本文關鍵詞：水稻土中光合微生物生長及鐵還原過程對生物炭的響應，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物炭是指動植物殘體或者其他生物質在完全或部分缺氧的情況下,以相對“低溫”(700℃)熱解炭化后產生的一類高度芳香化難熔性固態(tài)高聚產物。目前,針對生物炭農業(yè)應用的研究十分廣泛,主要表現在改良土壤、污染防控、溫室氣體減排和促進作物生長等方面,但是對生物炭施加到水稻土中對其中的鐵氧化還原過程及稻田中光合微生物的生長的影響研究很少。在稻田生態(tài)系統(tǒng)中,由于淹水產生的厭氧環(huán)境可導致土壤中鐵錳氧化物發(fā)生微生物介導的還原作用,鑒于鐵在土壤中具有較高豐度,所以鐵的氧化還原過程倍受關注。另一方面,與水生態(tài)環(huán)境密切相關的光合微生物及其代謝過程亦能夠對稻田環(huán)境產生影響。光合微生物的產氧過程可改變土壤的氧化還原體系,使Mn(II)和Fe(II)氧化,從而影響到養(yǎng)分的有效性和重金屬的形態(tài)。另外,水稻土在厭氧光照培養(yǎng)時可產生大量的藍細菌,藍細菌產生的藻毒素也會增加稻田土壤的環(huán)境風險。因此研究水稻田中光合微生物及鐵還原過程對生物炭的響應對于生物炭在農田方面及抑制水體富營養(yǎng)化的應用有重要意義。本研究通過模擬水稻土淹水環(huán)境,采用泥漿厭氧培養(yǎng)探討光合微生物生長及鐵氧化還原過程對生物炭的響應,主要得到以下結論:1、生物炭的添加會影響水稻土中光合微生物的豐度和優(yōu)勢種群。生物炭對光合微生物葉綠素的合成有影響,且與土壤性質、培養(yǎng)時間、添加量及粒度有關。NX水稻土光照培養(yǎng)體系中,生物炭抑制葉綠素的合成,且抑制作用隨添加量的增大而增大,生物炭添加量為4%時,0.25-0.5 mm的生物炭對葉綠素的合成抑制作用最小。TJ水稻土光照培養(yǎng)體系中,低生物炭添加的處理(1%、2%)能促進葉綠素的合成,隨著添加量的增大抑制作用增大,生物炭添加量為4%時添加生物炭粒度較大的兩個處理對葉綠素的合成有促進作用。SC水稻土光照培養(yǎng)體系中低生物炭添加處理(1%、2%)對葉綠素的合成有微弱促進作用,隨著添加量增大,抑制作用增大,生物炭添加量為4%時添加生物炭粒度越大抑制作用越大。2、生物炭的添加能促進鐵還原過程,且表現為添加量越大促進作用越大;生物炭添加會抑制光合作用過程,添加量越大抑制作用越大,生物炭對體系鐵氧化過程的作用與生物炭添加量和土壤性質有關。TJ水稻土中,添加量為1%的處理對鐵氧化的促進作用最大,添加量為4%的處理對鐵氧化有抑制作用;NX水稻土中,添加量為8%和16%的處理對鐵氧化有促進作用,其他處理均呈現抑制作用;SC水稻土中,添加量為1%的處理對鐵氧化有抑制作用,其他處理均呈現促進作用,且添加量越大促進作用最大。3、光照條件下由于光合微生物大量生長,光合作用產生氧氣能氧化體系中Fe(II),同時光合微生物的生長代謝過程能消耗CO2和HCO3-,使得體系pH上升。光合微生物物生長具有顯著的抑制作用,粒度越大時對光合微生物生長抑制作用越明顯。4、水溶性磷的固定與鐵氧化過程呈負相關關系,與光合作用過程呈正相關關系。磷酸鹽的添加能促進體系中水溶性磷酸鹽的固定。避光條件下生物炭的添加能促進水溶性磷酸鹽的固定;光照條件下生物炭的添加對水溶性磷酸鹽的固定有抑制作用,一是生物炭能改變體系中的pH值,使得體系P的存在方式朝負電荷多的形態(tài)轉化;二是生物炭會抑制光合微生物的生長,減少光合作用,進而抑制鐵氧化物的生成,減少光合微生物與鐵氧化物對水溶性磷的固定;三是鐵-生物炭復合物的零點荷電低于單一鐵氧化物,也會抑制光照條件下鐵氧化物對水溶性磷酸鹽的固定。
【關鍵詞】：生物炭 光合微生物 鐵還原過程 水稻土
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S154
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 文獻綜述12-24
• 1.1 生物炭的起源12
• 1.2 生物炭的物理化學性質12-13
• 1.3 生物炭的作用13-18
• 1.3.1 生物炭對土壤營養(yǎng)物質的改善13-16
• 1.3.2 生物炭對土壤化學性質的影響16
• 1.3.3 生物炭對土壤物理性質的影響16-17
• 1.3.4 水分相關17
• 1.3.5 生物炭與微生物的關系17-18
• 1.3.6 生物炭誘導作物產量的變化18
• 1.4 鐵還原過程的環(huán)境意義18-21
• 1.4.1 抑制溫室氣體排放方面18-19
• 1.4.2 在無機污染防治方面的作用19-20
• 1.4.3 在有機污染防治方面的作用20
• 1.4.4 發(fā)展生物電池可生產清潔能源20-21
• 1.5 稻田中的光合微生物21-24
• 1.5.1 光合微生物的種類21
