生物碳由于其豐富的孔隙結構和含氧官能團等物理化學特性,被廣泛應用于土壤改良,增加土壤的持水能力、提高土壤肥力、改善土壤重金屬污染等,但是關于生物碳本身吸水保水能力的研究還十分少。同時新鮮以及老化后的生物碳改良土壤保水性的系統(tǒng)分析報道較少。本文首先挑選了三種生物碳制備材料,研究其生產的生物碳自身吸水保水特性,挑選出優(yōu)質的生產生物碳原材料,并進一步研究不同比例的新鮮生物碳、化學老化生物碳、自然老化生物碳對土壤保水性的影響。主要結論如下:（1）生物碳的理化性質和結構特征與生產材料、裂解溫度等因素相關,隨著裂解溫度的升高,生物碳的p H值和灰分含量均有不同程度的升高,生物碳的機型和親水性減弱,芳香性增強,不同生物碳的芳香結構不同,生物碳內部結構不斷變化,骨架和孔隙結構發(fā)育越加清晰和完善。（2）由松木屑、水稻秸稈和小麥秸稈三種材料分別制成的生物碳其吸附水分性能差別顯著,秸稈生物碳吸附水分子能力遠大于木質生物碳,質地疏松的纖維生產出的生物碳吸水能力更佳。三者比較得出小麥秸稈生物碳吸附水分能力最強。（3）生物碳調節(jié)土壤p H值與土壤的性質、生物碳本身性質以及添加率密切相關。生物碳應用于土壤中可以提高... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 生物碳在土壤中的應用現(xiàn)狀
        1.2.1 生物碳在土壤改良中的應用研究進展
        1.2.2 生物碳在土壤中改良土壤保水性的應用研究進展
        1.2.3 生物碳在土壤中老化價值研究進展
    1.3 問題的提出
    1.4 研究目的
    1.5 研究內容與創(chuàng)新點
        1.5.1 研究內容
        1.5.2 創(chuàng)新點
    1.6 技術路線
第2章 生物質碳材料的制備與表征
    2.1 實驗材料與方法
        2.1.1 實驗材料與儀器
        2.1.2 生物碳的制備方法
    2.2 生物碳材料理化性能表征
        2.2.1 生物碳灰分含量測定
        2.2.2 生物碳pH值的測定
        2.2.3 生物碳比表面積分析
        2.2.4 生物碳元素分析
        2.2.5 生物碳紅外光譜分析
        2.2.6 生物碳掃描電鏡分析
    2.3 實驗表征結果及分析
        2.3.1 生物碳灰分含量及比表面積
        2.3.2 生物碳pH值
        2.3.3 生物碳的元素分析
        2.3.4 生物碳的紅外光譜分析
        2.3.5 生物碳的掃描電鏡分析
    2.4 本章小結
第3章 生物碳吸水和保水性能的研究
    3.1 實驗材料與方法
        3.1.1 實驗材料和儀器
        3.1.2 實驗方法
    3.2 實驗分析
        3.2.1 生物碳水分子吸附量分析
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 生物碳的吸水性能結果分析
        3.3.2 生物碳的保水性能分析
    3.4 本章小結
第4章 新鮮生物碳對土壤水分狀況的影響
    4.1 實驗材料與方法
        4.1.1 實驗材料和儀器
        4.1.2 生物碳的制備
        4.1.3 生物碳pH值的測定
    4.2 土壤水分特征曲線測定與表征方法
        4.2.1 土壤水分特征曲線測定方法
        4.2.2 添加生物碳土壤樣品的pH值定方法
        4.2.3 Hyprop系統(tǒng)工作原理
    4.3 實驗結果與討論
        4.3.1 生物碳對土壤pH值的影響
        4.3.2 不同添加比例的生物碳對土壤飽和含水率的影響
        4.3.3 不同添加比例的生物碳對植物可利用水量的影響
