生物質(zhì)炭可以改良土壤:生物炭多孔狀、容重低、粘性小,能夠降低粘質(zhì)土壤的容重和硬度,改善土壤板結(jié),提高土壤的透氣性。生物炭可以增深土壤顏色,增加土壤吸熱能力,進(jìn)而提高土壤溫度,促進(jìn)農(nóng)作物生根發(fā)芽。生物炭具有優(yōu)良的吸附和持水能力,能夠穩(wěn)定和增加土壤團(tuán)聚體,改良沙土質(zhì)貧瘠土壤,增加持肥持水能力。生物炭能夠改良土壤的酸堿度,改善土壤墑情。生物炭能夠改善土壤微生物生長(zhǎng)環(huán)境,提高微生物豐度,促進(jìn)微生物對(duì)礦物分解和多糖分泌,提高土壤肥力。生物炭能夠束縛土壤中的重金屬和有毒物質(zhì),凈化和吸收污染物,避免它們進(jìn)入植物體,并且可以抑制土壤病蟲(chóng)害繁衍累積,對(duì)改善農(nóng)作物品質(zhì)有較好效果。生物質(zhì)炭降解過(guò)程包括非生物過(guò)程和生物過(guò)程。安徽科研用生物質(zhì)炭豐度控制
生物質(zhì)炭是一種由生物質(zhì)材料經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤饣蜓趸幚淼玫降奶坎牧?。它具有許多優(yōu)點(diǎn),其中之一就是其激發(fā)效應(yīng)。生物質(zhì)炭的激發(fā)效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1.激發(fā)植物生長(zhǎng):生物質(zhì)炭可以改善土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu),增加土壤保水性和通氣性,提供植物所需的養(yǎng)分和微生物活性,從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。2.激發(fā)土壤肥力:生物質(zhì)炭具有高吸附性能,可以吸附和固定土壤中的養(yǎng)分,減少養(yǎng)分流失,提高土壤肥力。同時(shí),生物質(zhì)炭中的有機(jī)物質(zhì)可以分解為植物所需的養(yǎng)分,為植物提供持久的營(yíng)養(yǎng)。3.激發(fā)土壤微生物活性:生物質(zhì)炭可以提供微生物生長(zhǎng)的理想環(huán)境,增加土壤中有益微生物的數(shù)量和活性,促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡,提高土壤的生物活性。4.激發(fā)碳循環(huán):生物質(zhì)炭可以將大量的碳固定在土壤中,減少二氧化碳的排放,有助于緩解全球氣候變化。陜西樹(shù)苗生物質(zhì)炭哪里有賣(mài)的秸稈生物質(zhì)炭可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,增加作物產(chǎn)量。
研究表明制備溫度對(duì)生物炭的吸附有很大的影響,因?yàn)殡S著制備溫度的升高生物炭的比表面積增大,碳含量增加而氧含量降低,O/C降低,生物炭的親水性和極性降低,對(duì)水分子的親和力降低,對(duì)疏水性污染物的吸附增強(qiáng)。因此表現(xiàn)為比表面積越大吸附作用越強(qiáng)。有研究將裂解溫度與生物炭比表面積的相關(guān)性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)它們呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.48,即裂解溫度的升高可以增加生物炭孔隙度和比表面積,這與之前的研究結(jié)論一致。這是因?yàn)闇囟壬撸捉Y(jié)構(gòu)及復(fù)雜性降低,導(dǎo)致比表面積增大。
生物炭的pH一般呈堿性,Balwant等研究發(fā)現(xiàn),生物炭pH介于6.93~10.26范圍之間,也有研究報(bào)道可以制備pH介于4~12之間的生物炭。生物炭中無(wú)機(jī)礦物是造成生物炭pH偏堿的主要原因,生物炭的表面含氧官能團(tuán)(如羧基和羥基)也可能對(duì)生物炭的pH有一定的貢獻(xiàn)。陽(yáng)離子交換量(CEC)是反映生物炭表面負(fù)電荷的參數(shù),也決定其在土壤中持留銨、鈣和鉀等陽(yáng)離子的能力,生物炭CEC與其表面含氧官能團(tuán)含量正相關(guān)?,F(xiàn)有報(bào)道中生物炭的CEC差異很大,介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等認(rèn)為生物炭的CEC介于71.0~451.5mmol/kg范圍之間。生物質(zhì)炭具有高度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附性能。
廢棄物生物質(zhì)炭化利用過(guò)程將一大部分綠色植物光合產(chǎn)物碳以生物質(zhì)炭的形式固定下來(lái),與直接燃燒或還田相比,有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)時(shí)間大幅度延長(zhǎng),將大氣二氧化碳更長(zhǎng)時(shí)間地封存于土壤。有研究表明,生物質(zhì)炭穩(wěn)定性強(qiáng),在土壤中至少存留幾百年。其次,生物質(zhì)炭化過(guò)程還回收利用了有機(jī)質(zhì)中大部分的養(yǎng)分資源和一部分能量,既節(jié)約了能源,又減少了化學(xué)肥料施用,進(jìn)而減少了化學(xué)肥料生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放。第三,生物質(zhì)炭施用后還能減少農(nóng)田溫室氣體直接排放。對(duì)多個(gè)田間試驗(yàn)的數(shù)據(jù)整合分析發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭施用后農(nóng)田氧化亞氮和稻田甲烷排放分別降低13.6%和15.2%,每生產(chǎn)1千克谷物溫室氣體排放量減少3.5千克二氧化碳當(dāng)量。按照2018年全國(guó)糧食產(chǎn)量6.58億噸計(jì),生物質(zhì)炭施用當(dāng)年全國(guó)溫室氣體排放可減少23億噸二氧化碳當(dāng)量。因此,生物質(zhì)炭農(nóng)業(yè)應(yīng)用的碳中和潛力巨大。生物質(zhì)炭可吸持氮、磷、鉀等無(wú)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。江蘇環(huán)境修復(fù)生物質(zhì)炭技術(shù)的應(yīng)用
生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽(yáng)離子交換量,能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分。安徽科研用生物質(zhì)炭豐度控制
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(lèi)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(lái)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。安徽科研用生物質(zhì)炭豐度控制