生物炭对中国北方酸化土壤的改性研究
发布时间：2021-02-15 04:16
自20世纪80年代以来,我国就形成以氮（N）肥的大量施用来换取作物高产的农业生产模式。由于多年来N肥持续大量施用以及不合理的农业耕种、施肥制度和管理措施,导致我国北方土壤酸化日趋严重。近些年来兴起的生物炭技术为环保、高效改良酸化土壤提供了新途径。本研究针对我国北方N肥大量施用引起的土壤酸化问题,选取山东省招远市典型果园酸化土为研究对象,以我国北方典型的生物质棉花秸秆和花生壳为原料制备生物炭,研究了不同热解时间和热解温度等工艺参数对生物炭物理化学性质的影响；选择两种热解温度下制备的花生壳生物炭为供试材料,以2.5%和5%两种比例添加到酸化土壤中,研究了其对酸化土壤理化性质的影响；通过研究生物炭对酸化土壤N素转化过程的影响,初步揭示了生物炭改性酸化土壤的内在机制；通过研究生物炭对玉米植株根际效应及氮素利用有效性的影响,评价生物炭改性酸化土壤的效果,并对生物炭减少肥料施用的经济效益进行了分析和估算。本研究为建立北方酸化土壤改良的生物炭技术,最终构建生物炭的新型产业模式提供了重要的理论依据。主要研究结果如下：（1）选取我国北方典型的农业残留物棉花秆和花生壳为原料,利用慢速热解方式制备生物炭。在...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
引言
1 绪论
1.1 土壤酸化概况
1.2 土壤酸化危害
1.2.1 盐基离子的淋失
1.2.2 活性铝的溶出
1.2.3 重金属元素的活化
1.2.4 土壤微生物数量和酶活性降低
1.2.5 植物生长受到抑制
1.3 土壤酸化原因
1.4 土壤酸化防治
1.4.1 减少化肥施用,增施有机肥
1.4.2 石灰改良剂
1.4.3 有机物料改良剂
1.5 生物炭
1.5.1 定义
1.5.2 制备
1.5.3 性质
1.5.4 应用
1.6 本研究的必要性
1.6.1 研究意义
1.6.2 科学问题
1.6.3 技术路线
1.6.4 主要研究内容
2 生物炭的制备和表征
2.1 生物炭的制备
2.1.1 生物质原料
2.1.2 生物质原料热解
2.2 生物炭的表征
2.3 数据分析
2.4 结果与讨论
2.4.1 棉花秸秆生物炭
2.4.2 花生壳生物炭
2.4.3 生物炭的筛选原则
3 生物炭对酸化土壤性质的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 实验方法
3.1.3 样品分析方法
3.1.4 数据分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 土壤容重
3.2.2 土壤pH
3.2.3 土壤有机质
3.2.4 土壤CEC
3.2.5 土壤总微生物活性
3.2.6 土壤微生物群落
3.3 小结
4 生物炭对土壤N素转化的影响及机制
4.1 实验方法
4
+和NO3
-的影响"> 4.1.1 生物炭对土壤NH4
+和NO3
-的影响
4
+、NO3
-的吸附"> 4.1.2 生物炭对NH4
+、NO3
-的吸附
4.1.3 生物炭对土壤氨氧化细菌数量的影响
4.2 结果与讨论
4
+的变化"> 4.2.1 土壤NH4
+的变化
3
-的变化"> 4.2.2 土壤NO3
-的变化
4
+和NO3
-的吸附能力"> 4.2.3 生物炭对NH4
+和NO3
-的吸附能力
4.2.4 生物炭对土壤中氨氧化细菌数量的影响
4.3 小结
5 生物炭对土壤N素利用有效性的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 材料
5.1.2 实验方法
5.1.3 样品分析方法
5.1.4 数据分析
5.2 结果与讨论
5.2.1 生物炭对玉米生长的促进效应
5.2.2 N素利用有效性
5.2.3 生物炭的N肥效应
5.2.4 生物炭及植物根际效应对土壤理化性质的影响
5.3 小结
6 结论和展望
6.1 结论
6.2 创新性
6.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历
在研期间发表的主要学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改良果园土壤的有效措施[J]. 高国红. 现代农村科技. 2011(18)
[2]宜昌市植烟土壤酸化特点与成因分析[J]. 尤开勋,秦拥政,赵一博,袁建华,董善裕,张廷艳,张双祥. 安徽农业科学. 2011(05)
[3]胶东果园土壤酸度特征及酸化原因分析[J]. 王见月,刘庆花,李俊良,金圣爱,原永兵. 中国农学通报. 2010(16)
[4]土壤pH和不同酸化土壤改良剂对苹果果实品质的影响[J]. 李庆军,林英,李俊良,刘成连,原永兵. 中国农学通报. 2010(14)
[5]Crop Yield and Soil Responses to Long-Term Fertilization on a Red Soil in Southern China[J]. ZHANG Hui-Min1,2,3,WANG Bo-Ren1,XU Ming-Gang1, and FAN Ting-Lu1 1Key Laboratory of Plant Nutrition and Nutrient Cycling,Ministry of Agriculture of China and Institute of Agricul- tural Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081(China). 2Department of Resource and Environment,Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry,Yangling 712100 (China) 3Department of Agronomy,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003(China). Pedosphere. 2009(02)
[6]中国花生生产及贸易现状与展望[J]. 杨静. 花生学报. 2009(01)
