生物碳对土壤保水性的影响研究

发布时间：2023-01-08 13:47

　　生物碳由于其丰富的孔隙结构和含氧官能团等物理化学特性,被广泛应用于土壤改良,增加土壤的持水能力、提高土壤肥力、改善土壤重金属污染等,但是关于生物碳本身吸水保水能力的研究还十分少。同时新鲜以及老化后的生物碳改良土壤保水性的系统分析报道较少。本文首先挑选了三种生物碳制备材料,研究其生产的生物碳自身吸水保水特性,挑选出优质的生产生物碳原材料,并进一步研究不同比例的新鲜生物碳、化学老化生物碳、自然老化生物碳对土壤保水性的影响。主要结论如下:（1）生物碳的理化性质和结构特征与生产材料、裂解温度等因素相关,随着裂解温度的升高,生物碳的p H值和灰分含量均有不同程度的升高,生物碳的机型和亲水性减弱,芳香性增强,不同生物碳的芳香结构不同,生物碳内部结构不断变化,骨架和孔隙结构发育越加清晰和完善。（2）由松木屑、水稻秸秆和小麦秸秆三种材料分别制成的生物碳其吸附水分性能差别显著,秸秆生物碳吸附水分子能力远大于木质生物碳,质地疏松的纤维生产出的生物碳吸水能力更佳。三者比较得出小麦秸秆生物碳吸附水分能力最强。（3）生物碳调节土壤p H值与土壤的性质、生物碳本身性质以及添加率密切相关。生物碳应用于土壤中可以提高... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 生物碳在土壤中的应用现状
        1.2.1 生物碳在土壤改良中的应用研究进展
        1.2.2 生物碳在土壤中改良土壤保水性的应用研究进展
        1.2.3 生物碳在土壤中老化价值研究进展
    1.3 问题的提出
    1.4 研究目的
    1.5 研究内容与创新点
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 创新点
    1.6 技术路线
第2章 生物质碳材料的制备与表征
    2.1 实验材料与方法
        2.1.1 实验材料与仪器
        2.1.2 生物碳的制备方法
    2.2 生物碳材料理化性能表征
        2.2.1 生物碳灰分含量测定
        2.2.2 生物碳pH值的测定
        2.2.3 生物碳比表面积分析
        2.2.4 生物碳元素分析
        2.2.5 生物碳红外光谱分析
        2.2.6 生物碳扫描电镜分析
    2.3 实验表征结果及分析
        2.3.1 生物碳灰分含量及比表面积
        2.3.2 生物碳pH值
        2.3.3 生物碳的元素分析
        2.3.4 生物碳的红外光谱分析
        2.3.5 生物碳的扫描电镜分析
    2.4 本章小结
第3章 生物碳吸水和保水性能的研究
    3.1 实验材料与方法
        3.1.1 实验材料和仪器
        3.1.2 实验方法
    3.2 实验分析
        3.2.1 生物碳水分子吸附量分析
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 生物碳的吸水性能结果分析
        3.3.2 生物碳的保水性能分析
    3.4 本章小结
第4章 新鲜生物碳对土壤水分状况的影响
    4.1 实验材料与方法
        4.1.1 实验材料和仪器
        4.1.2 生物碳的制备
        4.1.3 生物碳pH值的测定
    4.2 土壤水分特征曲线测定与表征方法
        4.2.1 土壤水分特征曲线测定方法
        4.2.2 添加生物碳土壤样品的pH值定方法
        4.2.3 Hyprop系统工作原理
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 生物碳对土壤pH值的影响
        4.3.2 不同添加比例的生物碳对土壤饱和含水率的影响
        4.3.3 不同添加比例的生物碳对植物可利用水量的影响
        4.3.4 不同添加比例的生物碳对植物适宜生长水量范围的影响
    4.4 本章小结
第5章 化学氧化生物碳对土壤水分状况的影响
    5.1 实验材料与方法
        5.1.1 实验材料与仪器
        5.1.2 生物碳的制备
        5.1.3 氧化生物碳的制备方法
        5.1.4 氧化生物碳PH值的测定
    5.2 土壤水分特征曲线测定与表征方法
        5.2.1 土壤水分特征曲线测定方法
        5.2.2 添加老化生物碳土壤样品的pH值测定方法
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 氧化生物碳对土壤pH值的影响
        5.3.2 不同添加比例的氧化生物碳对土壤饱和含水率的影响
        5.3.3 不同添加比例的氧化生物碳对植物可利用水量的影响
        5.3.4 不同添加比例的氧化生物碳对植物适宜生长可利用水量范围的影响
    5.4 本章小结
第6章 自然氧化生物碳对土壤水分状况的影响
    6.1 实验材料与方法
        6.1.1 实验材料与仪器
        6.1.2 生物碳的制备
        6.1.3 自然氧化生物碳土壤样本的制备
    6.2 土壤水分特征曲线与表征方法
        6.2.1 土壤水分特征曲线测定方法
        6.2.2 土壤样品的pH值测定方法
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 生物碳自然氧化1 年后对土壤pH值的影响
        6.3.2 生物碳自然氧化1 年后对土壤饱和导水率的影响
        6.3.3 生物碳自然氧化1 年后对土壤植物可利用水量的影响
        6.3.4 生物碳自然氧化1 年后对土壤植物适宜生长可利用水量的影响
    6.4 本章小结
结论与展望
    1 研究结论
    2 展望
参考文献
致谢
作者简介
发表论文和参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农作物秸秆资源利用特征、技术模式及发展建议[J]. 石祖梁,王飞,王久臣,李想,孙仁华,宋成军.  中国农业科技导报. 2019(05)
[2]基于MCI的中国干旱时空分布及灾情变化特征[J]. 廖要明,张存杰.  气象. 2017(11)
[3]不同炭化条件对黑沙蒿生物炭保水性能的影响[J]. 姚俊卿,侯建伟,索全义,段玉,张君,景宇鹏.  北方园艺. 2017(06)
[4]我国农作物秸秆综合利用发展模式及政策建议[J]. 石祖梁,刘璐璐,王飞,李想,常志州.  中国农业科技导报. 2016(06)
[5]生物炭对粉黏壤土水力参数及胀缩性的影响[J]. 赵迪,黄爽,黄介生.  农业工程学报. 2015(17)
[6]土壤不同含碳量情况下水分特征曲线的拟合及修正[J]. 王晓蕾.  广东水利水电. 2013(07)
[7]水稻秸秆生物碳的结构特征及其对有机污染物的吸附性能[J]. 陈再明,陈宝梁,周丹丹.  环境科学学报. 2013(01)
[8]HYPROP系统与快速离心法联合测定土壤水分特征曲线[J]. 彭紫赟,黄爽,杨金忠,王晓蕾.  灌溉排水学报. 2012(05)
[9]利用HYPROP系统测定土壤水分参数的优缺点及改进[J]. 王晓蕾,黄爽,黄介生,彭紫赟.  中国农村水利水电. 2012(06)
[10]生物质炭的性质及其对土壤环境功能影响的研究进展[J]. 袁金华,徐仁扣.  生态环境学报. 2011(04)

博士论文
[1]水稻秸秆生物碳的结构特征、稳定性及其固碳机制[D]. 郭建华.浙江大学 2014

硕士论文
[1]小麦秸秆生物碳对土壤呼吸和氮转化过程的影响分析[D]. 杨晓智.河北工程大学 2019



本文编号：3728582