        4.3.4 不同添加比例的生物碳對植物適宜生長水量范圍的影響
    4.4 本章小結
第5章 化學氧化生物碳對土壤水分狀況的影響
    5.1 實驗材料與方法
        5.1.1 實驗材料與儀器
        5.1.2 生物碳的制備
        5.1.3 氧化生物碳的制備方法
        5.1.4 氧化生物碳PH值的測定
    5.2 土壤水分特征曲線測定與表征方法
        5.2.1 土壤水分特征曲線測定方法
        5.2.2 添加老化生物碳土壤樣品的pH值測定方法
    5.3 實驗結果與討論
        5.3.1 氧化生物碳對土壤pH值的影響
        5.3.2 不同添加比例的氧化生物碳對土壤飽和含水率的影響
        5.3.3 不同添加比例的氧化生物碳對植物可利用水量的影響
        5.3.4 不同添加比例的氧化生物碳對植物適宜生長可利用水量范圍的影響
    5.4 本章小結
第6章 自然氧化生物碳對土壤水分狀況的影響
    6.1 實驗材料與方法
        6.1.1 實驗材料與儀器
        6.1.2 生物碳的制備
        6.1.3 自然氧化生物碳土壤樣本的制備
    6.2 土壤水分特征曲線與表征方法
        6.2.1 土壤水分特征曲線測定方法
        6.2.2 土壤樣品的pH值測定方法
    6.3 實驗結果與討論
        6.3.1 生物碳自然氧化1 年后對土壤pH值的影響
        6.3.2 生物碳自然氧化1 年后對土壤飽和導水率的影響
        6.3.3 生物碳自然氧化1 年后對土壤植物可利用水量的影響
        6.3.4 生物碳自然氧化1 年后對土壤植物適宜生長可利用水量的影響
    6.4 本章小結
結論與展望
    1 研究結論
    2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
發(fā)表論文和參加科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國農作物秸稈資源利用特征、技術模式及發(fā)展建議[J]. 石祖梁,王飛,王久臣,李想,孫仁華,宋成軍.  中國農業(yè)科技導報. 2019(05)
[2]基于MCI的中國干旱時空分布及災情變化特征[J]. 廖要明,張存杰.  氣象. 2017(11)
[3]不同炭化條件對黑沙蒿生物炭保水性能的影響[J]. 姚俊卿,侯建偉,索全義,段玉,張君,景宇鵬.  北方園藝. 2017(06)
[4]我國農作物秸稈綜合利用發(fā)展模式及政策建議[J]. 石祖梁,劉璐璐,王飛,李想,常志州.  中國農業(yè)科技導報. 2016(06)
[5]生物炭對粉黏壤土水力參數(shù)及脹縮性的影響[J]. 趙迪,黃爽,黃介生.  農業(yè)工程學報. 2015(17)
[6]土壤不同含碳量情況下水分特征曲線的擬合及修正[J]. 王曉蕾.  廣東水利水電. 2013(07)
[7]水稻秸稈生物碳的結構特征及其對有機污染物的吸附性能[J]. 陳再明,陳寶梁,周丹丹.  環(huán)境科學學報. 2013(01)
[8]HYPROP系統(tǒng)與快速離心法聯(lián)合測定土壤水分特征曲線[J]. 彭紫赟,黃爽,楊金忠,王曉蕾.  灌溉排水學報. 2012(05)
[9]利用HYPROP系統(tǒng)測定土壤水分參數(shù)的優(yōu)缺點及改進[J]. 王曉蕾,黃爽,黃介生,彭紫赟.  中國農村水利水電. 2012(06)
[10]生物質炭的性質及其對土壤環(huán)境功能影響的研究進展[J]. 袁金華,徐仁扣.  生態(tài)環(huán)境學報. 2011(04)

博士論文
[1]水稻秸稈生物碳的結構特征、穩(wěn)定性及其固碳機制[D]. 郭建華.浙江大學 2014

碩士論文
[1]小麥秸稈生物碳對土壤呼吸和氮轉化過程的影響分析[D]. 楊曉智.河北工程大學 2019



本文編號：3728582