【摘要】：近年來,生物質(zhì)炭的研究和應(yīng)用已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。生物質(zhì)炭施用于土壤不但具有固碳減排的作用,還可以改善土壤結(jié)構(gòu),增加作物產(chǎn)量,降低重金屬污染等,但因制作生物質(zhì)炭的原料眾多,生產(chǎn)工藝各異,相關(guān)行業(yè)還沒有可參考的標(biāo)準(zhǔn)。本文回顧近年來生物質(zhì)炭性質(zhì)的相關(guān)研究,收集了截至2015年12月的文獻(xiàn)出版物中402篇文獻(xiàn),對(duì)數(shù)據(jù)按生物質(zhì)炭來源地區(qū)、生產(chǎn)(制備)條件和性質(zhì)類別進(jìn)行分類評(píng)價(jià),整合分析農(nóng)業(yè)應(yīng)用中生物質(zhì)炭性質(zhì)問題,闡述未來生物質(zhì)炭性質(zhì)研究發(fā)展趨勢(shì);與此同時(shí),本文還調(diào)查了國(guó)內(nèi)一些生物質(zhì)炭工廠的生產(chǎn)信息,如炭化設(shè)備、炭化溫度、時(shí)間、原料及產(chǎn)率,并對(duì)這些炭做了品質(zhì)評(píng)估,結(jié)合整合分析的結(jié)果,對(duì)商品生物質(zhì)炭的生產(chǎn)工藝、原料和炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行切實(shí)有效的討論;最后,選取目前局部地區(qū)出售的炭產(chǎn)品——生物質(zhì)炭基肥作試驗(yàn)對(duì)象,在湖北省荊門市胡集鎮(zhèn)實(shí)施水稻大田試驗(yàn),研究生物質(zhì)炭基肥對(duì)水稻產(chǎn)量、養(yǎng)分利用及土壤質(zhì)量的影響,為生物質(zhì)炭基肥在糧食作物上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。本文的主要研究結(jié)果如下:(1)歐美地區(qū)主要關(guān)注林木生物質(zhì)炭,亞洲等發(fā)展中國(guó)家則著重研究秸稈生物質(zhì)炭。與歐美國(guó)家相比,發(fā)展中國(guó)家的生物質(zhì)炭商品化生產(chǎn)仍較薄弱。生物質(zhì)炭的性質(zhì)因原料及熱裂解溫度的不同有很大差異,而中溫炭化和秸稈生物質(zhì)炭相對(duì)較為平衡,可以作為大規(guī)模生物質(zhì)炭產(chǎn)業(yè)化的原料和炭化工藝條件。生物質(zhì)炭測(cè)試關(guān)注的性質(zhì)范圍寬廣,但潛在風(fēng)險(xiǎn)污染物的測(cè)試不足,亟需開發(fā)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定生物質(zhì)炭最小測(cè)試指標(biāo)集和合適的測(cè)試方法。(2)就養(yǎng)殖廢棄物和污泥炭的污染物分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,其污染物含量普遍偏高,但研究表明,經(jīng)炭化后,這些廢棄物炭的理化性質(zhì)良好,重金屬總量雖有增加,但其DTPA浸提的有效態(tài)重金屬明顯減少,所以對(duì)一些具有污染風(fēng)險(xiǎn)的廢棄物如污水處理廠的污泥,畜禽糞便等,熱解炭化或許是較有效的處置途徑。但其對(duì)環(huán)境和生物安全具有潛在風(fēng)險(xiǎn)的污染物分析仍需列入生物質(zhì)炭分析測(cè)試內(nèi)容項(xiàng)目中。(3)生物質(zhì)炭的理化性質(zhì)(即品質(zhì))很大程度決定于原料和生產(chǎn)工藝。為解決生物質(zhì)炭品質(zhì)不穩(wěn)定問題,我們需要研究成熟的生產(chǎn)生物質(zhì)炭的裂解設(shè)備,工藝標(biāo)準(zhǔn)化,且使整個(gè)生產(chǎn)工藝能達(dá)到能源效益最佳,生物質(zhì)廢棄物經(jīng)濟(jì)性最大的目的;不同原料和溫度生產(chǎn)的生物質(zhì)炭在性質(zhì)和功能差別迥異,互有消長(zhǎng),因此,要根據(jù)原料的可給性和用途的要求,選擇合理來源的生物質(zhì)炭。(4)基于對(duì)生物質(zhì)炭推廣的研究,炭基肥在農(nóng)田上應(yīng)用的效果受到更多關(guān)注。本研究表明炭基肥處理田的水稻穗大粒重,結(jié)實(shí)率達(dá)89%,效果優(yōu)于常規(guī)復(fù)合肥炭,雖然比對(duì)照少投入近20%的總養(yǎng)分,但其水稻產(chǎn)量無顯著差異,炭基肥肥料產(chǎn)出效益是常規(guī)復(fù)合肥的138.4%;此外,炭基肥具有很好的緩釋性,可以提高氮肥利用率和增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,達(dá)到了保產(chǎn)節(jié)肥且可持續(xù)的農(nóng)田利用模式。
【圖文】：

炭（Ｂｉｏｃｈａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｓｅｃｏｎｄｌｙ－ｂｉｏｗａｓｔｅ－ＢＳＢ）和污泥生物質(zhì)炭（Ｂｉｏｄｉａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｓｅｗａｇｅ邋ｓｌｕｄｇｅ－ＢＳＳ）。括號(hào)中的數(shù)字代表逡逑研究白勺炭樣本數(shù)量（Ｔｈｅ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｉｎ邋ｐａｒｅｎｔｈｅｓｉｓ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ邋ｔｈｅ邋ｂｉｏｃｈａｒ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）逡逑圖２－２可以看出，生物質(zhì)炭研究報(bào)道分布在全球６個(gè)洲４１個(gè)國(guó)家，主要集中在亞逡逑洲、北美和歐洲，在南美洲和非洲研宄數(shù)量較少。從地區(qū)和國(guó)家層面來看，發(fā)表相關(guān)逡逑文獻(xiàn)報(bào)道最多的是中國(guó)，其次是美國(guó)和澳大利亞，歐洲國(guó)家研究分布比較平衡。本研逡逑究收集文獻(xiàn)中涉及２００多種生物質(zhì)原料，大致分為木類，草本，作物秸稈，畜禽糞便，，逡逑污泥和城市有機(jī)廢棄物。其中，以林木和作物秸稈生物質(zhì)炭的研宄文獻(xiàn)最多，分R%占逡逑３０．８％和２６．４％。進(jìn)一步分析，作物秸稈生物質(zhì)炭研究主要來臼亞洲地Ｒ，占全球作物逡逑源生物質(zhì)炭文獻(xiàn)的５３．０°／。。特別地，中國(guó)作物秸稈生物質(zhì)炭文獻(xiàn)占亞洲全部的８２．７％逡逑（圖邋２－３）。逡逑３邐口歐洲（Ｅｕｒｏｐｅ）逡逑０邋亞洲（Ａｓｉａ）逡逑Ｓ邋北美洲（Ｎｏｒｔｈ邋Ａｍｅｒｉｃａ）逡逑ａ邋南美洲（Ｓｏｕｔｈ邋Ａｍｅｒｉｃａ）逡逑圖２－２文獻(xiàn)在地理上的分布逡逑Ｆｉｇ邋２－２邋Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ逡逑１３逡逑

＼邐／邐２７％逡逑７邐■污泥（ＢＳＳ）逡逑圖２－１邐２００９年以來生物質(zhì)炭原料來源的頻度分布逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｅｅｄｓｔｏｃｋｓ邋ｏｆ邋ｂｉｏｃｈａｒｓ邋ｓｉｎｃｅ邋２００９逡逑注（Ｎｏｔｅ）：林木源生物質(zhì)炭（Ｂｉｏｃｈａｒ邋ｆｒｏｍ邋Ｗｏｏｄ－ＢＷ），農(nóng)作物殘余物生物質(zhì)炭（Ｂｉｏｃｈａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｃｒｏｐ邋ｒｅｓｉｄｕｅ－ＢＣＲ），逡逑草本植物生物質(zhì)炭（Ｂｉｏｃｈａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｇｒａｓｓ－ＢＧ），畜禽類便生物質(zhì)炭（Ｂｉｏｃｈａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｍａｎｕｒｅ－ＢＭ），二次廢棄物生物質(zhì)．逡逑炭（Ｂｉｏｃｈａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｓｅｃｏｎｄｌｙ－ｂｉｏｗａｓｔｅ－ＢＳＢ）和污泥生物質(zhì)炭（Ｂｉｏｄｉａｒ邋ｆｒｏｍ邋ｓｅｗａｇｅ邋ｓｌｕｄｇｅ－ＢＳＳ）。括號(hào)中的數(shù)字代表逡逑研究白勺炭樣本數(shù)量（Ｔｈｅ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｉｎ邋ｐａｒｅｎｔｈｅｓｉｓ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ邋ｔｈｅ邋ｂｉｏｃｈａｒ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）逡逑圖２－２可以看出，生物質(zhì)炭研究報(bào)道分布在全球６個(gè)洲４１個(gè)國(guó)家，主要集中在亞逡逑洲、北美和歐洲，在南美洲和非洲研宄數(shù)量較少。從地區(qū)和國(guó)家層面來看，發(fā)表相關(guān)逡逑文獻(xiàn)報(bào)道最多的是中國(guó)，其次是美國(guó)和澳大利亞，歐洲國(guó)家研究分布比較平衡。本研逡逑究收集文獻(xiàn)中涉及２００多種生物質(zhì)原料，大致分為木類，草本，作物秸稈，畜禽糞便，逡逑污泥和城市有機(jī)廢棄物。其中，以林木和作物秸稈生物質(zhì)炭的研宄文獻(xiàn)最多，分R%占逡逑３０．８％和２６．４％。進(jìn)一步分析
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S141

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 邱良祝;生物質(zhì)炭性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)分析及生物質(zhì)炭基肥的試驗(yàn)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2709816