【摘要】：隨著各種不合理的人類活動(dòng)對(duì)土壤的影響日益加強(qiáng),土壤退化問(wèn)題已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。土壤退化降低了土地生產(chǎn)力,引起作物減產(chǎn),并加劇溫室效應(yīng),引起水土流失,甚至?xí)斐森h(huán)境污染。選擇適宜的土壤改良劑來(lái)改善退化土壤的特性是目前亟待解決的重要問(wèn)題。已有的研究結(jié)果證實(shí),生物炭可以有效地改善土壤的理化性質(zhì)和土壤微生物活性,增加土壤有機(jī)碳和土壤養(yǎng)分,同時(shí)也可減少土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分的淋出,促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。此外,污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的大量剩余污泥的合理處置與利用也是目前一個(gè)世界性的難題。因此,本研究以KOH為活化劑,以污泥和秸稈為原材料,制備了秸稈污泥混合基生物炭(Sewage Sludge Cornstalk based Biochar,SCBC),采用黑麥草(Lolium perenne L)作為受試植物通過(guò)盆栽試驗(yàn)(120d)研究了其對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。本文主要研究了:(1)按照秸稈和污泥不同混合比制備的混合基生物炭在比表面積、微孔數(shù)量,重金屬含量等特性的差異;(2)通過(guò)測(cè)定黑麥草的七日發(fā)芽率、生物量和葉綠素含量等來(lái)分析了污泥秸稈混合基活性炭對(duì)植物生長(zhǎng)的影響;(3)污泥秸稈混合基活性炭對(duì)土壤理化性質(zhì)、速效養(yǎng)分含量、各種土壤有機(jī)碳含量和土壤酶活性的影響;此外,也研究了污泥秸稈混合基活性炭對(duì)土壤中氮磷、有機(jī)碳和重金屬含量以及淋溶液的體積等淋溶特性的影響。通過(guò)上述研究,本文主要得到如下研究結(jié)論:(1)混合基生物炭具有較大比表面積和微孔數(shù)量,其中SCBC30的數(shù)值最高,具有最大的吸附潛力。各組混合基生物炭的pH和亞甲基藍(lán)吸附值沒(méi)有顯著的差異,重金屬含量均符合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。(2)混合基生物炭能明顯促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。與對(duì)照組相比,黑麥草的七日發(fā)芽率、生物量和葉綠素含量均顯著提高。施加了4%的SCBC30后,發(fā)芽率達(dá)到93.3%,增加了23.53%。黑麥草的根部生物量和綠色部分生物量均顯著提高,且根部生物量所占比例明顯增大。(3)混合基生物炭顯著改善了土壤的性質(zhì)。其中,土壤陽(yáng)離子交換量、總氮總磷,總有機(jī)碳、易氧化碳和水溶性有機(jī)碳含量都隨著施加量的增加而增加。而速效氮磷所占比例、土壤酶活性和微生物量碳都在3%或者4%的施加量時(shí)取得最大值。(4)在淋溶試驗(yàn)中,生物炭有效的減少了淋溶液的體積,減少土壤水分的流失。淋溶液中的氮磷含量、有機(jī)碳含量和重金屬含量都有所減少,表明生物炭的施加能夠減少有機(jī)碳和養(yǎng)分的流失,并能夠鈍化重金屬。本文的研究結(jié)果證實(shí),作為土壤改良劑,以剩余污泥和秸稈混合物為原料制備的污泥秸稈混合基生物炭對(duì)土壤性質(zhì)具有顯著的改良作用,可促進(jìn)植物的的生長(zhǎng)。且研究結(jié)果表明,綜合考慮,SCBC30在施加量為3%的時(shí)候,對(duì)土壤的改良效果是最顯著的。
【圖文】：

（4）采用淋溶試驗(yàn)的方式，研究混合基生物炭對(duì)土壤環(huán)境的影響。通過(guò)對(duì)積、氮磷含量和有機(jī)碳含量的測(cè)定，判斷混合基生物炭對(duì)降水條件下土壤環(huán)，討論其影響機(jī)制。通過(guò)研究淋溶試驗(yàn)中重金屬的含量，預(yù)測(cè)混合基生物炭壤環(huán)境中鎘、銅、鉛的可能途徑，進(jìn)而判斷其對(duì)重金屬歸趨的影響，為評(píng)價(jià)物炭的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)性提供理論指導(dǎo)的依據(jù)。 創(chuàng)新點(diǎn)（1）采用污泥和秸稈混合物制備生物炭作為土壤改良劑，提高有機(jī)碳含量，了污泥直接農(nóng)用產(chǎn)生的危害，為污泥的綠色處置提供新途徑。（2）通過(guò)探討污泥基活性炭對(duì)植物生長(zhǎng)、土壤特性以及土壤環(huán)境的影響，證秸稈混合基活性炭可顯著改善土壤特性，可以作為有效的土壤改良劑。 技術(shù)路線

混合基生物炭的制備及其土壤改良固碳作用研究等草食性動(dòng)物冬、春理想青飼和青貯飼料。由于黑麥草生長(zhǎng)快，適應(yīng)性好，，因此被選為模式植物。2.2 方法2.2.1 污泥基生物炭的制備將污泥在室溫下風(fēng)干后，使用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并過(guò) 80 目的網(wǎng)篩。過(guò)篩后的干燥粉末在干燥器中保存，以防止受潮。按照不同的質(zhì)量比來(lái)混合玉米秸稈和污泥粉末，然后將混合物用 3 ml·L-1KOH 按照 1:4 的浸漬比在室溫下活化 24 小時(shí)�；罨蟮幕旌衔镌跉夥諣t中以 5 ℃·min-1的增溫速率到達(dá) 800℃，保持一個(gè)小時(shí)后降溫。冷卻后的活性炭用 0.3 mol·L-1的稀鹽酸和去離子水進(jìn)行反復(fù)清洗。按照混合原料中玉米秸稈的質(zhì)量比，相應(yīng)的污泥秸稈混合基生物炭被命名為 NCBC、SCBC10、SCBC30 和SCBC50。在進(jìn)行相應(yīng)的物理和化學(xué)分析后，干燥儲(chǔ)存，用作下一步的盆栽試驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S156

【參考文獻(xiàn)】

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