• 1.5.2 藍細菌對稻田的潛在危害21-22
• 1.5.3 光合微生物與鐵氧化還原的關系22-24
• 第二章 研究內容與方法24-28
• 2.1 研究目的及意義24
• 2.2 本研究中的主要科學問題24-25
• 2.3 研究內容25
• 2.3.1 添加不同用量生物炭對淹水土壤中藍藻生長量的影響25
• 2.3.2 添加不同粒度生物炭對淹水土壤中藍藻生長量的影響25
• 2.3.3 添加生物炭條件下淹水土壤中氧化鐵還原與藍藻生長量的關系25
• 2.3.4 添加生物炭對淹水土壤溶液中磷濃度及pH值的影響25
• 2.4 主要的研究方法25-27
• 2.4.1 供試材料25-26
• 2.4.2 試驗設置與方法26
• 2.4.3 采樣及測定方法26-27
• 2.5 擬解決的關鍵問題27
• 2.6 技術路線27-28
• 第三章 光合微生物的鑒定28-38
• 3.1 材料與方法28
• 3.1.1 供試材料28
• 3.1.2 光合色素吸收光譜特征比較試驗28
• 3.2 結果與分析28-36
• 3.2.1 水稻土泥漿中光合微生物的鏡檢28-33
• 3.2.2 水稻土泥漿中光合微生物的光譜掃描33-36
• 3.3 討論36-37
• 3.4 結論37-38
• 第四章 不同用量生物炭對光合微生物及鐵還原的影響38-45
• 4.1 材料與方法38
• 4.1.1 供試材料38
• 4.1.2 試驗設置與方法38
• 4.1.3 數據處理38
• 4.2 結果與分析38-42
• 4.2.1 添加不同用量生物炭處理中體系Fe(II)含量的變化38-40
• 4.2.2 添加不同用量生物炭處理中體系pH的變化40-42
• 4.2.3 添加不同用量生物炭處理中體系光合色素含量的變化42
• 4.3 討論42-44
• 4.3.1 生物炭對體系pH的影響42-43
• 4.3.2 生物炭對體系鐵還原過程的影響43
• 4.3.3 生物炭對體系鐵氧化過程的貢獻43-44
• 4.4 結論44-45
• 第五章 不同粒徑生物炭對光合微生物及鐵還原的影響45-55
• 5.1 材料與方法45
• 5.1.1 供試材料45
• 5.1.2 試驗設置與方法45
• 5.1.3 數據處理45
• 5.2 結果與分析45-49
• 5.2.1 添加不同粒度生物炭處理中體系光合色素含量的變化45-47
• 5.2.2 添加不同粒度生物炭處理中體系pH值的變化47-48
• 5.2.3 添加不同粒度生物炭處理中體系Fe(II)含量的變化48-49
• 5.3 討論49-54
• 5.3.1 光合微生物生長與土壤中鐵氧化還原過程的關系49-50
• 5.3.2 添加生物炭對抑制光合微生物生產及鐵氧化過程的貢獻50-54
• 5.4 結論54-55
• 第六章 生物炭及磷酸鹽的添加對光合微生物及鐵還原的影響55-66
• 6.1 材料與方法55-56
• 6.1.1 供試材料55
• 6.1.2 試驗設置與方法55-56
• 6.1.3 數據處理56
• 6.2 結果與分析56-60
• 6.2.1 添加磷酸鹽及生物炭對體系Fe(II)含量的影響56-58
• 6.2.2 添加磷酸鹽及生物炭對體系光合色素含量的影響58-59
• 6.2.3 添加磷酸鹽及生物炭對體系水溶性磷酸鹽含量的影響59-60
• 6.2.4 添加磷酸鹽及生物炭對體系pH值的影響60
• 6.3 討論60-64
• 6.3.1 生物炭的添加對水溶性磷酸鹽的影響60-61
• 6.3.2 光合作用過程對水溶性磷酸鹽的影響61-63
• 6.3.3 生物炭與磷酸鹽的添加對培養(yǎng)體系生境的影響63-64
• 6.4 結論64-66
• 第七章 結論及未來研究展望66-68
• 7.1 研究獲得的主要進展66-67
• 7.2 研究存在的不足之處67
• 7.3 未來研究展望67-68
• 參考文獻68-77
• 致謝77-78
• 作者簡介78

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

1 張鎖海,王建平,劉煥,郭千虎,鄭麗芬;EM在畜牧業(yè)生產中的應用[J];山西農業(yè);1999年06期

2 張偉光，林剛;EM在農業(yè)上的應用初報[J];福建農業(yè)科技;1996年01期

3 易維潔;孫麗蓉;曲東;;控制光照條件下添加SO_4~(2-)對水稻土中Fe(Ⅲ)還原的影響[J];農業(yè)環(huán)境科學學報;2011年08期

4 ;[J];;年期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 游萍;水稻土中光合微生物生長及鐵還原過程對生物炭的響應[D];西北農林科技大學;2016年

  本文關鍵詞：水稻土中光合微生物生長及鐵還原過程對生物炭的響應，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：334322