牦牛糞便堆肥及其炭化產(chǎn)品改良沙化土壤的研究
發(fā)布時間:2021-04-04 20:44
本研究選取紅原當?shù)刈畛R姷年笈<S便作為原料制備生物質炭和好氧堆肥產(chǎn)品。通過向沙化土壤中添加牦牛糞生物質炭和好氧堆肥產(chǎn)品,并輔以聚丙烯酰胺(PAM),探討其對沙化土壤改良的特征,為炭肥混施應用于沙化土壤改良提供了依據(jù)。本研究主要通過室內(nèi)土柱淋溶試驗探究產(chǎn)品對沙化土壤養(yǎng)分淋溶的影響,盆栽試驗探究產(chǎn)品對沙化土壤中植株品質的影響。綜合兩個室內(nèi)試驗的結果進行野外田間試驗探究產(chǎn)品在野外實際應用的影響。(1)添加牦牛糞生物質炭和牦牛糞堆肥土壤改良劑對土壤pH、總氮、堿解氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、總磷、有效磷、有機質有顯著提高的效果。單施牦牛糞生物質炭和單施牦牛糞堆肥均可提升土壤中的養(yǎng)分含量,但效果不全面,而炭肥混施并添加PAM可以有效降低外源養(yǎng)分的淋溶損失,又能提升土壤養(yǎng)分含量!鶕(jù)炭肥混施處理的結果,全氮淋溶率減少9.6%,總磷減少7.1%,有機質減少10.0%。(2)炭肥混施可以促進川西北沙化土壤植物的有效生長,增加生物量,提高干物質量含量,降低植物的中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF),增加相對飼喂價值(RFV),輔以PAM可以加大水土保持養(yǎng)分的能力,促進植物的有效吸收,提高植物的品質。...
【文章來源】:浙江農(nóng)林大學浙江省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1高溫熱解爐示意圖??Fig?3.1?High?temperature?pyrolysis?furnace?schematic??
?.?3生物質炭和堆肥制備及特性分析????N-??新鮮牛糞一^??1?I?,?/\?,?I??牦牛堆肥、;1,?1/1??)\?r??v?y^Y\\??\?l?ll??耗牛生物質炭^i?i??11?f??u?1??I??I?1?I?1?I?1?I?1?I?1?I??5000?4000?3000?2000?1000?0??圖3.3牦牛糞及其產(chǎn)物的FTIR圖譜??Figure?3.3?FTIR?spectrum?of?yak?dung?and?its?products??3.2.2?SEM表征分析??圖3.4為牦牛糞及其炭化和堆肥產(chǎn)物的電鏡掃描圖片,從左至右依次為放大200??倍,2000倍,5000倍的電鏡掃描圖。圖3.4可以看出,在200倍鏡時,三種物質的??相差不大,無論時哪一種物質幾乎都沒有差別,只有牦牛糞堆肥相對來講更加緊密,??呈現(xiàn)小顆粒凝結的現(xiàn)象。而在2000倍時可以看出,牦牛糞便和堆肥相對較為平滑,??比較有規(guī)整性,牦牛糞生物質炭則相對比較沒有規(guī)律,表面凹凸不平,呈現(xiàn)絮狀以及??團狀各種不平整的顆粒,可以看出有孔隙結構,還有些邊緣鋒利的顆粒物質存在其中。??在放大5000倍時,可以清晰看出,相比于牦牛糞便和其堆肥材料,牦牛糞生物質炭??的微觀表面展現(xiàn)出復雜的孔隙結構,這個結論與大多數(shù)研究的結果基本一致[79,8()],生??物質經(jīng)過高溫裂解而使得自身物質揮發(fā),是孔隙結構形成的主要原因。由于生物質炭??在600°C條件下自身的生物質能充分熱解,存在其中的易揮發(fā)氣體己經(jīng)幾乎揮發(fā)完??畢,促進孔隙結構更加復雜多樣化,發(fā)展的更為完善,因此這種復雜的孔隙結
于無序結構,比表面積增??大,形成微孔結構,由于微孔結構的雜亂無章的排列,使得內(nèi)部構造更加復雜,利用??吸附能力的增強。??——鮮牛幾?I??;懚逊剩??——。ぬ?I???—??-??..?-?臭?一?]?J?1?a■一?-?i.?.?‘。?L?—??..??1?-?.?-?■?——?_??I?I?1?I?.?I???I?I?'?I?'?f??30?70?CO?50?40?30?20?10??圖3.5牦牛糞及其產(chǎn)物的XRD圖譜?????Figure?3.5?XRD?pattern?of?yak?dung?and?its?products??3.2.4元素分析??