生物質(zhì)炭可以提高肥效:生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽(yáng)離子交換量,不僅能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無(wú)機(jī)養(yǎng)分,能夠控制養(yǎng)分緩慢釋放,避免養(yǎng)分的揮發(fā)和流失,提高肥料的使用效率,節(jié)約施肥量。我國(guó)化肥平均有效利用率不到30%,肥料有效成分的流失,每年折合人民幣高達(dá)1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢(shì):上世紀(jì)90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進(jìn)入本世紀(jì)近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重,既制約了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收,又污染了環(huán)境。全國(guó)地表和地下水總氮和總磷污染來(lái)源,農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)分別是57.2%和67.3%,形勢(shì)非常嚴(yán)峻。利用生物炭與其它化肥復(fù)合生產(chǎn)緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)約投入、增產(chǎn)增收和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。生物質(zhì)炭在土壤中的長(zhǎng)期固碳功能是生物質(zhì)炭重要的功能之一。貴州科研用生物質(zhì)炭購(gòu)買(mǎi)
“一炭三肥”炭基生態(tài)途徑以低溫?zé)峤饧夹g(shù)為基礎(chǔ),炭化利用多種農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)資源,形成了集農(nóng)業(yè)廢棄物處理、生物質(zhì)能源利用與土壤改良和環(huán)境治理的多元化利用途徑,主要產(chǎn)品包括生物質(zhì)炭(基礎(chǔ)產(chǎn)品)、土壤改良劑(炭基有機(jī)肥)、炭基復(fù)混(摻混)肥、液體復(fù)合肥4個(gè)產(chǎn)品。林木類(lèi)生物質(zhì)炭pH高、孔隙發(fā)達(dá),可直接用于重金屬污染農(nóng)田治理。秸稈類(lèi)和城市污泥生物質(zhì)炭養(yǎng)分含量高,可以和化學(xué)肥料結(jié)合制備成生物質(zhì)炭基肥,部分替代化學(xué)肥料用于主要糧食作物生產(chǎn)。林木類(lèi)、果殼類(lèi)生物質(zhì)炭與畜禽糞污混合堆肥,通過(guò)接種有益微生物,制備土壤調(diào)理劑,用于鹽堿土、連作障礙土壤治理和中低產(chǎn)田土壤快速改良。其中,生物質(zhì)炭為土壤結(jié)構(gòu)重建提供有機(jī)質(zhì)支撐,畜禽糞污為土壤微生物和植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分資源。炭化過(guò)程中產(chǎn)生的木醋液和生物質(zhì)炭浸提液用于生產(chǎn)商品液體有機(jī)肥,一方面為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分,另一方面可作為植物促生劑提高植物抗逆性。浸提后的生物質(zhì)炭保留了良好的孔隙結(jié)構(gòu)和表面活性,可用于重金屬污染土壤治理。炭化過(guò)程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w可直接為生物質(zhì)炭基肥制造、生物質(zhì)炭原料烘干提供能源。江蘇樹(shù)苗生物質(zhì)炭?jī)r(jià)格是多少秸稈生物質(zhì)炭可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,增加作物產(chǎn)量。
生物質(zhì)炭的施用還可以加深土壤顏色,增強(qiáng)土壤吸熱能力,從而提高土壤溫度。大部分生物質(zhì)炭含有大量的灰分元素而呈堿性,作為土壤改良劑施用后,可以降低土壤氫離子和交換性陽(yáng)離子水平,從而提高土壤pH值,其效果因生物質(zhì)炭本身的酸堿度和土壤pH緩沖能力而異。生物質(zhì)炭對(duì)土壤CEC的改變程度往往受到土壤類(lèi)型、生物質(zhì)炭性質(zhì)及其在土壤中存在時(shí)間長(zhǎng)短的影響。生物質(zhì)炭的施用不僅能夠影響土壤中碳氮的循環(huán)過(guò)程,而且會(huì)對(duì)土壤中其他營(yíng)養(yǎng)元素的狀態(tài)產(chǎn)生作用。研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭本身即含有大量的磷素組分,并且有效性較高,輸入土壤后可以增加有效磷的含量。以往研究還表明,生物質(zhì)炭的施用可以增加土壤中K、Ca和Mg等鹽基離子的含量。
生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生負(fù)激發(fā)效應(yīng)的機(jī)制包括:(1)生物質(zhì)炭中含有一定量的可利用有機(jī)碳成分,微生物可能會(huì)優(yōu)先利用這部分碳,從而減少了對(duì)原有機(jī)碳的分解;(2)生物質(zhì)炭含有一定量的有毒化合物(酚類(lèi)),能抑制微生物對(duì)有機(jī)碳的分解活性;(3)生物質(zhì)炭豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)具有包裹和吸附作用,可能會(huì)隔離微生物及其產(chǎn)生的胞外酶與受保護(hù)的有機(jī)碳的接觸,從而降低有機(jī)碳的分解;(4)生物質(zhì)炭促進(jìn)土壤有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體的形成,從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性。而生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生正激發(fā)效應(yīng)的原因可能是由于生物質(zhì)炭的多孔性及其所含的營(yíng)養(yǎng)元素為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了有利的環(huán)境,從而增加微生物的數(shù)量和活性,促進(jìn)其對(duì)土壤有機(jī)碳的礦化分解。生物質(zhì)炭可以提供養(yǎng)分,農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)炭的功能是施用于土壤,提升耕地質(zhì)量。
生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)能降低土壤容重、降低土壤密度,生物炭具有較大的比表面積和較高表面能,有結(jié)合重金屬離子的強(qiáng)烈傾向,因此能夠較好地去除溶液和鈍化土壤中的重金屬。李力等的鎘去除實(shí)驗(yàn)中BC350和BC700兩種玉米生物炭的比表面積分別為7.72m2/g和120m2/g,結(jié)果顯示BC700對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350,解吸率遠(yuǎn)小于BC350,吸附效果更好;劉玉學(xué)等研究比表面積為81.8m2/g、總孔容積為0.080cm3/g的稻稈炭和比表面積189.6m2/g、總孔容積為0.175cm3/g的竹炭對(duì)小青菜及其土壤的影響,結(jié)果顯示生物炭的施入能降低土壤容重。生物質(zhì)炭中的碳元素有著高度芳香化的特征,生物質(zhì)炭在土壤中極為穩(wěn)定,它的固碳時(shí)間達(dá)數(shù)百年至數(shù)千年之久。貴州生物質(zhì)炭技術(shù)的應(yīng)用
生物質(zhì)炭促進(jìn)土壤有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體的形成,從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性。貴州科研用生物質(zhì)炭購(gòu)買(mǎi)
熱解過(guò)程中,生物質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)基本印記在了生物炭中,對(duì)生物炭的物理化學(xué)性質(zhì)具有決定性影響。生物質(zhì)熱解過(guò)程中,質(zhì)量損失(大部分以揮發(fā)有機(jī)物的形式)及不相稱(chēng)的收縮或體積減少的發(fā)生,導(dǎo)致礦物及碳骨架形成,并且保留了原料的基本孔隙和結(jié)構(gòu)特征。生物炭的孔一般按直徑大小分為大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物質(zhì)原料的蜂窩狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成了其主要的大孔。微孔主要由熱解過(guò)程中碳的損失及碳架的斷裂收縮形成。雖然大孔可能會(huì)作為微孔的前體,但是微孔貢獻(xiàn)了生物炭的大部分比表面積,微孔的含量與比表面積呈正相關(guān)。貴州科研用生物質(zhì)炭購(gòu)買(mǎi)