施用生物炭对土壤热导率的影响及机制研究

发布时间：2020-04-26 19:09

【摘要】：土壤热导率是重要的土壤热参数之一,在下垫面土壤热量的传输中起重要作用。土壤热导率与土壤容重和土壤含水量有密切关系,而生物炭能降低土壤容重并提高土壤含水量,故本研究以土壤容重、含水量和热导率为主要研究指标,探究生物炭对土壤热导率的影响及机制。试验共包括2部分内容,一是田间试验,包括6年的田间定位监测试验和田间小区试验,供试土壤均为黑土,定位试验设置CK(对照,不施生物炭)、B2.25(2.25 t hm~(-2) a~(-1))和B4.5(4.5 t hm~(-2) a~(-1))3个处理,田间小区试验处理设置B0(对照,不施生物炭)、B1(施炭1%,w w~(-1),下同)、B3(施炭3%)和B5(施炭5%)4个处理;二是室内土柱模拟试验,包括土壤失水模拟和土壤压实模拟,两个模拟试验均以黑土、棕壤和砂土为供试土壤,处理设置与田间小区试验相同。本研究的主要结论如下:(1)生物炭对大田土壤热导率有显著降低作用,土壤容重和容积含水量与土壤热导率有显著相关性。施用生物炭能提高裸地的0-7.5 cm表层日平均温和最高温,且随施炭量增加日最高温逐渐降低,生物炭对10-12.5 cm土层温度无明显影响。(2)土壤热导率随容积含水量增加呈对数形式增长。施用生物炭对热导率随容积含水量增加而增长的形式没有影响,但提高了黑土和棕壤热导率的增长速度,降低了砂土热导率的增长速度。(3)施用生物炭会降低土壤热导率,主要原因是生物炭降低了土壤容重和土壤颗粒整体热导率。失水试验表明,生物炭降低了土壤容重,提高了土壤质量含水量,但对土壤容积含水量无显著影响,使得三种土壤(黑土、棕壤和砂土)的热导率均随施炭量增加而降低。压实试验表明,固定容重和容积含水量条件下,三种土壤的热导率随施炭量增加而降低,压实后热导率随容重增加而增加。所以施用生物炭导致土壤热导率降低的原因,一是生物炭通过降低土壤内固相颗粒的体积比例,增大了土壤内气相的体积比例;二是生物炭的加入改变了土壤固相物质的组成成分,使土壤固相物质热导率降低。(4)连续施用生物炭6年后黑土的理化性质得到改善,生物炭有缓解东北黑土退化的潜力。
【图文】：

图 1-1 水稻秸秆表面炭化前（A）炭化后（B）微观扫描图（张伟明, 2012）ig.1-1 Microscopic scanning of rice straw before (A) and after (B) carbonization (Zhan炭的性质主要与原生物质材料、热解温度和热解时间有关。Shamim 等，，海藻、芒果和作物残留物中所产生的生物炭比木质纤维素丰富的原料（多的营养物质，且 pH 值和碳含量都更高；热解温度升高会使生物炭表面

技术路线
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S152

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本文编号：2641802