玉米秸秆生物炭对棕壤土热物理特性的影响及机制
发布时间：2022-08-02 18:13
土壤热性质是土壤重要物理性质之一。土壤热性质影响热量在土壤中的储存和传递,以及农作物生长发育和土壤生物化学过程。土壤中施加黑色多孔结构的生物炭,必然会影响土壤容重和颜色,通过改变土壤孔隙率和反射率从而影响土壤温度。土壤导热率、体积热容量、热扩散率和表面反射率是土壤温度的内在决定因素,而生物炭施加对土壤导热率、体积热容量、热扩散率和表面反射率等光热性质的影响还鲜有深入研究。本论文首先在300、500和700℃条件下制备玉米秸秆生物炭（CS300、CS500和CS700）,并对所得生物炭进行结构和性质的表征及测定,分析热解温度对玉米秸秆生物炭结构和性质的影响。再通过室内土柱模拟实验,研究了玉米秸秆生物炭施加到棕壤土中的对棕壤土导热率、体积热容量、热扩散率、反射率以及吸水特性的影响,探究其影响机制。试验土柱装填方式为:将CS300、CS500和CS700按0、1、3和5%（质量含量）的施加比例与棕壤土混合,土壤含水率设为0、10、20、30和40%。此外,将土壤导热率实测值与修正后的土壤导热率模型拟合值进行对比分析,分析其拟合效果。主要结论如下:（1）热解温度对生物炭结构和性质起着显著影响。...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 生物炭研究、应用进展
1.2.1 生物炭的制备及基本性质
1.2.2 生物炭对土壤理化性质的影响
1.3 生物炭对土壤热性质的影响
1.3.1 土壤热性质的研究现状
1.3.2 生物炭对土壤热性质的影响
1.4 研究内容和目的
1.5 拟解决的科学问题
1.6 技术路线
2 热解温度对玉米秸秆生物炭理化性质的影响
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料
2.2.2 仪器及药品
2.2.3 生物炭的制备
2.2.4 生物炭理化特性的测定和表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 热解温度对生物炭产率和灰分的影响
2.3.2 元素分析
2.3.3 热重分析
2.3.4 傅里叶红外变换光谱分析
2.3.5 Boehm滴定和p H值
2.3.6 比表面积及孔径状况
2.3.7 X-射线衍射分析
2.3.8 扫描电镜分析
2.4 小结
3 玉米秸秆生物炭施加对棕壤土热物理特性的影响
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.0 材料
3.2.1 试验仪器和试剂
3.2.2 实验设计
3.2.3 土壤理化性质的测定
3.2.4 土壤热特性的测定
3.2.5 含炭土壤导热率模型的修正
3.2.6 数据分析与处理
3.3 结果和讨论
3.3.1 生物炭对土壤容重和孔隙度的影响
3.3.2 生物炭对土壤有机质含量的影响
3.3.3 生物炭对土壤pH值的影响
3.3.4 生物炭热解温度对生物炭热特性的影响
3.3.5 生物炭热解温度对土壤热特性的影响
3.3.6 生物炭施加量对土壤热特性的影响
3.3.7 土壤容重对土壤热特性的影响
3.3.8 水分含量对土壤热特性的影响
3.3.9 对土壤导热率模型的修正
3.4 小结
4 玉米秸秆生物炭施加对棕壤土吸水特性的影响
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 材料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 生物炭与土壤吸水特性的测定
4.3 结果与讨论
4.3.1 生物炭热解温度对生物炭接触角的影响
4.3.2 生物炭热解温度对生物炭吸水过程的影响
4.3.3 环境湿度对生物炭吸水过程的影响
4.3.4 环境温度对生物炭吸水过程的影响
4.3.5 生物炭施加量对土壤吸水过程的影响
4.3.6 生物炭热解温度对土壤吸水过程的影响
4.3.7 生物炭对土壤平衡含水率影响
4.3.8 生物炭影响土壤含水率的作用机制
4.4 小结
5 玉米秸秆生物炭施加对棕壤土反射率的影响
5.1 测试方法
5.1.1 反射率测定方法
5.1.2 土壤反照率的计算方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 生物炭热解温度对生物炭反射率的影响
5.2.2 生物炭施加量对棕壤土反射率的影响
5.2.3 生物炭热解温度对棕壤土反射率影响
5.2.4 含水率对棕壤土反射率的影响
5.2.5 生物炭施加对棕壤土反照率的影响
5.3 小结
6 研究结论、创新点和展望
6.1 研究结论
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3669003
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 生物炭研究、应用进展
1.2.1 生物炭的制备及基本性质
1.2.2 生物炭对土壤理化性质的影响
1.3 生物炭对土壤热性质的影响
1.3.1 土壤热性质的研究现状
1.3.2 生物炭对土壤热性质的影响
1.4 研究内容和目的
1.5 拟解决的科学问题
1.6 技术路线
2 热解温度对玉米秸秆生物炭理化性质的影响
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料
2.2.2 仪器及药品
2.2.3 生物炭的制备
2.2.4 生物炭理化特性的测定和表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 热解温度对生物炭产率和灰分的影响
2.3.2 元素分析
2.3.3 热重分析
2.3.4 傅里叶红外变换光谱分析
2.3.5 Boehm滴定和p H值
2.3.6 比表面积及孔径状况
2.3.7 X-射线衍射分析
2.3.8 扫描电镜分析
2.4 小结
3 玉米秸秆生物炭施加对棕壤土热物理特性的影响
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.0 材料
3.2.1 试验仪器和试剂
3.2.2 实验设计
3.2.3 土壤理化性质的测定
3.2.4 土壤热特性的测定
3.2.5 含炭土壤导热率模型的修正
3.2.6 数据分析与处理
3.3 结果和讨论
3.3.1 生物炭对土壤容重和孔隙度的影响
3.3.2 生物炭对土壤有机质含量的影响
3.3.3 生物炭对土壤pH值的影响
3.3.4 生物炭热解温度对生物炭热特性的影响
3.3.5 生物炭热解温度对土壤热特性的影响
3.3.6 生物炭施加量对土壤热特性的影响
3.3.7 土壤容重对土壤热特性的影响
3.3.8 水分含量对土壤热特性的影响
3.3.9 对土壤导热率模型的修正
3.4 小结
4 玉米秸秆生物炭施加对棕壤土吸水特性的影响
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 材料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 生物炭与土壤吸水特性的测定
4.3 结果与讨论
4.3.1 生物炭热解温度对生物炭接触角的影响
4.3.2 生物炭热解温度对生物炭吸水过程的影响
4.3.3 环境湿度对生物炭吸水过程的影响
4.3.4 环境温度对生物炭吸水过程的影响
4.3.5 生物炭施加量对土壤吸水过程的影响
4.3.6 生物炭热解温度对土壤吸水过程的影响
4.3.7 生物炭对土壤平衡含水率影响
4.3.8 生物炭影响土壤含水率的作用机制
4.4 小结
5 玉米秸秆生物炭施加对棕壤土反射率的影响
5.1 测试方法
5.1.1 反射率测定方法
5.1.2 土壤反照率的计算方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 生物炭热解温度对生物炭反射率的影响
5.2.2 生物炭施加量对棕壤土反射率的影响
5.2.3 生物炭热解温度对棕壤土反射率影响
5.2.4 含水率对棕壤土反射率的影响
5.2.5 生物炭施加对棕壤土反照率的影响
5.3 小结
6 研究结论、创新点和展望
6.1 研究结论
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3669003
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3669003.html
