在气候变化的大背景下,农田固碳(增加土壤有机质)减排(来自有机质分解产生的甲烷和化肥施用产生的氧化亚氮)是农业实现碳中和的目标和技术途径。科学家比较了多种减排技术,发现生物质炭土壤施用固碳减排潜力极为。和碳固定与碳封存、生物能源利用、土壤固碳等当前较为流行的技术相比,生物质炭化还田环境代价小、成本低,且经济可行。即利用了农业生产产生的废弃物质,又进一步起到了固碳减排的作用。因此生物质炭在未来绿色农业中具有极大的应用潜力。生物质炭含有一定量的有毒化合物(酚类),能抑制微生物对有机碳的分解活性。江西玉米生物质炭培养方法
我国农业面临土壤肥力低、化肥农药施用量大、土地退化普遍,以及农业废弃物资源化利用难等问题,实现农业碳中和充满挑战。我们提出了基于作物秸秆热裂解的生物质炭科技与工程构想,作为我国农业实现绿色和可持续发展的新途径[3]。2017年,秸秆炭化还田被列入国家秸秆处理模式之一。2020—2021连续两年,秸秆炭化还田入围农业农村部重大性技术榜单。十多年的实践证明,生物质炭化还田是实现土壤改良、农业增产、农民增收、食物质量与环境友好的绿色农业科技,能够服务于国家农业可持续发展战略。至此,生物质炭基农业进入了全球视野。河北水稻生物质炭哪里有卖的生物质炭的稳定性是决定生物质炭能否有效提升土壤碳库的直接因素。
研究表明制备温度对生物炭的吸附有很大的影响,因为随着制备温度的升高生物炭的比表面积增大,碳含量增加而氧含量降低,O/C降低,生物炭的亲水性和极性降低,对水分子的亲和力降低,对疏水性污染物的吸附增强。因此表现为比表面积越大吸附作用越强。有研究将裂解温度与生物炭比表面积的相关性进行了分析,发现它们呈正相关,相关系数为0.48,即裂解温度的升高可以增加生物炭孔隙度和比表面积,这与之前的研究结论一致。这是因为温度升高,孔结构及复杂性降低,导致比表面积增大。
生物炭的理化参数主要包括:全碳含量、灰分含量、挥发成分含量、表面元素组成及表面官能团种类和含量、表面负电荷含量等;结构表征主要包括:表面形态和孔隙结构(如比表面积、孔容积和孔径分布等。由于原材料、技术工艺及热解条件等差异,生物炭在结构、挥发成分含量、灰分含量、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常的多样性,进而使其拥有不同的环境效应[。目前,国内学者就生物炭的特性、环境行为和效应、土壤性状和产量、碳截留与温室气体减排及其对全球生物地球化学循环影响等领域已开展了大量研究。生物质炭由生物质在缺氧条件下经过高温转化而成,是一种富含碳素的多孔固体颗粒物质。
氮素是作物生长必需的营养元素,在土壤生态系统的诸多养分物质循环体系中,氮循环也一直是人们研究关注的重点。近年来的研究表明,生物质炭作为土壤改良剂施用,因其高孔隙度和较大比表面积等特性,对NH3、 NH+4NH4+ 和 NO−3NO3− 都具有吸附能力和固持效果,进而减少土壤中氮素的损失。研究表明,生物质炭配合无机氮肥的施用可以有效保持土壤养分状态,提高氮素肥料利用率,保障作物生长和产量。以往研究得出,生物质炭添加可能会减弱、或增加或没有影响土壤有机氮素的矿化过程。虽然生物质炭含有一部分生物可利用的氮素组分,但是生物质炭对土壤有机氮矿化影响的方向和程度主要取决于生物质炭的结构特性、土壤碳氮水平、混合环境中的C/N值以及土壤类型。生物质炭是一种多孔质炭材料,外观黑色,形状主要有粉状和颗粒状。中国台湾水稻生物质炭用途是什么
秸秆生物质炭,这是一种以秸秆为原料经过高温炭化处理而得到的炭素产品。江西玉米生物质炭培养方法
生物质炭孔隙结构发达,进入土壤后与土壤矿物颗粒结合而促进土壤团聚体形成,有效改善土壤结构,促进植物根系生长及其养分、水分吸收,既增强抗倒伏能力,又提高植物抗旱、抗盐等抗逆性。一些研究发现,施用生物质炭后,植株抗病能力提升,如水稻穗颈瘟和稻曲病率降低。生物质炭还能通过提高土壤微生物多样性降低烟草青枯病发病率。在长期种植人参的土壤中施用生物质炭,可抑制由连作障碍引起的根腐病的发生,人参产量增加27%,主要品质指标皂苷含量提高86%。施用生物质炭后叶菜类蔬菜体内硝酸盐含量大幅降低。在重金属污染土壤中,施用生物质炭虽然无法将有毒元素从土壤中去除,但是可大幅度降低污染物的溶解性和植物可利用性,進一步抑制有害金属元素向植物体内转移,从而降低重金属在可食部分中的含量。许多研究还发现,生物质炭能够降低农药在土壤中的残留量,进一步提升土壤健康水平。因此,生物质炭农田施用是健康生产的绿色技术。江西玉米生物质炭培养方法