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玉米秸秆生物炭对稻田土壤砷、镉形态的影响 被引量：44
1
作者 张燕 铁柏清 +4 位作者 刘孝利 张淼 叶长城 彭鸥 许蒙 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期715-721,共7页
通过室内土壤培养的方法模拟稻田土壤环境,研究淹水环境下添加(1%添加量)不同温度制备的玉米秸秆生物炭(CB-300、CB-400、CB-500)对砷、镉复合污染稻田土壤氧化还原电位(Eh)、pH值及不同形态砷、镉含量动态变化的影响.结果表明,热解温... 通过室内土壤培养的方法模拟稻田土壤环境,研究淹水环境下添加(1%添加量)不同温度制备的玉米秸秆生物炭(CB-300、CB-400、CB-500)对砷、镉复合污染稻田土壤氧化还原电位(Eh)、pH值及不同形态砷、镉含量动态变化的影响.结果表明,热解温度会影响玉米秸秆生物炭的理化性质,热解温度由300℃升至500℃,玉米秸秆生物炭芳香性增加,亲水性和极性降低,灰分含量增加,pH值升高.淹水环境下添加玉米秸秆生物炭处理相比对照(CK)可提高土壤pH值0.20~1.24,升高幅度大小为CB-500>CB-400>CB-300>CK,随着培养时间的延长,pH值趋于平衡状态;淹水环境下土壤氧化还原电位均迅速下降,且不同处理组间存在显著差异,生物炭制备温度越高下降效果越明显,培养至第96 d时氧化还原电位降到最低.CK、CB-300、CB-400、CB-500处理组弱酸可提取态镉含量由淹水前的73.55%分别降至63.46%、57.73%、54.50%、53.94%,随着培养时间的延长,土壤中弱酸可提取态及可氧化态镉逐渐向残渣态及可还原态镉转化.土壤pH值与弱酸可提取态镉含量之间呈显著负相关关系.淹水环境下土壤可交换态砷含量升高,玉米秸秆生物炭的施加导致土壤交换态、Ca-结合态、Al-结合态和Fe-结合态砷含量逐渐上升,上升幅度分别为75.68%、20.92%、13.49%、48.66%,残渣态砷含量下降;土壤pH值与交换态砷含量之间呈显著正相关关系.研究结果可为砷、镉复合污染稻田安全生产与阻控提供数据支持. 展开更多
关键词 镉 砷 复合污染 玉米秸秆生物炭 淹水
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玉米秸秆生物炭对天人菊土壤理化性质及根际土壤真菌群落结构的影响 被引量：11
2
作者 姚彤 胡晓龙 +1 位作者 贾永红 张富荣 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期942-950,共9页
【目的】明确玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制,为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭,... 【目的】明确玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制,为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭,以不添加玉米秸秆生物炭处理为对照(CK),于盛花期测定各处理天人菊根际土壤的速效养分(速效磷、速效钾、碱解氮和有机质)含量及过氧化氢酶(CAT)和脲酶活性,采用高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性,并分析玉米秸秆生物炭作用下天人菊根际土壤理化性质与土壤真菌群落结构间的相关性。【结果】与CK相比,土壤中施入20~60 g/kg玉米秸秆生物炭可显著提高天人菊根际土壤速效磷含量(P<0.05,下同),极显著提高速效钾、碱解氮和有机质含量(P<0.01,下同);在土壤酶活性方面,土壤中施入20~80 g/kg玉米秸秆生物炭对CAT活性无显著影响(P>0.05,下同),施入40 g/kg玉米秸秆生物炭极显著提高脲酶活性,但施入量达80 g/kg时极显著降低脲酶活性。即玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质,且以施入40 g/kg的效果最佳。施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构,也是以施入40 g/kg的真菌物种相对丰度较高,生物炭作用效果最明显。在门分类水平上,各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门,其次是担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota);在科分类水平上,优势菌科为子囊菌门的6个科[毛壳菌科(Chaetomiaceae)、小囊菌科(Microascaceae)、丛赤壳科(Nectriaceae)、毛球壳科(Lasiosphaeriaceae)、子囊菌科(Ascomycoceae)和毛孢壳科(Coniochaetaceae)]及接合菌门的被孢霉科(Mortierellaceae),且毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢� 展开更多
关键词 玉米秸秆生物炭 天人菊 根际土壤 真菌丰度
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利用轻度炭化的玉米秸秆炭脱除沼气中硫化氢的研究 被引量：5
3
作者 史风梅 裴占江 +3 位作者 王粟 高亚冰 孙彬 刘杰 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第8期1239-1245,共7页