表3.1材料兀素含量表??Table?3.1?Material?Element?Content?Table??樣品?N?C?H?S?C/N?H/C???(%)?(%)?(%)?(%)???鮮牛糞?1.64?34.09?4.81?0.29?20.76?0.14??牛糞堆肥?2.62?8.52?1.65?0.31?13.78?0.19??牛糞炭?U2?35.20?L23?0£8?31.45?0.04??表3.1為牦牛糞便及其炭化和堆肥產(chǎn)物的元素分析結果。根據(jù)表3.1可知,對比??牦牛糞便,牛糞堆肥的C,H含量顯著減少,N含量增加,C/N摩爾比也隨之顯著降??低。據(jù)田偉[84]的研究指出,C/N摩爾比是判斷堆肥效率的重要指標,因為C是微生??物所利用的能源物質,而N則是微生物所必需的的營養(yǎng)物質,二者
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effects of biochar on water movement characteristics in sandy soil under drip irrigation[J]. PU Shenghai,LI Guangyong,TANG Guangmu,ZHANG Yunshu,XU Wanli,LI Pan,FENG Guangping,DING Feng. Journal of Arid Land. 2019(05)
[2]不同種類生物質炭及施用量對水稻生長及土壤養(yǎng)分的影響[J]. 陳芳,張康康,谷思誠,劉婷,袁金展,胡立勇. 華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2019(05)
[3]生物質炭材料的制備及應用研究進展[J]. 鮑磊,白永輝,李凡. 化工新型材料. 2019(07)
[4]添加生物炭對豬糞好氧堆肥的影響[J]. 謝勝禹,余廣煒,潘蘭佳,李杰,汪剛,尤甫天,李春星,汪印,王其傳. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2019(06)
[5]生物質原料種類對生物炭基本特性的影響[J]. 盧文玉,姜戌雅,張安東,蔡紅珍,張繼兵. 山東理工大學學報(自然科學版). 2019(04)
[6]The establishment and development of Haloxylon ammodendron promotes salt accumulation in surface soil of arid sandy land[J]. YongZhong Su,TingNa Liu,JunQia Kong. Sciences in Cold and Arid Regions. 2019(02)
[7]沙化土壤施用羊糞生物質炭及堆肥的養(yǎng)分滲流特征[J]. 丁黎,吳勝春,單勝道,余寧爾,歐盛業(yè),梁鵬. 科技通報. 2019(03)
[8]淺析生物質炭基肥的應用效果[J]. 張鵬. 農(nóng)業(yè)工程技術. 2019(05)
[9]牛糞生物炭對土壤中石油烴的降解研究[J]. 姜宇,林靜雯,鄭冬梅,李艷卉. 北方園藝. 2019(03)
[10]玉米生物炭和改性炭對土壤無機氮磷淋失影響的研究[J]. 王靜,付偉章,葛曉紅,鄭書聯(lián),薄錄吉. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(12)
博士論文
[1]牛糞高溫堆肥過程中的物質變化、微生物多樣性以及腐熟度評價研究[D]. 田偉.南京農(nóng)業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]羊糞炭化及堆肥產(chǎn)品對沙化土壤改良的研究[D]. 丁黎.浙江農(nóng)林大學 2018
[2]秸稈改良材料對沙質土壤氮素的調控效應研究[D]. 劉雙營.西南大學 2010
[3]川西北沙化草地生態(tài)恢復過程中植被與土壤變化研究[D]. 周家福.四川農(nóng)業(yè)大學 2008
本文編號:3118460
【文章來源】:浙江農(nóng)林大學浙江省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1高溫熱解爐示意圖??Fig?3.1?High?temperature?pyrolysis?furnace?schematic??
