中國臺灣生物質(zhì)炭豐度控制

來源: 發(fā)布時間:2024-09-25

生物質(zhì)炭可以通過對土壤理化性質(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)過程中硝化細菌、反硝化細菌和固氮菌的多樣性和豐度,進而影響土壤氮素物質(zhì)循環(huán)。生物質(zhì)炭對農(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。其可能的原因為:生物質(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)達的孔隙結構和較大比表面積,增加對土壤中NH+4NH4+和NO?3NO3?的吸附,從而減少反硝化作用的基質(zhì)。應用于園藝基質(zhì),生物質(zhì)炭提升植物生長質(zhì)量。中國臺灣生物質(zhì)炭豐度控制

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生物質(zhì)炭是作物秸稈、果木修剪枝條、農(nóng)產(chǎn)品下腳料、動物糞便等各種來源的廢棄生物質(zhì)在厭氧環(huán)境下發(fā)生熱解反應生成的黑色固體。早在2006年,科學家提出將生物質(zhì)炭施于土壤,以提高土壤肥力。這一思想源于亞馬孫河流域黑色肥沃土壤的發(fā)現(xiàn)。南美洲的亞馬孫河流域是世界上比較大的熱帶雨林區(qū),因高溫多雨,該地區(qū)土壤有機質(zhì)分解快,導致土壤快速退化而貧瘠。但就是在這樣一個土地貧瘠的地區(qū),零星分布著非常肥沃的土壤,當?shù)厝朔Q這種土壤為TerraPreta??茖W家研究發(fā)現(xiàn),這種肥沃土壤的特征是存在大量的黑色炭顆粒[1]。土壤中的黑色炭顆粒是2500多年以前當?shù)卦∶駥⒅脖婚_墾后的林木廢棄物土法炭化后混入土壤中的。21世紀以來,全球掀起了對這種人為黑色肥沃土壤的研究熱潮,也拉開了農(nóng)業(yè)生物質(zhì)炭研究的序幕。2009年,《生物質(zhì)炭與環(huán)境管理:科學與技術》一書問世。科學家們總結了生物質(zhì)炭制備方法、性質(zhì)、功能及土壤和環(huán)境應用效果等,并描繪出了生物質(zhì)炭產(chǎn)業(yè)的美好藍圖。吉林蘆葦生物質(zhì)炭購買生物質(zhì)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。

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生物炭(Biochar)是利用生物殘體在缺氧的情況下,經(jīng)高溫慢熱解(通常<700℃)產(chǎn)生的一類難溶的、穩(wěn)定的、高度芳香化的、富含碳素的固態(tài)物[1]。生物炭多為顆粒細、質(zhì)地較輕的黑色蓬松狀固態(tài)物質(zhì),主要組成元素為碳、氫、氧、氮等,含碳量多在70%以上。生物炭可溶性極低,具有高度羧酸酯化和芳香化結構[2–3],其原料來源,農(nóng)業(yè)廢棄物如雞糞、豬糞、木屑、秸稈以及工業(yè)有機廢棄物、城市污泥等都可作為其原料[4]。生物炭原材料尺寸的大小會影響到生物炭產(chǎn)率,主要表現(xiàn)為尺寸增大生物炭產(chǎn)量隨之增加。蜂窩活性炭廠家選智融聯(lián),常用活性炭吸附性強,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,規(guī)格種類齊全,有蜂窩活性炭,柱狀活性炭等,質(zhì)優(yōu)價廉,期待與您合作.

廢棄物生物質(zhì)炭化利用過程將一大部分綠色植物光合產(chǎn)物碳以生物質(zhì)炭的形式固定下來,與直接燃燒或還田相比,有機碳的周轉(zhuǎn)時間大幅度延長,將大氣二氧化碳更長時間地封存于土壤。有研究表明,生物質(zhì)炭穩(wěn)定性強,在土壤中至少存留幾百年。其次,生物質(zhì)炭化過程還回收利用了有機質(zhì)中大部分的養(yǎng)分資源和一部分能量,既節(jié)約了能源,又減少了化學肥料施用,進而減少了化學肥料生產(chǎn)過程中的溫室氣體排放。第三,生物質(zhì)炭施用后還能減少農(nóng)田溫室氣體直接排放。對多個田間試驗的數(shù)據(jù)整合分析發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭施用后農(nóng)田氧化亞氮和稻田甲烷排放分別降低13.6%和15.2%,每生產(chǎn)1千克谷物溫室氣體排放量減少3.5千克二氧化碳當量。按照2018年全國糧食產(chǎn)量6.58億噸計,生物質(zhì)炭施用當年全國溫室氣體排放可減少23億噸二氧化碳當量。因此,生物質(zhì)炭農(nóng)業(yè)應用的碳中和潛力巨大。碳封存與減排,生物質(zhì)炭在減緩氣候變化中扮演重要角色。

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熱解過程中,生物質(zhì)原料的結構基本印記在了生物炭中,對生物炭的物理化學性質(zhì)具有決定性影響。生物質(zhì)熱解過程中,質(zhì)量損失(大部分以揮發(fā)有機物的形式)及不相稱的收縮或體積減少的發(fā)生,導致礦物及碳骨架形成,并且保留了原料的基本孔隙和結構特征。生物炭的孔一般按直徑大小分為大孔(ID>50nm)、中孔(2nm

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生物質(zhì)炭制成炭基復合肥(炭為10-30%),還田以后有如下效果:(1)增加土壤孔隙度,改善土壤通氣、透水狀況,緩解土壤板結的難題;(2)將土壤中緊缺的氮、磷、鉀、鎂等大量元素返回到土壤中,而且還可以補充植物所必須的銅、鐵、鋅等微量元素;(3)抑制土壤對磷的吸附,從而改善植物對磷的吸收利用;(4)修復土壤重金屬污染,對污染土壤中的鎘(Cd)具有的吸附作用;(5)提高土壤的地溫(1-3℃),有利于作物的生長;(6)穩(wěn)定土壤的pH作用;(7)對肥料和農(nóng)藥的緩釋作用;(8)改善土壤的微生物環(huán)境的作用;(9)提高水稻等作物的抗倒伏作用;(10)固定二氧化碳作用。蜂窩活性炭廠家選智融聯(lián),常用活性炭吸附性強,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,規(guī)格種類齊全,有蜂窩活性炭,柱狀活性炭等,質(zhì)優(yōu)價廉,期待與您合作.中國臺灣生物質(zhì)炭豐度控制