已有研究顯示,生物質(zhì)炭的添加可以刺激土壤微生物活動(dòng),從而影響微生物群落的特性及代謝酶活性。生物質(zhì)炭良好的孔隙結(jié)構(gòu)和較大比表面積,可以為土壤微生物的棲息提供空間,并為微生物逃避捕食者提供物理保護(hù)。研究得出,生物質(zhì)炭的添加促進(jìn)土壤微生物活性和生物量增加,并且隨添加量水平提高,趨勢(shì)更為明顯;而其他研究則表明,添加生物質(zhì)炭會(huì)引起土壤微生物生物量碳的含量降低。同時(shí),土壤中不同微生物群體對(duì)生物質(zhì)炭輸入的響應(yīng)可能存在差異。生物質(zhì)炭制備原料來源,且具有綠色可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。在全球資源日益匱乏、環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重的,利用含碳量高的生物質(zhì)廢棄物原料制備生物質(zhì)炭不僅避免了環(huán)境污染并可生成新的能源,也是一種廢物資源化的良好途徑?;谏锾坎牧系膬?yōu)良吸附特性和豐富表面活性,其未來不僅再農(nóng)業(yè)土壤改良和質(zhì)量提升方面大有可為,在水體環(huán)境改善和污染治理、煙氣凈化、環(huán)境功能材料等方面也有巨大的應(yīng)用潛力。生物質(zhì)炭的多孔性及其所含的營(yíng)養(yǎng)元素為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了有利的環(huán)境。寧夏環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭豐度控制
生物質(zhì)炭含有發(fā)達(dá)的孔隙,施用于土壤,可有效降低土壤容重,改善土壤孔隙結(jié)構(gòu),促進(jìn)作物根系生長(zhǎng),增強(qiáng)植株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力,進(jìn)一步提高作物對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)能力。同時(shí),生物黑炭含有豐富的有機(jī)大分子,與肥料配施情況下,明顯提高土壤對(duì)NH4+—N的吸附與固持作用。同時(shí),可在作物生長(zhǎng)期間持續(xù)釋放氮素,保障作物生長(zhǎng)的需求。研究表明,旱地土壤施用小麥秸稈生物質(zhì)黑炭20~40噸/公頃,土壤有機(jī)碳分別增加了25%~42%,土壤容重降低0.17~0.28克/厘米3,每千克氮肥增產(chǎn)由對(duì)照的1.25千克提高到2千克以上,玉米產(chǎn)量增加了10%~18%。生物質(zhì)炭施用下,作物根系發(fā)達(dá),植株堅(jiān)挺健壯,抗病少蟲,強(qiáng)降雨下不易倒伏,可明顯減緩或規(guī)避氣候變化引起的蟲害、倒伏和旱災(zāi)。因此,生物質(zhì)炭的農(nóng)業(yè)利用是一種保障作物生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)高效利用的新型技術(shù)中國(guó)臺(tái)灣小麥生物質(zhì)炭哪里有賣的生物質(zhì)炭是作物秸稈、果木修剪枝條、動(dòng)物糞便等各種來源的廢棄生物質(zhì)在厭氧環(huán)境下發(fā)生熱解反應(yīng)生成。
生物炭(Biochar)是利用生物殘?bào)w在缺氧的情況下,經(jīng)高溫慢熱解(通常<700℃)產(chǎn)生的一類難溶的、穩(wěn)定的、高度芳香化的、富含碳素的固態(tài)物[1]。生物炭多為顆粒細(xì)、質(zhì)地較輕的黑色蓬松狀固態(tài)物質(zhì),主要組成元素為碳、氫、氧、氮等,含碳量多在70%以上。生物炭可溶性極低,具有高度羧酸酯化和芳香化結(jié)構(gòu)[2–3],其原料來源,農(nóng)業(yè)廢棄物如雞糞、豬糞、木屑、秸稈以及工業(yè)有機(jī)廢棄物、城市污泥等都可作為其原料[4]。生物炭原材料尺寸的大小會(huì)影響到生物炭產(chǎn)率,主要表現(xiàn)為尺寸增大生物炭產(chǎn)量隨之增加。
