生物炭吸附无机氮特性及其对种苗发育和土壤微生物的影响

发布时间：2023-03-04 21:23

　　生物炭(biochar)是由秸秆、果壳及木屑等生物质高温厌氧裂解产生的一类富碳、轻质、多孔固态物质,比表面积大、吸附力强,且具有较高的热稳定性和化学稳定性,表面分布多种有机官能团、金属离子等。农田施用在蓬松土壤、保持土壤水分、缓控土壤养分流失及促进作物生长等方面表现优良潜能,但生物炭的性能受制备原料、热解工艺及施用条件等因素影响。本研究以花生壳、玉米秆、竹子及木屑为原料,制备生物炭,设置批量吸附试验,结合室内培养,对比研究不同原料生物炭对铵态氮、硝态氮的吸附性能,观测作物种子萌发、种苗发育及土壤微生物对生物炭输入的响应特征,揭示生物炭对土壤氮素活动的调控机制,评价其对农田施用的安全性。以期为生物炭材料的优选开发提供理论支撑。主要研究结果如下:(1)四种原料生物炭对NH₄⁺-N/NO₃^--N吸附均显著受体系pH影响,其中对NH₄⁺-N吸附量随溶液pH值增大而增大,而对NO₃^--N的吸附量逐渐降低。在初始浓度800m...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
前言
第一章 生物炭研究综述
    1.1 生物炭
        1.1.1 生物炭的概述
        1.1.2 生物炭对无机氮素的吸附性能
        1.1.3 生物炭对植物生长的影响
        1.1.4 生物炭对土壤微生物群落结构的影响
    1.2 研究内容和技术路线
        1.2.1 研究内容
        1.2.2 技术路线
第二章 生物炭对土壤无机氮的吸附性能
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验设计
        2.1.3 数据处理与分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 溶液pH对NH4
+-N /NO3
--N吸附效果的影响
        2.2.2 不同原料生物炭对NH4
+-N /NO3
--N的等温吸附特征
        2.2.3 不同原料生物炭对NH4
+-N /NO3
--N的动力学吸附特征
        2.2.4 NH4
+-N /NO3
--N吸附前后扫描电镜图(SEM)
        2.2.5 NH4
+-N /NO3
--N吸附前后傅立叶红外光谱(FTIR)图谱
    2.3 讨论
    2.4 小结
第三章 生物炭添加对作物种子萌发和幼苗的影响
    3.1 材料和方法
        3.1.1 生物炭制备
        3.1.2 生物炭理化性质和多环芳烃(PAHs)的测定
        3.1.3 土壤理化性质测定
        3.1.4 发芽试验
        3.1.5 数据统计与分析
    3.2 结果
        3.2.1 不同原料生物炭的组分特征
        3.2.2 不同原料生物炭的多环芳烃(PHAs)含量
        3.2.3 不同原料生物炭对种子发芽率的影响
        3.2.4 不同原料生物炭对作物根长和根长抑制率的影响
        3.2.5 不同原料生物炭对作物茎长和茎长抑制率的影响
        3.2.6 添加不同原料生物炭后土壤中PAHs含量
        3.2.7 生物炭与种子发芽率、根长和茎长的相关性分析
    3.3 讨论
    3.4 小结
第四章 生物炭对土壤微生物群落结构的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 供试生物炭性质
        4.1.2 供试土壤性质
        4.1.3 培养试验
        4.1.4 样品测定
        4.1.5 数据处理分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 施加不同原料生物炭对土壤微生物百分比组成的影响
        4.2.2 施加不同原料生物炭对土壤微生物群落结构的影响
        4.2.3 生物炭种类(B)与添加量(M)对土壤微生物的影响
        4.2.4 微生物群落组分与土壤理化指标和生物炭物理指标相关关系
    4.3 讨论
    4.4 小结
结论
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间发表文章



本文编号：3755026

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