但是商陆炭的效果更为明显。 相似文献
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长期氮添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落多样性的影响 总被引：3，自引：2，他引：3
以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 kg N·hm~(-2))、N30(30 kg N·hm~(-2))、N50(50 kg N·hm~(-2))、N100(100 kg N·hm~(-2))、N150(150 kg N·hm~(-2))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。 相似文献
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《农业科学学报》2016,(1)
We have had little understanding on the effects of different types and quantities of biochar amendment on soil N transformation process and the microbial properties. In this study, various biochars were produced from straw residues and wood chips, and then added separately to a paddy soil at rates of 0.5, 1 and 2%(w/w). The effects of biochar application on soil net N mineralization and nitrification processes, chemical and microbial properties were examined in the laboratory experiment. After 135 d of incubation, addition of straw biochars increased soil p H to larger extent than wood biochars. The biochar-amended soils had 37.7, 7.3 and 227.6% more soil organic carbon(SOC), available P and K contents, respectively, than the control soil. The rates of net N mineralization and nitrification increased significantly as biochars quantity rose, and straw biochars had greater effect on N transformation rate than wood biochars. Soil microbial biomass carbon increased by 14.8, 45.5 and 62.5% relative to the control when 0.5, 1 and 2% biochars(both straw- and wood-derived biochars), respectively, were added. Moreover, biochars amendments significantly enhanced the concentrations of phospholipid fatty acids(PLFAs), as the general bacteria abundance increased by 161.0% on average. Multivariate analysis suggested that the three rice straw biochar(RB) application levels induced different changes in soil microbial community structure, but there was no significant difference between RB and masson pine biochar(MB) until the application rate reached 2%. Our results showed that biochars amendment can increase soil nutrient content, affect the N transformation process, and alter soil microbial properties, all of which are biochar type and quantity dependent. Therefore, addition of biochars to soil may be an appropriate way to disposal waste and improve soil quality, while the biochar type and addition rate should be taken into consideration before its large-scale application in agro-ecosystem. 相似文献
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草甘膦对土壤酶活性及呼吸强度的影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
［目的］研究草甘膦对土壤环境质量的影响。［方法］从未用过草甘膦的蔬菜地采集2～20 cm土层的土壤,风干后过30目筛,培养7 d后向土样中添加草甘膦,使其浓度分别为0.04、0.40、0.80、4.00 mg/kg,培养后不同时间取样,测土壤脲酶、过氧化氢酶活性和土壤释放的CO2量。［结果］施药1 d后,0.04、0.40、4.00mg/kg草甘膦对土壤脲酶活性的抑制率分别为26.1%、22.4%、20.5%,4.00mg/kg草甘膦对土壤过氧化氢酶活性的抑制率为42.7%,其他处理对土壤过氧化氢酶活性均具有激活效应 草甘膦对土壤呼吸强度具有抑制作用,且浓度越大对土壤呼吸强度的抑制作用越强。［结论］试验结束时,草甘膦对土壤脲酶、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度的影响消失。 相似文献