[7]荣成市土壤酸化现状及改良措施[J]. 董昭皆,肖忠义. 山东农业科学. 2009(02)
[8]花生壳综合利用的研究进展[J]. 孙丰文,张茜,李自峰. 山东林业科技. 2008(06)
[9]水体富营养化现状及对策分析[J]. 朴承俊,王宏山,瞿春艳,马晓旺. 煤炭技术. 2008(08)
[10]塔里木河干流胡杨和柽柳根际土壤微生物及其垂直分布[J]. 马晓梅,尹林克,陈理. 干旱区研究. 2008(02)
本文编号：3034416
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
引言
1 绪论
1.1 土壤酸化概况
1.2 土壤酸化危害
1.2.1 盐基离子的淋失
1.2.2 活性铝的溶出
1.2.3 重金属元素的活化
1.2.4 土壤微生物数量和酶活性降低
1.2.5 植物生长受到抑制
1.3 土壤酸化原因
1.4 土壤酸化防治
1.4.1 减少化肥施用,增施有机肥
1.4.2 石灰改良剂
1.4.3 有机物料改良剂
1.5 生物炭
1.5.1 定义
1.5.2 制备
1.5.3 性质
1.5.4 应用
1.6 本研究的必要性
1.6.1 研究意义
1.6.2 科学问题
1.6.3 技术路线
1.6.4 主要研究内容
2 生物炭的制备和表征
2.1 生物炭的制备
2.1.1 生物质原料
2.1.2 生物质原料热解
2.2 生物炭的表征
2.3 数据分析
2.4 结果与讨论
2.4.1 棉花秸秆生物炭
2.4.2 花生壳生物炭
2.4.3 生物炭的筛选原则
3 生物炭对酸化土壤性质的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 实验方法
3.1.3 样品分析方法
3.1.4 数据分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 土壤容重
3.2.2 土壤pH
3.2.3 土壤有机质
3.2.4 土壤CEC
3.2.5 土壤总微生物活性
3.2.6 土壤微生物群落
3.3 小结
4 生物炭对土壤N素转化的影响及机制
4.1 实验方法
4
+和NO3
-的影响"> 4.1.1 生物炭对土壤NH4
+和NO3
-的影响
4
+、NO3
-的吸附"> 4.1.2 生物炭对NH4
+、NO3
-的吸附
4.1.3 生物炭对土壤氨氧化细菌数量的影响
4.2 结果与讨论
4
+的变化"> 4.2.1 土壤NH4
+的变化
3
-的变化"> 4.2.2 土壤NO3
-的变化
4
+和NO3
-的吸附能力"> 4.2.3 生物炭对NH4
+和NO3
-的吸附能力
4.2.4 生物炭对土壤中氨氧化细菌数量的影响
4.3 小结
5 生物炭对土壤N素利用有效性的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 材料
5.1.2 实验方法
5.1.3 样品分析方法
5.1.4 数据分析
5.2 结果与讨论
5.2.1 生物炭对玉米生长的促进效应
5.2.2 N素利用有效性
5.2.3 生物炭的N肥效应
5.2.4 生物炭及植物根际效应对土壤理化性质的影响
5.3 小结
6 结论和展望
6.1 结论
6.2 创新性
6.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历
在研期间发表的主要学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改良果园土壤的有效措施[J]. 高国红. 现代农村科技. 2011(18)
[2]宜昌市植烟土壤酸化特点与成因分析[J]. 尤开勋,秦拥政,赵一博,袁建华,董善裕,张廷艳,张双祥. 安徽农业科学. 2011(05)
[3]胶东果园土壤酸度特征及酸化原因分析[J]. 王见月,刘庆花,李俊良,金圣爱,原永兵. 中国农学通报. 2010(16)
[4]土壤pH和不同酸化土壤改良剂对苹果果实品质的影响[J]. 李庆军,林英,李俊良,刘成连,原永兵. 中国农学通报. 2010(14)
[5]Crop Yield and Soil Responses to Long-Term Fertilization on a Red Soil in Southern China[J]. ZHANG Hui-Min1,2,3,WANG Bo-Ren1,XU Ming-Gang1, and FAN Ting-Lu1 1Key Laboratory of Plant Nutrition and Nutrient Cycling,Ministry of Agriculture of China and Institute of Agricul- tural Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081(China). 2Department of Resource and Environment,Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry,Yangling 712100 (China) 3Department of Agronomy,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003(China). Pedosphere. 2009(02)
[6]中国花生生产及贸易现状与展望[J]. 杨静. 花生学报. 2009(01)
[7]荣成市土壤酸化现状及改良措施[J]. 董昭皆,肖忠义. 山东农业科学. 2009(02)
[8]花生壳综合利用的研究进展[J]. 孙丰文,张茜,李自峰. 山东林业科技. 2008(06)
[9]水体富营养化现状及对策分析[J]. 朴承俊,王宏山,瞿春艳,马晓旺. 煤炭技术. 2008(08)
[10]塔里木河干流胡杨和柽柳根际土壤微生物及其垂直分布[J]. 马晓梅,尹林克,陈理. 干旱区研究. 2008(02)
本文编号：3034416
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/zrdllw/3034416.html
