生物質(zhì)炭對土壤有機碳分解產(chǎn)生負激發(fā)效應的機制包括:(1)生物質(zhì)炭中含有一定量的可利用有機碳成分,微生物可能會優(yōu)先利用這部分碳,從而減少了對原有機碳的分解;(2)生物質(zhì)炭含有一定量的有毒化合物(酚類),能抑制微生物對有機碳的分解活性;(3)生物質(zhì)炭豐富的孔隙結(jié)構和比表面積對土壤有機質(zhì)具有包裹和吸附作用,可能會隔離微生物及其產(chǎn)生的胞外酶與受保護的有機碳的接觸,從而降低有機碳的分解;(4)生物質(zhì)炭促進土壤有機-無機復合體的形成,從而增強土壤有機質(zhì)的穩(wěn)定性。而生物質(zhì)炭對土壤有機碳分解產(chǎn)生正激發(fā)效應的原因可能是由于生物質(zhì)炭的多孔性及其所含的營養(yǎng)元素為微生物的生長繁殖提供了有利的環(huán)境,從而增加微生物的數(shù)量和活性,促進其對土壤有機碳的礦化分解。生物質(zhì)炭是由動植物生物質(zhì)在缺氧的條件下經(jīng)高溫熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化的物質(zhì),難以被微生物分解。江西科研用生物質(zhì)炭用途是什么
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,不僅能夠吸持有機質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機養(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1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢:上世紀90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進入本世紀近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費愈發(fā)嚴重,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)貢獻分別是57.2%和67.3%,形勢非常嚴峻。利用生物炭與其它化肥復合生產(chǎn)緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對農(nóng)業(yè)節(jié)約投入、增產(chǎn)增收和環(huán)境保護具有重要意義。四川生物質(zhì)炭豐度控制生物質(zhì)炭對土壤碳庫的影響除了其本身保留的碳外,還包括其對土壤原有機碳分解增加或減少的量。
生物質(zhì)是一個的概念。所有的直接或間接利用綠色植物光合作用獲得的有機質(zhì)都稱為生物質(zhì),包括植物、動物、微生物,以及它們所產(chǎn)生的廢棄物,如動物糞便等。由于生物質(zhì)是含碳的有機質(zhì),因此理論上所有的生物質(zhì)都可以作為制備活性炭的材料。然而考慮到成本與儲量,以農(nóng)林廢棄物為的木質(zhì)纖維素是較為理想的活性炭原料。生物質(zhì)原料的組分和結(jié)構對活性炭的性能有較大影響,目前椰殼、核桃殼、松子殼等果殼原料,在制備高比表面積的活性炭方面已經(jīng)取得了很好的效果。但畢竟這些果殼的儲量很有限。因此,我們團隊一直在嘗試使用來源更的生物質(zhì)制備活性炭,如秸稈、木屑、污泥、廢棄蔬菜等來自農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及城市的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計,單就秸稈而言,我國每年產(chǎn)生的秸稈量就超過11億噸,因此生物質(zhì)制備活性炭具有巨大的潛力。
氮素是作物生長必需的營養(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注的重點。近年來的研究表明,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NH3、 NH+4NH4+ 和 NO?3NO3? 都具有吸附能力和固持效果,進而減少土壤中氮素的損失。研究表明,生物質(zhì)炭配合無機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,保障作物生長和產(chǎn)量。以往研究得出,生物質(zhì)炭添加可能會減弱、或增加或沒有影響土壤有機氮素的礦化過程。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)炭對土壤有機氮礦化影響的方向和程度主要取決于生物質(zhì)炭的結(jié)構特性、土壤碳氮水平、混合環(huán)境中的C/N值以及土壤類型。生物質(zhì)炭本身含有一些可利用的養(yǎng)分如P、K、Ca、Mg,能增加土壤肥力和作物養(yǎng)分吸收。
生物質(zhì)炭可以提供養(yǎng)分:生物炭作為土壤腐殖質(zhì)中高度芳香化結(jié)構組分的來源,不僅能穩(wěn)定土壤有機碳庫,而且能夠吸收溫室氣體二氧化碳,增加土壤活性有機碳源,促進農(nóng)作物對碳的轉(zhuǎn)化吸收。生物炭的灰分主要是硅、鉀、鈣、鎂、磷、鈉等元素,還有硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬等微量元素,雖然不能滿足農(nóng)作物生長需要,但具有無機養(yǎng)分仿生化、平衡化的特點,可以為農(nóng)作物提供的養(yǎng)分,既是化學肥料的補充,減少化肥使用量,又能提供農(nóng)作物必須的、而普通復合化肥無法提供的微量元素,對農(nóng)業(yè)平衡施肥、增產(chǎn)增收和保證作物品質(zhì)具有重要作用。生物質(zhì)炭的添加對土壤質(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,并影響土壤原有機碳的礦化速率。天津玉米生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法
我們的生物質(zhì)炭是由秸稈等農(nóng)作物廢棄物制成,能夠有效利用農(nóng)作物廢棄物資源。江西科研用生物質(zhì)炭用途是什么
已有研究顯示,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。生物質(zhì)炭良好的孔隙結(jié)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(zhì)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(zhì)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(zhì)炭輸入的響應可能存在差異。生物質(zhì)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(zhì)廢棄物原料制備生物質(zhì)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(nóng)業(yè)土壤改良和質(zhì)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。江西科研用生物質(zhì)炭用途是什么