【摘要】：生物炭是生物質(zhì)在高溫缺氧條件下裂解產(chǎn)生的物質(zhì),近年來(lái)其在改良土壤、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、修復(fù)土壤重金屬方面有很好的成效。生物炭施入土壤可以影響土壤中微生物群落結(jié)構(gòu),促進(jìn)水稻土的呼吸作用,可以明顯提高氧化鐵的微生物還原速率,在生物炭的制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的木醋液,將其施入土壤后可以改變土壤的酸堿度和電導(dǎo)率等,因而可能會(huì)促進(jìn)土壤中微生物鐵還原過(guò)程。腐殖酸是陸生和水生環(huán)境中最普遍的天然無(wú)生命有機(jī)物質(zhì),可以作為電子穿梭體的角色在鐵還原過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。已有研究指出,水溶性有機(jī)碳與鐵還原過(guò)程有著密切的聯(lián)系,因此通過(guò)探究施加生物炭和有機(jī)物料后土壤中水溶性有機(jī)質(zhì)(DOM)結(jié)構(gòu)及組成的變化,可以更好的理解其對(duì)土壤中鐵還原過(guò)程的影響機(jī)理。本研究通過(guò)厭氧泥漿培養(yǎng)試驗(yàn)及水稻盆栽種植實(shí)驗(yàn),設(shè)置生物炭、木醋液、腐殖酸及生物炭與有機(jī)物料配施處理,分析各處理中水溶性有機(jī)碳(DOC)的含量、DOM的組成、土壤中Fe(III)還原特征、水稻生物量及葉綠素含量的變化,得出以下主要結(jié)論:(1)生物炭和木醋液使得水稻根冠比和地上地下部分生物量降低,葉片葉綠素含量增加,總體上對(duì)水稻生長(zhǎng)表現(xiàn)出微弱的抑制作用。腐殖酸因水稻種植土壤不同而表現(xiàn)不同,安康水稻土中添加腐殖酸使得水稻地上和地下部分生物量干重增加,葉綠素含量降低;而漢中水稻土添加腐殖酸使得水稻生物量干重增加,葉綠素含量呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢(shì)。(2)生物炭可促進(jìn)水稻土微生物鐵還原過(guò)程,增加水稻土中DOC含量和SUVA_(254)值。不同土壤由三維熒光光譜特征鑒定出的主要組分類別及相對(duì)數(shù)量不同,添加生物炭在湖南酸性水稻土中不僅增加了土壤富里酸組分,而且各組分相對(duì)含量間變化明顯;生物炭對(duì)接近中性的天津水稻土和強(qiáng)堿性的吉林水稻土中組分類別和含量的影響程度較小,特別在TJ水稻土中與CK沒(méi)有明顯差異。相關(guān)分析結(jié)果揭示了添加生物炭可通過(guò)調(diào)節(jié)SUVA_(254)、DOM組成和體系pH值,從而影響厭氧水稻土中的硝酸鹽還原、鐵還原及產(chǎn)甲烷過(guò)程。(3)木醋液對(duì)水稻土厭氧鐵還原的促進(jìn)作用明顯,對(duì)調(diào)控土壤初始pH值也有一定功效。添加木醋液使水稻土DOC含量明顯增加,DOM的紫外光譜吸收特征值增大。不同類型的水稻土中DOM優(yōu)勢(shì)組分種類和相對(duì)含量有所不同,木醋液的添加對(duì)水稻DOM的相對(duì)含量影響較大,而對(duì)DOM的組分無(wú)明顯影響。相關(guān)分析結(jié)果顯示,DOC含量、土壤富里酸和類酪氨酸的改變均對(duì)HN水稻土中鐵還原能力產(chǎn)生影響,TJ水稻土中鐵還原能力受DOC含量、SUVA_(254)和高分子量腐殖酸相對(duì)含量變化的共同影響,而JL水稻土中鐵還原能力的增強(qiáng)受SUVA_(254)的影響較大。(4)腐殖酸能夠調(diào)節(jié)土壤微生物鐵還原能力,增加鐵還原潛勢(shì)和還原速率,對(duì)強(qiáng)堿性水稻土中pH調(diào)控作用明顯。添加腐殖酸總體上增加了水稻土中DOC含量和芳香族物質(zhì),改變了DOM組分的相對(duì)含量,對(duì)DOM優(yōu)勢(shì)組分種類沒(méi)有明顯影響,優(yōu)勢(shì)組分包括高分子量腐殖酸(UVC)、低分子量腐殖酸(UVA)、土壤富里酸、類酪氨酸和微生物腐殖酸。相關(guān)分析結(jié)果表明,水稻土微生物鐵還原能力和pH值受DOC含量、SUVA_(254)和DOM組成的共同調(diào)控。(5)生物炭和有機(jī)物料配施可促進(jìn)水稻土中氧化鐵的還原過(guò)程,總體上增加了土壤中DOC含量和紫外光譜特征值(SUVA_(254)),改變DOM組分類別。HN水稻土中增加了土壤富里酸組分,TJ水稻土中增加了低分子量腐殖酸組分,而JL水稻土DOM優(yōu)勢(shì)組分類別沒(méi)有發(fā)生變化,各組分相對(duì)含量變化明顯。相關(guān)分析結(jié)果表明土壤鐵還原過(guò)程受DOC含量、SUVA_(254)及體系pH影響較大,生物炭及有機(jī)物料的添加通過(guò)影響土壤中DOC含量、SUVA_(254)及體系pH來(lái)調(diào)控鐵還原過(guò)程。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S156;S154.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王重慶;王暉;江小燕;黃榮;曹亦俊;;生物炭吸附重金屬離子的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2019年01期

2 楊德毅;吾建祥;潘明正;劉莉;虞冰;馬婧妤;;施用不同生物炭對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2019年02期

