13C標記生物炭研究結果表明生物炭穩(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小時法測定生物炭穩(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)外科學家關注。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,費時肥力,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化學氧化法測定的。有用H/C及O/C的比值來衡量的,但這些指標能定性或者半定量的比較不同生物炭之間的相對穩(wěn)定性。因此研究生物炭的生物穩(wěn)定性及其定量方法對預測生物炭在土壤中的穩(wěn)定性意義重大。試驗采用13C標記秸稈制備13C標記生物炭,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小時的化學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)。此研究結果提供了一種可靠、有效、廉價且易操作的方法來預測生物炭在土壤中的長期穩(wěn)定性。生物質(zhì)炭促進作物根系生長,增強植株對水分和養(yǎng)分的吸收能力,進一步提高作物對不良環(huán)境的適應能力。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劑,具備一定的激發(fā)效應。首先,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)植物生長。通過改善土壤質(zhì)地和結構,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,生物質(zhì)炭中富含的有機物質(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,還有助于保護環(huán)境。此外,生物質(zhì)炭中的有機物質(zhì)能夠促進土壤微生物的活性,進一步提高土壤肥力。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。這對于土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡至關重要,能夠促進土壤中的有機物分解和養(yǎng)分循環(huán),進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。生物炭的孔隙結構能降低土壤容重、降低土壤密度,生物炭具有較大的比表面積和較高表面能,有結合重金屬離子的強烈傾向,因此能夠較好地去除溶液和鈍化土壤中的重金屬。李力等的鎘去除實驗中BC350和BC700兩種玉米生物炭的比表面積分別為7.72m2/g和120m2/g,結果顯示BC700對Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率遠小于BC350,吸附效果更好;劉玉學等研究比表面積為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的竹炭對小青菜及其土壤的影響,結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。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)。生物質(zhì)炭可吸持氮、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。四川環(huán)境修復生物質(zhì)炭用途是什么
生物質(zhì)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。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)定的有機碳轉(zhuǎn)化固定,還因具備多重潛在價值引起土壤學家、農(nóng)學家、環(huán)境學家、生態(tài)學家、能源學家的興趣。在農(nóng)業(yè)領域,土壤中添加生物質(zhì)炭可以改善持水能力和養(yǎng)分供應,增加微生物活性,利于作物增產(chǎn);在工業(yè)領域,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