13C標記生物炭研究結果表明生物炭穩定性可用0.1M的K2Cr2O7與0.2M的H+混合溶液在100°C下氧化2小時法測定生物炭穩定性決定了它在土壤中分解速率和固碳減排效果,深受國內外科學家關注。生物炭種類受物料和制備方法影響,種類繁多。研究生物炭穩定性有長期礦化培養法,費時肥力,而且不可能窮盡所有生物炭。有采用0.01MH2O2在80°C條件下氧化兩天的方法,有采用K2Cr2O7和KMnO4化學氧化法測定的。有用H/C及O/C的比值來衡量的,但這些指標能定性或者半定量的比較不同生物炭之間的相對穩定性。因此研究生物炭的生物穩定性及其定量方法對預測生物炭在土壤中的穩定性意義重大。試驗采用13C標記秸稈制備13C標記生物炭,土壤含水量為比較大持水量的60%,培養溫度為23±1°C,培養時間為368天。培養期間一共采氣21次,其中第1、4、10、22、84、133、197以及368天的氣體樣品用來分析13C豐度。研究結果表明0.1M的K2Cr2O7與0.2M的H+混合溶液在100°C下氧化2小時的化學方法氧化掉的生物炭碳量與生物炭100年后在土壤中的礦化量較為一致(R2>0.99;REMS=2.53;RD=15.3)。此研究結果提供了一種可靠、有效、廉價且易操作的方法來預測生物炭在土壤中的長期穩定性。生物質炭促進作物根系生長,增強植株對水分和養分的吸收能力,進一步提高作物對不良環境的適應能力。上海定制生物質炭豐度控制
生物質炭,作為一種土壤改良劑和植物生長促進劑,具備一定的激發效應。首先,生物質炭能夠激發植物生長。通過改善土壤質地和結構,它為植物提供了理想的生長環境。它增加了土壤的保水性和通氣性,為植物根系提供了更好的生長空間。同時,生物質炭中富含的有機物質能夠分解為植物所需的養分,為植物的健康生長提供了持久的營養。其次,生物質炭能夠激發土壤肥力。它具有出色的吸附性能,能夠吸附和固定土壤中的養分,減少養分流失。這不僅提高了土壤肥力,還有助于保護環境。此外,生物質炭中的有機物質能夠促進土壤微生物的活性,進一步提高土壤肥力。第三,生物質炭能夠激發土壤微生物活性。它為微生物提供了一個理想的生長環境,增加了有益微生物的數量和活性。這對于土壤生態系統的平衡至關重要,能夠促進土壤中的有機物分解和養分循環,進一步提高土壤的生物活性。,生物質炭能夠激發碳循環。通過將大量的碳固定在土壤中,它能夠減少二氧化碳的排放,對于緩解全球氣候變化起到了積極的作用。中國澳門污泥生物質炭豐度控制秸稈生物質炭,這是一種以秸稈為原料經過高溫炭化處理而得到的炭素產品。
生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙結構能降低土壤容重、降低土壤密度,生物炭具有較大的比表面積和較高表面能,有結合重金屬離子的強烈傾向,因此能夠較好地去除溶液和鈍化土壤中的重金屬。李力等的鎘去除實驗中BC350和BC700兩種玉米生物炭的比表面積分別為7.72m2/g和120m2/g,結果顯示BC700對Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率遠小于BC350,吸附效果更好;劉玉學等研究比表面積為81.8m2/g、總孔容積為0.080cm3/g的稻稈炭和比表面積189.6m2/g、總孔容積為0.175cm3/g的竹炭對小青菜及其土壤的影響,結果顯示生物炭的施入能降低土壤容重。
生物質炭可以提高肥效:生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽離子交換量,不僅能夠吸持有機質養分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機養分,能夠控制養分緩慢釋放,避免養分的揮發和流失,提高肥料的使用效率,節約施肥量。我國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1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢:上世紀90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進入本世紀近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費愈發嚴重,既制約了農業增產和農民增收,又污染了環境。全國地表和地下水總氮和總磷污染來源,農業貢獻分別是57.2%和67.3%,形勢非常嚴峻。利用生物炭與其它化肥復合生產緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對農業節約投入、增產增收和環境保護具有重要意義。秸稈生物質炭具有較長的使用壽命,可以持續釋放有益元素,起到長效改良土壤、凈化環境的作用。
生物質炭可以通過對土壤理化性質的改變以及在土壤中的降解過程,直接或間接地影響氮素周轉過程中硝化細菌、反硝化細菌和固氮菌的多樣性和豐度,進而影響土壤氮素物質循環。生物質炭對農田土壤的凈硝化速率影響可能并不明顯,但是添加生物質炭可促進土壤中的硝化過程。以往研究表明,生物質炭的施用可以降低N2O的排放。其可能的原因為:生物質炭施用降低了土壤容重,增加土壤中氧氣含量,從而降低反硝化過程;生物質炭中的堿性物質可以增加土壤pH值和N2O還原酶的活性,有利于反硝化過程中N2O向N2的轉化,從而減少了N2O的排放;生物質炭發達的孔隙結構和較大比表面積,增加對土壤中 NH+4NH4+ 和 NO?3NO3? 的吸附,從而減少反硝化作用的基質。生物質炭可吸持氮、磷、鉀等無機養分,能夠控制養分緩慢釋放,避免養分的揮發和流失,提高肥料的使用效率。四川環境修復生物質炭用途是什么
生物質炭添加到土壤中后可導致土壤中的微生物量和代謝活性增加。上海定制生物質炭豐度控制
生物質炭由生物質在缺氧條件下經過高溫轉化而成,是一種富含碳素的多孔固體顆粒物質。大量有機廢棄物都可用作制備原料。這一“古老”的新生事物能將生物質中不穩定的有機碳轉化固定,還因具備多重潛在價值引起土壤學家、農學家、環境學家、生態學家、能源學家的興趣。在農業領域,土壤中添加生物質炭可以改善持水能力和養分供應,增加微生物活性,利于作物增產;在工業領域,生物質炭可以用作電池電極或催化劑,比如電池中石墨的替代品;在環境領域,生物質炭作為優良的吸附材料可以去除環境中的污染物,還可以吸附游離碳和氮化合物,減少生物質在轉化過程中溫室氣體的排放。上海定制生物質炭豐度控制