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(qiáng)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(jī)氮的礦化和銨根的硝化作用有關(guān)。生物炭的pH升高,其對重金屬離子的吸附和固定加強(qiáng),說明了生物炭對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。上海油菜生物質(zhì)炭怎么制作
生物質(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),進(jìn)入土壤后與土壤礦物顆粒結(jié)合而促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成,有效改善土壤結(jié)構(gòu),促進(jìn)植物根系生長及其養(yǎng)分、水分吸收,既增強(qiáng)抗倒伏能力,又提高植物抗旱、抗鹽等抗逆性。一些研究發(fā)現(xiàn),施用生物質(zhì)炭后,植株抗病能力提升,如水稻穗頸瘟和稻曲病率降低。生物質(zhì)炭還能通過提高土壤微生物多樣性降低煙草青枯病發(fā)病率。在長期種植人參的土壤中施用生物質(zhì)炭,可抑制由連作障礙引起的根腐病的發(fā)生,人參產(chǎn)量增加27%,主要品質(zhì)指標(biāo)皂苷含量提高86%。施用生物質(zhì)炭后葉菜類蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量大幅降低。在重金屬污染土壤中,施用生物質(zhì)炭雖然無法將有毒元素從土壤中去除,但是可大幅度降低污染物的溶解性和植物可利用性,進(jìn)一步抑制有害金屬元素向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移,從而降低重金屬在可食部分中的含量。許多研究還發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭能夠降低農(nóng)藥在土壤中的殘留量,進(jìn)一步提升土壤健康水平。因此,生物質(zhì)炭農(nóng)田施用是健康生產(chǎn)的綠色技術(shù)。內(nèi)蒙古生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法秸稈生物質(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(jī)質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機(jī)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(dá)1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢:上世紀(jì)90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進(jìn)入本世紀(jì)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(fèi)愈發(fā)嚴(yán)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(xiàn)分別是57.2%和67.3%,形勢非常嚴(yán)峻。利用生物炭與其它化肥復(fù)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(hù)具有重要意義。
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)炭的制備方法簡單多樣,包括高溫?zé)峤?、水熱碳化、傳統(tǒng)碳化等類型。制備場地也靈活多樣,從大型工業(yè)到小型家庭規(guī)模,甚至在農(nóng)田場地都可以制得。因此,其在應(yīng)用和推廣方面具有優(yōu)勢。不過,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,對其機(jī)理還需進(jìn)一步系統(tǒng)研究。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(jī)碳分解增加或減少的量。
以往研究表明,生物質(zhì)炭的多孔結(jié)構(gòu)和大比表面積可以為微生物提供適宜的生境,微生物可以直接利用生物質(zhì)炭含有的活性組分作為能源物質(zhì)。研究指出,生物質(zhì)炭可以通過提高土壤物理和化學(xué)性質(zhì),如提高有機(jī)碳含量,Ca含量,降低可交換Al含量,來改善微生物生存環(huán)境。生物質(zhì)炭對有毒化合物的吸附,如酚類、農(nóng)藥等,可以降低這些有害物質(zhì)的移動(dòng)性,進(jìn)而保障微生物的正?;顒?dòng);而生物質(zhì)炭對土壤原有機(jī)物質(zhì)的吸附可能導(dǎo)致其在炭表面的固定或者炭內(nèi)部的物理保護(hù),降低了與微生物群體的接觸機(jī)會(huì),進(jìn)而對微生物活動(dòng)產(chǎn)生抑制。此外,生物質(zhì)炭添加對土壤持水能力和團(tuán)聚結(jié)構(gòu)等方面的提高,也有利于土壤環(huán)境中微生物群體的生長和代謝。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(jī)碳的礦化速率。重慶環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)
生物質(zhì)炭是作物秸稈、果木修剪枝條、動(dòng)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(yīng)生成。上海油菜生物質(zhì)炭怎么制作
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(jī)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(jī)碳轉(zhuǎn)化固定,還因具備多重潛在價(jià)值引起土壤學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、環(huán)境學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、能源學(xué)家的興趣。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)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(yīng),增加微生物活性,利于作物增產(chǎn);在工業(yè)領(lǐng)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(lǐng)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。上海油菜生物質(zhì)炭怎么制作