生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生負(fù)激發(fā)效應(yīng)的機(jī)制包括:(1)生物質(zhì)炭中含有一定量的可利用有機(jī)碳成分,微生物可能會(huì)優(yōu)先利用這部分碳,從而減少了對(duì)原有機(jī)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(duì)有機(jī)碳的分解活性;(3)生物質(zhì)炭豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)具有包裹和吸附作用,可能會(huì)隔離微生物及其產(chǎn)生的胞外酶與受保護(hù)的有機(jī)碳的接觸,從而降低有機(jī)碳的分解;(4)生物質(zhì)炭促進(jìn)土壤有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體的形成,從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性。而生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生正激發(fā)效應(yīng)的原因可能是由于生物質(zhì)炭的多孔性及其所含的營(yíng)養(yǎng)元素為微生物的生長(zhǎng)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(jìn)其對(duì)土壤有機(jī)碳的礦化分解。生物炭幾乎是純碳,埋到地下后可以有幾百至上千年不會(huì)消失,等于把碳封存進(jìn)了土壤。吉林玉米生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)
在2005年前后,隨著巴西亞馬遜流域考古發(fā)現(xiàn)黑土(blackearths,或terrapretadeindio(葡萄牙語(yǔ))比周圍臨近土壤具有更高的碳含量和產(chǎn)量,生物炭逐漸引起了人們的興趣。巴西亞馬遜黑土主要有原住民燒烤后留下的木炭逐年累積而成。生物炭大劑量一次施用還是低劑量多年施用,目前還沒(méi)有明確答案。研究結(jié)果表明大劑量一次施用效果會(huì)持續(xù)2-3年時(shí)間,但如果超過(guò)80-120t/ha可能會(huì)造成作物減產(chǎn);而低劑量多年累積施用量即使達(dá)到144t/ha,仍能顯著提高小麥產(chǎn)量。主要原因可能是大劑量一次施用會(huì)急劇改變土壤理化性質(zhì),如pH。生物炭中含有焦油,焦油對(duì)作物生長(zhǎng)有害。而低劑量多年施用進(jìn)入土壤的焦油會(huì)被微生物分解,過(guò)多的堿性物質(zhì)也會(huì)被雨水淋洗掉,就不會(huì)引起土壤理化性質(zhì)的急劇變化和過(guò)量的焦油。新疆科研用生物質(zhì)炭購(gòu)買生物質(zhì)炭在土壤中的長(zhǎng)期固碳功能是生物質(zhì)炭重要的功能之一。
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(yáng)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(duì)土壤陽(yáng)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(qiáng)土壤對(duì)陽(yáng)離子的吸附能力,增加耕層土壤CEC。生物炭對(duì)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(jī)氮的礦化和銨根的硝化作用有關(guān)。生物炭的pH升高,其對(duì)重金屬離子的吸附和固定加強(qiáng),說(shuō)明了生物炭對(duì)重金屬的吸附與生物炭的表面官能團(tuán)和pH值有關(guān)。
生物質(zhì)炭是一種多孔質(zhì)炭材料,外觀黑色,形狀主要有粉狀和顆粒狀。生物質(zhì)炭根據(jù)原料來(lái)源不同,可以分為木炭、稻殼炭、秸稈炭等。秸稈炭理化特性:每千克炭中合鉀53g、氮4.3g、磷2.6g、鎂3.52g、微量元素銅0.015g、鐵0.58g、鋅O.11g,比表面積171m2/g。生物質(zhì)炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),較大的比表面積,特異的表面官能團(tuán),穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì),能耐酸堿,能經(jīng)受水濕、高溫及高壓,特別是制成活性炭后,是優(yōu)良的吸附、凈化材料、也可以作為催化劑或催化劑載體。生物質(zhì)炭的制備方法簡(jiǎn)單多樣,包括高溫?zé)峤?、水熱碳化、傳統(tǒng)碳化等類型。制備場(chǎng)地也靈活多樣,從大型工業(yè)到小型家庭規(guī)模,甚至在農(nóng)田場(chǎng)地都可以制得。因此,其在應(yīng)用和推廣方面具有優(yōu)勢(shì)。不過(guò),目前生物質(zhì)炭的有效性取決于其物理和化學(xué)特性,而這些特性受到廢棄物本身的可利用性和生產(chǎn)加工制造等因素的影響,對(duì)其機(jī)理還需進(jìn)一步系統(tǒng)研究。生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽(yáng)離子交換量,能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分。
生物炭的理化參數(shù)主要包括:全碳含量、灰分含量、揮發(fā)成分含量、表面元素組成及表面官能團(tuán)種類和含量、表面負(fù)電荷含量等;結(jié)構(gòu)表征主要包括:表面形態(tài)和孔隙結(jié)構(gòu)(如比表面積、孔容積和孔徑分布等。由于原材料、技術(shù)工藝及熱解條件等差異,生物炭在結(jié)構(gòu)、揮發(fā)成分含量、灰分含量、孔容、比表面積等理化性質(zhì)上表現(xiàn)出非常的多樣性,進(jìn)而使其擁有不同的環(huán)境效應(yīng)[。目前,國(guó)內(nèi)學(xué)者就生物炭的特性、環(huán)境行為和效應(yīng)、土壤性狀和產(chǎn)量、碳截留與溫室氣體減排及其對(duì)全球生物地球化學(xué)循環(huán)影響等領(lǐng)域已開(kāi)展了大量研究。生物炭富含微孔,不但可以補(bǔ)充土壤的有機(jī)物含量,還可以有效地保存水分和養(yǎng)料,提高土壤肥力。甘肅樹(shù)苗生物質(zhì)炭功能是什么
生物質(zhì)炭的添加對(duì)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(jī)碳的礦化速率。吉林玉米生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)
生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)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(jié)合重金屬離子的強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(jié)果顯示BC700對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率遠(yuǎn)小于BC350,吸附效果更好;劉玉學(xué)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(duì)小青菜及其土壤的影響,結(jié)果顯示生物炭的施入能降低土壤容重。吉林玉米生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)