生物炭模拟老化及其对酸性红壤改良的潜力分析

发布时间：2021-05-17 16:29

　　我国南方红壤分布区,年均降雨量大,土壤淋溶作用较强,且铝毒害严重,是主要的酸雨分布区。生物炭具有提高酸性土壤pH,增加土壤肥力,缓解土壤铝毒的作用。自然状态下存在的生物炭较为稳定,但是施入土壤中的生物炭在降雨淋洗和酸雨的浸泡下会发生老化作用。近年来,人们主要关注生物炭改良土壤和促进作物生长这些方面,对生物炭老化以及其老化后对土壤改良和作物生长后效的研究较少。因此,本研究通过水洗和酸化两种方法对花生壳生物炭进行模拟老化试验,并利用元素分析仪、扫描电镜（SEM）、X射线衍射光谱分析仪（XRD）和傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）研究生物炭老化前后的理化性质及结构差异。并将原生物炭（Primary biochar,PB）、水洗老化生物炭（Washing biochar,WB）和酸化老化生物炭（Acidulated biochar,AB）与酸性红壤进行充分混合培养,研究生物炭缓解土壤铝毒,提高土壤养分的后效,并通过种植小白菜,研究生物炭促进作物生长的潜力。获得主要以下研究结果:（1）生物炭经老化处理后pH值均下降,且酸化生物炭比水洗生物炭的下降程度大;另外,WB的O/C和（O+N）/C分别下降了... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 国内外土壤酸化及铝毒现状
        1.1.1 国内外土壤酸化现状
        1.1.2 土壤铝毒研究现状
    1.2 生物炭与酸性土壤改良及生物学效应
        1.2.1 生物炭的性质
        1.2.2 生物炭对土壤酸度及铝毒的影响
        1.2.3 生物炭对土壤及作物生长的影响
    1.3 生物炭改性及其老化
        1.3.1 改性生物炭的研究
        1.3.2 老化生物炭的研究
2 研究目的、内容和技术路线
    2.1 研究背景
    2.2 研究的目的和意义
    2.3 研究内容与方法
    2.4 技术路线
3 生物炭老化后理化性质及微观结构变化的表征
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 分析方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 生物炭老化过程中pH的动态改变
        3.2.2 生物炭老化前后的元素组成及含量分析
        3.2.3 生物炭老化前后的超微结构分析
        3.2.4 生物炭老化前后的X射线衍射图谱(XRD)分析
        3.2.5 生物炭老化前后的红外图谱(FTIR)分析
        3.2.6 生物炭老化前后有机碳结构的差异
    3.3 讨论
        3.3.1 生物炭老化过程中pH的动态改变
        3.3.2 生物炭老化前后的元素组成及含量分析
        3.3.3 生物炭老化前后的结构分析
    3.4 小结
4 老化生物炭对红壤铝形态影响的潜在机制
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试验设计
        4.1.3 样品采集与测定
        4.1.4 数据计算与处理
    4.2 结果与分析
        4.2.1 老化生物炭对红壤养分含量的影响
        4.2.2 老化生物炭对酸性红壤官能团的影响
        4.2.3 老化生物炭对酸性红壤潜在酸含量的影响
        4.2.4 老化生物炭对酸性红壤活性铝含量的影响
        4.2.5 老化生物炭对酸性红壤不同形态铝比例的影响
    4.3 讨论
        4.3.1 老化生物炭对红壤理化性质的影响
        4.3.2 老化生物炭对土壤酸度和铝形态的影响
    4.4 小结
5 老化生物炭对酸性土壤铝毒缓解及作物生长的潜力分析
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 试验设计
        5.1.3 样品采集与测定
        5.1.4 数据计算与处理
    5.2 结果与分析
        5.2.1 老化生物炭对小白菜生物量和农艺性状的影响
        5.2.2 老化生物炭对小白菜元素含量的影响
        5.2.3 老化生物炭对红壤养分含量及官能团的影响
        5.2.4 老化生物炭酸性红壤潜在酸含量的影响
        5.2.5 老化生物炭对酸性红壤不同形态铝的影响
    5.3 讨论
        5.3.1 老化生物炭对土壤养分及作物生长的影响
        5.3.2 老化生物炭对土壤潜在酸及铝含量的影响
    5.4 小结
6 总结与展望
    6.1 总结
        6.1.1 生物炭老化前后理化性质及微观结构的变化
        6.1.2 老化生物炭对土壤活性铝总量及铝形态的影响
        6.1.3 老化生物炭对作物生长的影响
    6.2 展望
    6.3 创新点
参考文献
研究生期间主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭老化后理化性质及微观结构的表征[J]. 林庆毅,姜存仓,张梦阳.  环境化学. 2017(10)
[2]生物炭对红壤中不同铝形态及小白菜生长的影响[J]. 林庆毅,应介官,张梦阳,彭抒昂,姜存仓.  沈阳农业大学学报. 2017(04)
[3]水稻秸秆生物炭对污染土壤中镉生物有效性的影响[J]. 张华纬,甄华杨,岳士忠,张慧琦,乔玉辉.  生态环境学报. 2017(06)
[4]冻融循环对牦牛粪生物炭吸附氨氮的影响[J]. 汪艳如,侯杰发,郭建华,黄兵,罗专溪,陈樑.  农业环境科学学报. 2017(03)
[5]生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制[J]. 应介官,林庆毅,张梦阳,黄毅,彭抒昂,姜存仓.  中国农业科学. 2016(23)
[6]生物炭来源、性质及其在重金属污染土壤修复中的研究进展[J]. 陈志良,袁志辉,黄玲,钟松雄,王欣,戴玉,蒋晓璐,尹光彩.  生态环境学报. 2016(11)
[7]老化作用对水稻秸秆生物炭吸附Cd（Ⅱ）能力的影响[J]. 陈昱,梁媛,郑章琪,施维林.  环境化学. 2016(11)
[8]农沟底泥和水稻秸秆热解制备生物碳球及其氨氮吸附研究[J]. 陈成广,周树烽,胡保卫,徐立红,盛国栋.  水利学报. 2017(03)
[9]不同生物质制备的生物炭对菲的吸附特性研究[J]. 张晗,林宁,黄仁龙,舒月红.  环境工程. 2016(10)
[10]生物炭陈化的研究进展[J]. 鞠文亮,荆延德,刘兴.  土壤通报. 2016(03)

博士论文
[1]生物炭陈化对土壤养分和水稻生长的影响[D]. 苗微.沈阳农业大学 2014
[2]生物碳对酸性土壤中有害金属植物毒性缓解及阻控机理[D]. 钱林波.浙江大学 2014
[3]生物质炭输入对土壤氮素流失及温室气体排放特性的影响[D]. 刘玉学.浙江大学 2011

硕士论文
[1]生物炭对红壤的降酸效果与毛豆生长的影响[D]. 邱志腾.浙江大学 2015
[2]生物炭改良土壤物理性质的初步研究[D]. 张峥嵘.浙江大学 2014
[3]杉木林生态系统转换对土壤铝形态的影响及其机制[D]. 李卿叁.福建农林大学 2011
[4]改性竹炭去除废水中磷的研究[D]. 罗舒君.南京林业大学 2010



本文编号：3192082