?.?3生物質炭和堆肥制備及特性分析????N-??新鮮牛糞一^??1?I?,?/\?,?I??牦牛堆肥、;1,?1/1??)\?r??v?y^Y\\??\?l?ll??耗牛生物質炭^i?i??11?f??u?1??I??I?1?I?1?I?1?I?1?I?1?I??5000?4000?3000?2000?1000?0??圖3.3牦牛糞及其產(chǎn)物的FTIR圖譜??Figure?3.3?FTIR?spectrum?of?yak?dung?and?its?products??3.2.2?SEM表征分析??圖3.4為牦牛糞及其炭化和堆肥產(chǎn)物的電鏡掃描圖片,從左至右依次為放大200??倍,2000倍,5000倍的電鏡掃描圖。圖3.4可以看出,在200倍鏡時,三種物質的??相差不大,無論時哪一種物質幾乎都沒有差別,只有牦牛糞堆肥相對來講更加緊密,??呈現(xiàn)小顆粒凝結的現(xiàn)象。而在2000倍時可以看出,牦牛糞便和堆肥相對較為平滑,??比較有規(guī)整性,牦牛糞生物質炭則相對比較沒有規(guī)律,表面凹凸不平,呈現(xiàn)絮狀以及??團狀各種不平整的顆粒,可以看出有孔隙結構,還有些邊緣鋒利的顆粒物質存在其中。??在放大5000倍時,可以清晰看出,相比于牦牛糞便和其堆肥材料,牦牛糞生物質炭??的微觀表面展現(xiàn)出復雜的孔隙結構,這個結論與大多數(shù)研究的結果基本一致[79,8()],生??物質經(jīng)過高溫裂解而使得自身物質揮發(fā),是孔隙結構形成的主要原因。由于生物質炭??在600°C條件下自身的生物質能充分熱解,存在其中的易揮發(fā)氣體己經(jīng)幾乎揮發(fā)完??畢,促進孔隙結構更加復雜多樣化,發(fā)展的更為完善,因此這種復雜的孔隙結
于無序結構,比表面積增??大,形成微孔結構,由于微孔結構的雜亂無章的排列,使得內(nèi)部構造更加復雜,利用??吸附能力的增強。??——鮮牛幾?I??;懚逊剩??——。ぬ?I???—??-??..?-?臭?一?]?J?1?a■一?-?i.?.?‘。?L?—??..??1?-?.?-?■?——?_??I?I?1?I?.?I???I?I?'?I?'?f??30?70?CO?50?40?30?20?10??圖3.5牦牛糞及其產(chǎn)物的XRD圖譜?????Figure?3.5?XRD?pattern?of?yak?dung?and?its?products??3.2.4元素分析??表3.1材料兀素含量表??Table?3.1?Material?Element?Content?Table??樣品?N?C?H?S?C/N?H/C???(%)?(%)?(%)?(%)???鮮牛糞?1.64?34.09?4.81?0.29?20.76?0.14??牛糞堆肥?2.62?8.52?1.65?0.31?13.78?0.19??牛糞炭?U2?35.20?L23?0£8?31.45?0.04??表3.1為牦牛糞便及其炭化和堆肥產(chǎn)物的元素分析結果。根據(jù)表3.1可知,對比??牦牛糞便,牛糞堆肥的C,H含量顯著減少,N含量增加,C/N摩爾比也隨之顯著降??低。據(jù)田偉[84]的研究指出,C/N摩爾比是判斷堆肥效率的重要指標,因為C是微生??物所利用的能源物質,而N則是微生物所必需的的營養(yǎng)物質,二者
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effects of biochar on water movement characteristics in sandy soil under drip irrigation[J]. PU Shenghai,LI Guangyong,TANG Guangmu,ZHANG Yunshu,XU Wanli,LI Pan,FENG Guangping,DING Feng. Journal of Arid Land. 2019(05)
[2]不同種類生物質炭及施用量對水稻生長及土壤養(yǎng)分的影響[J]. 陳芳,張康康,谷思誠,劉婷,袁金展,胡立勇. 華中農(nóng)業(yè)大學學報. 2019(05)
[3]生物質炭材料的制備及應用研究進展[J]. 鮑磊,白永輝,李凡. 化工新型材料. 2019(07)
[4]添加生物炭對豬糞好氧堆肥的影響[J]. 謝勝禹,余廣煒,潘蘭佳,李杰,汪剛,尤甫天,李春星,汪印,王其傳. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2019(06)
[5]生物質原料種類對生物炭基本特性的影響[J]. 盧文玉,姜戌雅,張安東,蔡紅珍,張繼兵. 山東理工大學學報(自然科學版). 2019(04)
[6]The establishment and development of Haloxylon ammodendron promotes salt accumulation in surface soil of arid sandy land[J]. YongZhong Su,TingNa Liu,JunQia Kong. Sciences in Cold and Arid Regions. 2019(02)
[7]沙化土壤施用羊糞生物質炭及堆肥的養(yǎng)分滲流特征[J]. 丁黎,吳勝春,單勝道,余寧爾,歐盛業(yè),梁鵬. 科技通報. 2019(03)
[8]淺析生物質炭基肥的應用效果[J]. 張鵬. 農(nóng)業(yè)工程技術. 2019(05)
[9]牛糞生物炭對土壤中石油烴的降解研究[J]. 姜宇,林靜雯,鄭冬梅,李艷卉. 北方園藝. 2019(03)
[10]玉米生物炭和改性炭對土壤無機氮磷淋失影響的研究[J]. 王靜,付偉章,葛曉紅,鄭書聯(lián),薄錄吉. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(12)
博士論文
[1]牛糞高溫堆肥過程中的物質變化、微生物多樣性以及腐熟度評價研究[D]. 田偉.南京農(nóng)業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]羊糞炭化及堆肥產(chǎn)品對沙化土壤改良的研究[D]. 丁黎.浙江農(nóng)林大學 2018
[2]秸稈改良材料對沙質土壤氮素的調控效應研究[D]. 劉雙營.西南大學 2010
[3]川西北沙化草地生態(tài)恢復過程中植被與土壤變化研究[D]. 周家福.四川農(nóng)業(yè)大學 2008
本文編號:3118460
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