柠条生物炭生产及其对半干旱地区土壤微生态环境的影响

发布时间：2020-04-02 22:05

【摘要】：柠条（Caragana korshinskii）是豆科锦鸡属的多年生灌木，由于缺乏有效的利用途径，大量的柠条资源未被利用，造成了生物质的浪费。本文通过研究柠条热裂解的产物分布及在500℃条件下热裂解得到的生物炭和焦油，采用XRD、FTIR、EDS、GC-MS等研究方法对生物炭和焦油进行了分析；并将该生物炭施入到土壤中，调查分析不同处理条件下生物炭对不同作物产量及土壤理化性质、土壤微生物群落结构和数量变化的影响，得出如下结论： （1）柠条裂解的结果表明：在一定温度条件下柠条裂解的产物分布同大多数生物质的裂解产物分布一致，生物炭产量与温度（350-600℃）成正比，焦油产量与温度成（350-550℃）正比，但在550℃后产量降低，炭中的固定碳含量与温度呈指数关系（R2=0.9949）。 （2）柠条炭元素分析和物相分析表明：柠条炭中含有较高的全氮含量（2.5%），孔隙结构以介孔为主，占总孔数的比例为56%，比表面积265m2/g，柠条炭表面含有丰富的官能团结构，呈无定形的乱层结构。 （3）柠条焦油组分分析表明：焦油中共定性得到85种化合物，，相对含量达到91.3%，其中脂肪族化合物是组分中的主要组成成分。 （4）不同作物种植模式下生物炭的田间应用试验表明：炭基载体肥料能够显著增加供试作物的产量；通过在相同管理措施下不同供试作物的土壤理化性质研究表明，生物炭可以显著增加土壤中的有机质和速效磷含量，其增加的量因使用方式的不同而有差别。对退化严重的试验地土壤理化性质研究发现：生物炭能够增加土壤中的速效养分含量，但是生物炭配施有机肥的效果要低于传统施肥处理。 （5）PCR-DGGE和荧光定量PCR分析结果表明：生物炭对提高土壤细菌的种群结构和多样性并没有显著的影响，但是会影响土壤中不同种属菌的数量。相关性分析结果得出，古菌、泉古菌、细菌、氨氧化古菌与土壤速效养分无相关性，古菌与均匀度指数、细菌与多样性指数呈相关关系。
【图文】：

图 2-1 和林格尔柠条资源分布Fig. 2-1 The distribution of korshinskii resource in Horinger.2 柠条的采集方式尽管柠条的用途已被大家认识，但由于柠条的枝条带刺不易收割和加工，人工作业强度大，而且劳动环境十分恶劣，加之柠条出售的价格较低，致使和林格种植区域平茬及加工生产未能有效开展，不仅造成了严重的资源浪费，而且部

图 2-2 温度对柠条裂解产物分布的影响 The influence of temperature on the distribution of pyrolysis product of Caragana ko
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S793.3;S714

【参考文献】

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本文编号：2612501