生物炭的理化性质及其在农业中应用的基础研究

发布时间：2023-09-29 04:42

　　生物炭作为农业废弃物资源化利用的产物,是生物质在缺氧或厌氧条件下,低温热解而形成的含碳量较高的一类物质。生物炭施用于土壤不仅可以增加土壤中碳的储量,减少C02的释放,而且还可以改善土壤的物理、化学和生物学性质,提高土壤肥力和生产力。同时,生物炭还具有促进植物生长、降低重金属和有机污染物生物有效性等作用,在农业和环保领域应用较多。目前对于生物炭的基本理化性质的研究已经有所报道,主要集中在不同原料(如竹炭、秸秆炭等)或不同制备条件等单因素的研究,而对于不同制备条件、不同来源生物炭理化性质的研究相对较少。因此,本研究选取不同制备温度、不同来源生物炭作为研究对象,对其基本性能与特征进行研究,同时对氨氮吸附进行深入研究,并通过对生物炭改性,研究其对重金属吸附影响,在此基础上以生物炭为基质,制备炭基肥,并在花生上进行相关试验研究。研究结果为生物炭基础研究提供数据支持和理论依据,并且可以为生物炭的进一步农业生产应用提供实践基础。研究结果如下：1、不同来源生物炭其C、N、H含量不同,且碳含量相对较高,并随着制备温度升高碳含量逐渐增加,550℃制备的花生壳炭的碳含量最高,达到78.56%。无论玉米秸秆炭...

【文章页数】：112 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 生物炭基本介绍及其基本理化性质
        1.1.1 生物炭基本介绍
        1.1.2 生物炭基本理化性质
    1.2 生物炭对土壤理化性质和养分的影响
        1.2.1 生物炭对土壤理化性质的影响
        1.2.2 生物炭对土壤养分的影响
    1.3 生物炭对作物生长发育以及产量的影响
        1.3.1 生物炭对作物生长发育的影响
        1.3.2 生物炭对作物产量的影响
    1.4 生物炭对土壤重金属迁移转化的影响
        1.4.1 生物炭对土壤重金属形态的影响
        1.4.2 生物炭对土壤重金属迁移转化的影响
    1.5 生物炭对温室效应的影响
    1.6 研究目的和意义
第二章 制备温度对不同来源生物炭基本理化性质的影响
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 供试材料
        2.2.2 仪器与试剂
        2.2.3 试验方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 不同来源生物炭的主要元素组成
        2.3.2 不同来源生物炭的pH值
        2.3.3 不同来源生物炭的灰分含量
        2.3.4 不同来源生物炭的比表面积、孔容及孔径
        2.3.5 不同来源生物炭的红外光谱特征
        2.3.6 不同来源生物炭的含氧官能团
        2.3.7 不同来源生物炭的阳离子交换性能
        2.3.8 不同来源生物炭的微观形貌结构特征
        2.3.9 不同来源生物炭的炭化率
    2.4 小结
第三章 不同来源生物炭对氨氮吸附特性的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 供试材料
        3.2.2 试验仪器
        3.2.3 生物炭的制备
        3.2.4 吸附试验
    3.3 结果与分析
        3.3.1 不同吸附时间对生物炭吸附氨氮的影响
        3.3.2 不同吸附温度对生物炭吸附氨氮的影响
        3.3.3 不同pH值对生物炭吸附氨氮的影响
        3.3.4 不同初始浓度对生物炭吸附氨氮的影响
    3.4 小结
第四章 改性生物炭对重金属Cd²⁺吸附特性的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 改性生物炭制备
        4.2.2 吸附试验的方法
        4.2.3 吸附拟合方程
        4.2.4 数据处理与分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 不同初始浓度对改性生物炭吸附Cd²⁺的影响
        4.3.2 不同pH值对改性生物炭吸附Cd²⁺的影响
        4.3.3 不同温度对改性生物炭吸附Cd²⁺的影响
        4.3.4 不同时间对改性生物炭吸附Cd²⁺的影响
        4.3.5 不同生物炭添加量对改性生物炭吸附Cd²⁺的影响
        4.3.6 不同生物炭粒径对改性生物炭吸附Cd²⁺的影响
    4.4 小结
第五章 改性生物炭对重金属Pb²⁺吸附特性的影响
    5.1 引言
    5.2 改性生物炭制备
    5.3 吸附试验
        5.3.1 不同初始浓度吸附试验
        5.3.2 不同pH吸附试验
        5.3.3 不同温度吸附试验
        5.3.4 不同吸附时间试验
        5.3.5 不同生物炭添加量试验
        5.3.6 不同生物炭粒径试验
    5.4 结果与分析
        5.4.1 不同初始浓度对改性生物炭吸附Pb²⁺的影响
        5.4.2 不同pH值对改性生物炭吸附Pb²⁺的影响
        5.4.3 不同吸附温度对改性生物炭吸附Pb²⁺的影响
        5.4.4 不同吸附时间对改性生物炭吸附Pb²⁺的影响
        5.4.5 不同生物炭添加量对改性生物炭吸附Pb²⁺的影响
        5.4.6 不同生物炭粒径对改性生物炭吸附Pb²⁺的影响
    5.5 小结
第六章 生物炭及炭基肥对土壤理化性质的影响
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 供试材料
        6.2.2 试验设计
        6.2.3 试验方法
        6.2.4 试验数据处理
    6.3 结果与分析
        6.3.1 生物炭及炭基肥对土壤温度、含水量、pH的影响
        6.3.2 生物炭及炭基肥对土壤速效养分的影响
    6.4 小结
第七章 生物炭及炭基肥料对花生植株养分和产量的影响
    7.1 引言
    7.2 材料与方法
        7.2.1 材料
        7.2.2 试验设计
        7.2.3 试验方法
        7.2.4 试验数据处理
    7.3 结果与分析
        7.3.1 生物炭及炭基肥对花生养分的影响
        7.3.2 生物炭及炭基肥对花生出苗率和植株生长的影响
        7.3.3 生物炭及炭基肥对花生产量及其构成因素的影响
        7.3.4 生物炭及炭基肥对花生籽仁品质的影响
    7.4 小结
第八章 结论与讨论
    8.1 生物炭基本理化性质研究
    8.2 不同来源生物炭对氨氮吸附特性的影响研究
    8.3 改性生物炭对重金属Cd²⁺吸附特性的影响研究
    8.4 改性生物炭对重金属Pb²⁺的吸附特性的影响研究
    8.5 生物炭及炭基肥对土壤理化性质的影响研究
    8.6 生物炭及炭基肥料对花生植株养分和产量的影响研究
参考文献
致谢
攻读博士学位论文期间发表文章



本文编号：3849309