3 孫曉鵬;;生物炭的制備與應(yīng)用研究[J];鄉(xiāng)村科技;2019年02期

4 孔德國(guó);周嶺;李坷;張紅美;;炭化時(shí)間對(duì)長(zhǎng)、短絨棉基生物炭性能的影響[J];可再生能源;2017年10期

5 苗微;孟軍;蘭宇;韓曉日;陳溫福;;陳化處理對(duì)稻殼生物炭理化性質(zhì)的影響[J];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2017年04期

6 孫濤;朱新萍;李典鵬;顧祝禹;張佳喜;賈宏濤;;不同原料生物炭理化性質(zhì)的對(duì)比分析[J];農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào);2017年06期

7 李善得;;過(guò)期香口膠制備生物炭資源化利用的研究[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2019年07期

8 李佳燕;陳蘭;喻婕;戴智強(qiáng);張震;王娜;;生物炭制備方法及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J];廣州化工;2019年07期

9 蔣春燕;石鳳麗;李英杰;田森林;;生物炭制備及其在水污染控制中的應(yīng)用[J];化工新型材料;2019年05期

10 宋婷婷;賴欣;王知文;方明;楊殿林;居學(xué)海;李潔;張貴龍;;不同原料生物炭對(duì)銨態(tài)氮的吸附性能研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2018年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 黃蘋;潘波;焦杏春;;滇池底泥制備的生物炭對(duì)菲的吸附-解吸[A];持久性有機(jī)污染物論壇2011暨第六屆持久性有機(jī)污染物全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

2 沈國(guó)清;;生物炭影響土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的生物學(xué)機(jī)制[A];第六屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

3 向淋;高瑞麗;付慶靈;朱俊;胡紅青;;氧化生物炭的制備及其對(duì)鉛的吸附[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤環(huán)境專業(yè)委員會(huì)第二十次會(huì)議暨農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會(huì)摘要集[C];2018年

4 周健;陳氏邊陲;胡紅青;;4種生物炭對(duì)水稻田重金屬?gòu)?fù)合污染土壤修復(fù)效果的影響[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤環(huán)境專業(yè)委員會(huì)第十九次會(huì)議暨“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會(huì)”第二屆山東省土壤污染防控與修復(fù)技術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2017年

5 李葒葒;劉雨庭;陳炎輝;王尚禮;王明光;李云云;謝團(tuán)輝;王果;;生物炭添加對(duì)鎘、鉛在土壤-水稻體系中遷移的影響[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤環(huán)境專業(yè)委員會(huì)第十九次會(huì)議暨“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會(huì)”第二屆山東省土壤污染防控與修復(fù)技術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2017年

6 陳思慧;陳振焱;張亞平;許偉偉;任靜華;沈凱;;鐵基生物炭對(duì)鎘污染農(nóng)田土壤的修復(fù)作用研究[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤環(huán)境專業(yè)委員會(huì)第二十次會(huì)議暨農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會(huì)摘要集[C];2018年

7 王雅倫;孫秀云;王連軍;;生物炭在土壤改良和修復(fù)中的應(yīng)用[A];2018年全國(guó)環(huán)境污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)研討會(huì)暨創(chuàng)新技術(shù)聯(lián)盟中心籌備會(huì)論文集[C];2018年

8 王雅倫;李橋;賴佳;孫秀云;王連軍;;生物炭在土壤改良和修復(fù)中的應(yīng)用[A];2017中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)與技術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2017年

9 張又弛;范家俊;孫健;侯艷偉;蔡超;;不同生物炭對(duì)污染土壤中油菜鎘吸收的影響[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤環(huán)境專業(yè)委員會(huì)第十九次會(huì)議暨“農(nóng)田土壤污染與修復(fù)研討會(huì)”第二屆山東省土壤污染防控與修復(fù)技術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2017年

10 肖禾;陳源泉;張學(xué)鵬;孫備備;吳佳迪;隋鵬;;生物炭與不同肥料混施對(duì)土壤理化性狀和作物產(chǎn)量的影響[A];中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)耕作制度分會(huì)2018年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 于險(xiǎn)峰 李純;生物炭產(chǎn)業(yè)亟須政策扶一把[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2018年

2 記者 葛傳東;我省秸稈炭化還田技術(shù)取得重大突破[N];遼寧日?qǐng)?bào);2017年

3 張宜軍 本報(bào)記者 朱勤;用秸稈制成的生物炭肥 耐旱除蟲(chóng)增產(chǎn)[N];遼寧日?qǐng)?bào);2017年

4 記者 陳云芬;生物炭與作物健康栽培院士工作站掛牌[N];云南日?qǐng)?bào);2017年

5 本報(bào)記者 于險(xiǎn)峰 張仁軍;生物炭拓展秸稈還田新路徑[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2017年

6 于險(xiǎn)峰 張仁軍;生物炭拓寬秸稈還田新路徑[N];山東科技報(bào);2017年

7 本報(bào)記者 劉霞;生物炭能否給地球降降溫？[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

8 記者 李瑞林　通訊員 程曉云;遂昌竹炭贏得國(guó)際贊譽(yù)[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2009年

9 本報(bào)記者 張曄;生物炭能讓土壤更肥沃嗎？[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

10 記者 王靖tD;把生物炭還給農(nóng)田[N];沈陽(yáng)日?qǐng)?bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 閻海濤;生物炭對(duì)植煙褐土的改良效應(yīng)及其微生態(tài)機(jī)理研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 范方宇;玉米秸稈水熱炭化和熱解法制備生物炭研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

3 周莉;生物炭—納米二氧化錳復(fù)合材料的制備及其對(duì)水體銅鎘的去除性能與機(jī)制[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 袁s

本文編號(hào)：2779092