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。生物炭對土壤陽離子交換量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,可以增強土壤對陽離子的吸附能力,增加耕層土壤CEC。生物炭對低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、有機氮的礦化和銨根的硝化作用有關。生物炭的pH升高,其對重金屬離子的吸附和固定加強,說明了生物炭對重金屬的吸附與生物炭的表面官能團和pH值有關。作為一種環(huán)保高效的重金屬鈍化劑,生物質炭在市場上受到越來越多人的關注和青睞。云南玉米生物質炭技術的應用
用秸稈制備的活性炭,由于對銅離子有較好的吸附作用,已經(jīng)用于處理廢水中的銅離子。以椰子殼為原料制備的活性炭,也已經(jīng)用于對蔗糖溶液進行脫色。之前,許多工廠都是用二氧化硫對糖液進行脫色處理,帶來了環(huán)境污染。而椰殼活性炭具有毛細孔分配均勻和吸附力強的特點,且可多次使用,既經(jīng)濟又環(huán)保。稻殼制備活性炭的工藝簡單、成本低,對中傷害人體健康的焦油、煙氣中煙堿有良好的吸附作用,可以用來去除這些有害物質。城市污水中的污泥也可以用作生產(chǎn)活性炭的原料,并且污泥活性炭已用于對染料廢水進行脫色。此外,污泥制成的活性炭還可作為填充劑和著色料,用于聚氯乙烯防水卷材、聚乙烯塑料管材以及橡膠密封墊圈、橡膠輸送帶等制品的生產(chǎn),提高這些制品的性能。甘肅玉米生物質炭技術的應用秸稈生物質炭,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。
生物質炭是一種由生物質材料經(jīng)過高溫熱解或氧化處理得到的炭材料。它具有許多優(yōu)點,其中之一就是其激發(fā)效應。生物質炭的激發(fā)效應主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1.激發(fā)植物生長:生物質炭可以改善土壤質地和結構,增加土壤保水性和通氣性,提供植物所需的養(yǎng)分和微生物活性,從而促進植物的生長和發(fā)育。2.激發(fā)土壤肥力:生物質炭具有高吸附性能,可以吸附和固定土壤中的養(yǎng)分,減少養(yǎng)分流失,提高土壤肥力。同時,生物質炭中的有機物質可以分解為植物所需的養(yǎng)分,為植物提供持久的營養(yǎng)。3.激發(fā)土壤微生物活性:生物質炭可以提供微生物生長的理想環(huán)境,增加土壤中有益微生物的數(shù)量和活性,促進土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡,提高土壤的生物活性。4.激發(fā)碳循環(huán):生物質炭可以將大量的碳固定在土壤中,減少二氧化碳的排放,有助于緩解全球氣候變化。
. 生物質炭基肥是將生物質炭與氮、磷、鉀等化學肥料按照一定比例混合后造粒制成,可以替代化肥施用,同時增施了有機質。生物質炭基肥的施用量等同于化肥,施用成本與普通復合肥相當,對消費者來說有很強的競爭力。2017—2018年期間,我們在北方糧食主產(chǎn)區(qū)進行了生物質炭基肥肥效的田間示范試驗,共有150個試驗點,包括玉米、水稻、小麥、大豆等15種作物。結果顯示,與普通復合肥相比,生物質炭基肥施用下,各種作物的增產(chǎn)幅度為0.5%~33.3%,其中小麥增產(chǎn)比較高(平均10.8%),其次是水稻(9.8%),大豆和玉米分別增產(chǎn)6.8%和5.3%。2017年,生物質炭基肥農業(yè)部行業(yè)標準出臺。盡管科學試驗已經(jīng)證實生物質炭基肥有較好的增產(chǎn)增效減排效果,但作為一種新型肥料,生物質炭基肥替代化肥尚需要解決市場機制問題。生物質炭添加到土壤中后可導致土壤中的微生物量和代謝活性增加。
已有研究顯示,生物質炭的添加可以刺激土壤微生物活動,從而影響微生物群落的特性及代謝酶活性。生物質炭良好的孔隙結構和較大比表面積,可以為土壤微生物的棲息提供空間,并為微生物逃避捕食者提供物理保護。研究得出,生物質炭的添加促進土壤微生物活性和生物量增加,并且隨添加量水平提高,趨勢更為明顯;而其他研究則表明,添加生物質炭會引起土壤微生物生物量碳的含量降低。同時,土壤中不同微生物群體對生物質炭輸入的響應可能存在差異。生物質炭制備原料來源,且具有綠色可持續(xù)發(fā)展的特點。在全球資源日益匱乏、環(huán)境污染問題日趨嚴重的,利用含碳量高的生物質廢棄物原料制備生物質炭不僅避免了環(huán)境污染并可生成新的能源,也是一種廢物資源化的良好途徑?;谏锾坎牧系膬?yōu)良吸附特性和豐富表面活性,其未來不僅再農業(yè)土壤改良和質量提升方面大有可為,在水體環(huán)境改善和污染治理、煙氣凈化、環(huán)境功能材料等方面也有巨大的應用潛力。生物質炭措施對于糧食增產(chǎn)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??蒲杏蒙镔|炭技術的應用
生物質炭具有高度穩(wěn)定性和較強的吸附性能。云南玉米生物質炭技術的應用
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。云南玉米生物質炭技術的應用