生物質(zhì)炭可以提高肥效:生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽離子交換量,不僅能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分,能夠控制養(yǎng)分緩慢釋放,避免養(yǎng)分的揮發(fā)和流失,提高肥料的使用效率,節(jié)約施肥量。我國(guó)化肥平均有效利用率不到30%,肥料有效成分的流失,每年折合人民幣高達(dá)1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢(shì):上世紀(jì)90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進(jìn)入本世紀(jì)近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重,既制約了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收,又污染了環(huán)境。全國(guó)地表和地下水總氮和總磷污染來源,農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)分別是57.2%和67.3%,形勢(shì)非常嚴(yán)峻。利用生物炭與其它化肥復(fù)合生產(chǎn)緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)約投入、增產(chǎn)增收和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。生物質(zhì)炭是由動(dòng)植物生物質(zhì)在缺氧的條件下經(jīng)高溫?zé)峤馓炕a(chǎn)生的一類高度芳香化的物質(zhì),難以被微生物分解。
生物質(zhì)炭是作物秸稈、果木修剪枝條、農(nóng)產(chǎn)品下腳料、動(dòng)物糞便等各種來源的廢棄生物質(zhì)在厭氧環(huán)境下發(fā)生熱解反應(yīng)生成的黑色固體。早在2006年,科學(xué)家提出將生物質(zhì)炭施于土壤,以提高土壤肥力。這一思想源于亞馬孫河流域黑色肥沃土壤的發(fā)現(xiàn)。南美洲的亞馬孫河流域是世界上比較大的熱帶雨林區(qū),因高溫多雨,該地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)分解快,導(dǎo)致土壤快速退化而貧瘠。但就是在這樣一個(gè)土地貧瘠的地區(qū),零星分布著非常肥沃的土壤,當(dāng)?shù)厝朔Q這種土壤為Terra Preta??茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),這種肥沃土壤的特征是存在大量的黑色炭顆粒[1]。土壤中的黑色炭顆粒是2500多年以前當(dāng)?shù)卦∶駥⒅脖婚_墾后的林木廢棄物土法炭化后混入土壤中的。21世紀(jì)以來,全球掀起了對(duì)這種人為黑色肥沃土壤的研究熱潮,也拉開了農(nóng)業(yè)生物質(zhì)炭研究的序幕。2009年,《生物質(zhì)炭與環(huán)境管理:科學(xué)與技術(shù)》一書問世??茖W(xué)家們總結(jié)了生物質(zhì)炭制備方法、性質(zhì)、功能及土壤和環(huán)境應(yīng)用效果等,并描繪出了生物質(zhì)炭產(chǎn)業(yè)的美好藍(lán)圖。我們的生物質(zhì)炭是由秸稈等農(nóng)作物廢棄物制成,能夠有效利用農(nóng)作物廢棄物資源。內(nèi)蒙古生物質(zhì)炭哪里有賣的
生物質(zhì)炭中的碳元素有著高度芳香化的特征,生物質(zhì)炭在土壤中極為穩(wěn)定,它的固碳時(shí)間達(dá)數(shù)百年至數(shù)千年之久。寧夏環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭豐度控制
熱解過程中,生物質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)基本印記在了生物炭中,對(duì)生物炭的物理化學(xué)性質(zhì)具有決定性影響。生物質(zhì)熱解過程中,質(zhì)量損失(大部分以揮發(fā)有機(jī)物的形式)及不相稱的收縮或體積減少的發(fā)生,導(dǎo)致礦物及碳骨架形成,并且保留了原料的基本孔隙和結(jié)構(gòu)特征。生物炭的孔一般按直徑大小分為大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物質(zhì)原料的蜂窩狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成了其主要的大孔。微孔主要由熱解過程中碳的損失及碳架的斷裂收縮形成。雖然大孔可能會(huì)作為微孔的前體,但是微孔貢獻(xiàn)了生物炭的大部分比表面積,微孔的含量與比表面積呈正相關(guān)。寧夏環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭豐度控制