混合生物质炭的制备及其对盐碱土壤改良效果的研究

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我国盐碱土总面积约3600万hm2,是非常重要的潜在耕地后备资源。盐碱土物理化学性状恶劣,不仅导致土壤生产力降低,而且还会引发诸多环境问题,因此,对盐碱土的改良显得愈发重要。  本文主要研究了秸秆、污泥生物质炭的制备及其对盐碱土壤改良效果的研究:以玉米秸秆、玉米芯、芦苇、活性污泥为材料,通过秸秆、污泥不同混合比例、不同碳化温度制备具有不同性质的混合生物质炭。通过对生物质炭性质分析、生物质炭对盐碱土壤基本理化性质的影响,及其对玉米生长及生物量的影响,确定生物质炭用于改良盐碱地的可行性分析及最佳改良方案的确定。论文主要研究结果如下:  碳化后的生物质具有明显、清晰的多微孔炭架结构,含有对作物生长有利的氮元素以及一些矿质元素,含有大量的-COOH和-OH等含氧有机官能团。生物质炭施入土壤后,土壤pH明显降低,低温度制备的芦苇炭对土壤pH降低效果最佳,且随着生物质炭添加量逐渐增加,土壤pH降低幅度呈现减小的趋势;添加低温度(300℃)制备的芦苇炭大添加量(25g/kg)对盐碱土壤的阳离子交换量提高幅度最大,是原土的9.25倍;添加不同材料制备的生物质炭后盐碱土壤中总氮、总磷、速效钾含量具有相同的变化趋势。土壤中养分含量均随着生物质炭添加量的增加而增加,其中有机碳含量提高幅度最大。混合生物质炭的添加显著降低了土壤中Cd、Cu、Zn的有效态含量。实验室盆栽试验表明单独施用生物质炭能够显著提高土壤中养分含量,虽然随着玉米的生长,对土壤养分大量吸收,土壤养分略有降低,但土壤养分仍远远高于未经任何处理的盐碱土壤养分含量;单独施加脱硫石膏对降低土壤碱度、盐度有显著效果,施用脱硫石膏后土壤pH呈下降趋势(0-80d),pH最多降低了0.75个单位,且脱硫石膏具有较好的脱盐作用;生物质炭和脱硫石膏混合物对土壤的影响,既在一定程度上降低了土壤盐、碱度,又提高了土壤中养分含量,且对玉米生长具有促进作用,对提高玉米生物量作用生物质炭和脱硫石膏混合物>生物质炭>脱硫石膏。  综上所述,施用适量秸秆、污泥混合生物质炭能够明显改善土壤的物理化学性质,增加土壤养分含量,提高土壤肥力,对作物产量产生积极效应,建议在盐碱土壤中的生物质炭施用量为25g/kg。
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