【摘要】：為解決由人口激增而引起的農(nóng)產(chǎn)品的需求量增加的問題,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,糧農(nóng)通過施肥來快速提高農(nóng)作物產(chǎn)量和培肥土壤。但化肥的過度施用也隨之引來土壤酸化板結(jié)、水體富營養(yǎng)化、溫室效應(yīng)和重金屬污染脅迫等一系列的環(huán)境問題。由于生物質(zhì)炭巨大的比表面積、致密的孔隙結(jié)構(gòu)等特性,可以修復(fù)土壤重金屬污染,增強土壤肥效。而超聲改性可以改善原始生物質(zhì)炭的局限性,超聲波的空化效應(yīng)使其結(jié)構(gòu)層發(fā)生剝落和斷裂,進一步影響生物質(zhì)炭的孔隙結(jié)構(gòu)和吸附特性。本研究選用病死豬炭和法國梧桐炭,在溫度25℃和功率200 W條件下超聲40 min,對生物質(zhì)炭進行改性。明確超聲改性對不同種類生物質(zhì)炭基本理化性質(zhì)表征的影響,探究生物質(zhì)炭及其超聲改性對淋溶土壤中無機N淋失和土壤-作物系統(tǒng)中P形態(tài)組成的影響,以及闡明Pb脅迫下生物質(zhì)炭及其超聲改性對土壤-作物系統(tǒng)中空心菜品質(zhì)和Pb形態(tài)組成的影響。主要結(jié)論如下:1、生物質(zhì)炭理化性質(zhì)差異受其原材料種類影響。動物源生物質(zhì)炭——豬炭具有較強的堿性和陽離子交換能力以及豐富的含氧官能團和礦質(zhì)元素,且有大量磷酸鹽存在,而植物源生物質(zhì)炭——法國梧桐炭具有較大的比表面積。超聲改性對生物質(zhì)炭pH、EC、CEC和比表面積的提高起到積極作用,對生物質(zhì)炭表面的含氧官能團和元素組成等影響不顯著。2、生物質(zhì)炭中的大部分N素為不可利用的形態(tài),豬炭和法國梧桐炭的施用抑制土壤中無機N(NH_4~+-N和NO_3~--N)淋失,且植物源生物質(zhì)炭的抑制作用強于動物源生物質(zhì)炭,而超聲改性對豬炭減少土壤無機N淋溶無顯著影響。豬炭中的P素以有效態(tài)居多,豬炭和肥料配施可以極大限度地增加土壤-空心菜系統(tǒng)中作物可利用的有效P含量。添加法國梧桐炭會導(dǎo)致土壤中非活性磷(HCl-P和Res-P)含量的增加,故對土壤Olsen P的影響不明顯。超聲改性顯著增加豬炭處理下土壤Olsen P含量。3、與不加炭肥相比,土壤施用豬炭后,空心菜植株干物質(zhì)量顯著增加,葉綠素含量顯著減少,超聲改性使豬炭處理下植株內(nèi)可溶性糖含量增加,且生物質(zhì)炭和肥料配施可以促進單施生物質(zhì)炭或肥料的土壤中空心菜干物質(zhì)量、葉綠素含量和可溶性糖含量的增加。施加生物質(zhì)炭可以顯著降低土壤-空心菜系統(tǒng)中土壤Pb有效性,顯著減少空心菜植株內(nèi)Pb含量。其中,施用生物質(zhì)炭可以顯著降低土壤中交換態(tài)Pb和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb的含量,且豬炭的施用可以顯著增加殘渣態(tài)Pb。而超聲改性前后,豬炭對土壤-空心菜系統(tǒng)中Pb含量無明顯影響。因此,豬炭和法國梧桐炭可以通過抑制土壤無機N淋失來提高土壤N素利用率,作為土壤改良劑增強土壤肥力,提高土壤保肥性。豬炭還能夠增強土壤P素有效性,作為有效P源添加劑,與肥料配合施用來提高作物產(chǎn)量品質(zhì)。同時,豬炭和法國梧桐炭可以降低土壤中有效Pb含量,修復(fù)Pb污染土壤。超聲改性通過改變原始生物質(zhì)炭理化性質(zhì),進一步影響生物質(zhì)炭對土壤改良的效果。
【圖文】：

技術(shù)路線

3.1ble 3.1 The physicochemical characteristics of dead pig biochar (DPB), ultrasonic-modified deachar (UPB), Platanus orientalis biochar (POB) and ultrasonic-modified Platanus orientalis bio(UPOB)生物質(zhì)炭DPB UPB POB UPOBpH 10.04 b 10.44 a 9.47 d 9.58 cEC（dS·m-1） 2.17 b 2.49 a 0.22 d 0.65 cCEC（cmol·kg-1） 7.13 b 8.71 a 1.11 d 3.44 c灰分（%） 60.00 a 53.90 b 6.60 c 5.70 c比表面積（m2·g-1） 19.76 21.08 124.77 296.16孔容（cm3·g-1） 0.08 0.08 0.11 0.13孔徑（nm） 12.40 14.10 1.17 2.18C（%） 37.48 35.06 81.92 81.73N（%） 5.15 4.84 0.98 0.90S（%） 1.70 1.46 1.98 1.94O（%） 0.15 0.14 0.09 0.09C/N 7.28 7.24 83.24 90.69
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X53

【參考文獻】

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本文編號：2656790