利用专利方法制得轻度炭化的玉米秸秆生物炭,采用电子扫描电镜观察玉米秸秆生物炭的微观结构,利用傅里叶变换红外光谱仪分析生物炭的表面性质。研究结果表明:生物炭较好地保持了玉米秸秆原有的生物结构;生物炭含有大量的木质素、纤维素... 利用专利方法制得轻度炭化的玉米秸秆生物炭,采用电子扫描电镜观察玉米秸秆生物炭的微观结构,利用傅里叶变换红外光谱仪分析生物炭的表面性质。研究结果表明:生物炭较好地保持了玉米秸秆原有的生物结构;生物炭含有大量的木质素、纤维素和少量的未被酸解的半纤维素;碱改性的生物炭主要含有纤维素和碱不溶的木质素,碱处理可改变碱改性生物炭的有机构成和微观结构。采用固定床吸附装置研究了生物炭对沼气中硫化氢的脱除效果,研究发现,水洗炭的脱硫效果较好,高p H值有利于碱改性生物炭对硫化氢的吸附。生物炭对硫化氢的吸附动力学行为可用Bangham速率方程进行描述。 展开更多
关键词 玉米秸秆炭 轻度炭化 脱硫 沼气
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铜改性生物炭的制备及催化过硫酸盐去除水体中四环素的研究
4
作者 范秀磊 王申鹏 +4 位作者 张舒 纪伟 崔月 孔熙哲 吕博文 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期133-142,共10页
通过水热法制备铜改性玉米秸秆生物炭(CBC),并将其作为催化剂活化过硫酸钾(PS)去除水体中四环素(TC)。研究结果表明,CBC+PS体系对于TC具有高效且稳定的去除效果。在溶液pH=7,PS投加量3 mmol/L,CBC投加量0.5 g/L条件下,CBC+PS体系在反应1... 通过水热法制备铜改性玉米秸秆生物炭(CBC),并将其作为催化剂活化过硫酸钾(PS)去除水体中四环素(TC)。研究结果表明,CBC+PS体系对于TC具有高效且稳定的去除效果。在溶液pH=7,PS投加量3 mmol/L,CBC投加量0.5 g/L条件下,CBC+PS体系在反应10 min内对20 mg/L TC的去除率达到84.46%,2 h后去除率达到96.75%。机理研究表明,CBC表面负载的Cu以及表面羟基、羧基等基团能够促进电子的转移,进而加速SO_(4)^(·-)和·OH等活性氧物种的生成。在经过5次循环实验后,体系对TC的去除率仍能保持在85.62%,说明CBC具有良好的稳定性并能够重复利用。该研究提供了一种高效且稳定的去除TC的体系,同时也为玉米秸秆的回收再利用提供了一条新的途径。 展开更多
关键词 铜改性 水热法 玉米秸秆生物炭 过硫酸盐 四环素
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生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响 被引量：17
5
作者 王冰 赵闪闪 +3 位作者 秦治家 高强 娄玉杰 刘淑霞 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期115-121,共7页
为了探讨生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响,减少黑土中硝态氮的淋失、提高氮肥利用率以及为农业废弃物资源化利用提供理论依据,采用培养试验,应用Langmuir方程和Freundlich方程,研究了添加不同来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和不... 为了探讨生物质炭对黑土吸附-解吸硝态氮性能的影响,减少黑土中硝态氮的淋失、提高氮肥利用率以及为农业废弃物资源化利用提供理论依据,采用培养试验,应用Langmuir方程和Freundlich方程,研究了添加不同来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和不同添加比例(0.6%、1.2%、3.6%、6%)生物质炭对黑土中硝态氮(NO_3^--N)的吸附和解吸特征。结果表明,施用生物质炭可增加黑土对NO_3^--N的吸附量,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3^--N的吸附量最大;施用玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3^--N的吸附量最大(实际最大吸附量为0.929 mg·g^(-1)),施用松木生物质炭的黑土对NO_3^--N的吸附量最小(实际最大吸附量为0.578 mg·g^(-1))。施用生物质炭可降低黑土对NO_3^--N的解吸率,且三种生物质炭的添加比例为3.6%时,土壤对NO_3^--N的解吸率最低;添加玉米秸秆生物质炭的黑土对NO_3^--N的解吸率最低,添加松木生物质炭的黑土对NO_3^--N的解吸率最高。不同生物质炭对NO_3^--N的吸附能力表现为玉米秸秆>稻壳>松木;对其解吸能力表现为玉米秸秆<稻壳<松木。生物质炭及添加生物质炭的黑土对NO_3^--N的吸附过程符合Langmuir方程。 展开更多
关键词 玉米秸秆生物质炭 稻壳生物质炭 松木生物质炭 硝态氮 吸附 解吸
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玉米秸秆生物炭对镉污染土壤中小白菜生长的影响 被引量：16
6
作者 蒋欣梅 薛冬冬 +5 位作者 于锡宏 吴凤芝 许铧月 李钰锋 曲娟娟 闫雷 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期1000-1006,共7页
本研究以小白菜为试验材料,采用模拟镉污染土壤的盆栽试验,研究玉米秸秆生物炭(施用量为10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg)对镉污染土壤中小白菜生长的影响。结果表明:与常规土壤相比,镉污染土壤中小白菜的生长受到抑制,自然伸展高度、叶片开... 本研究以小白菜为试验材料,采用模拟镉污染土壤的盆栽试验,研究玉米秸秆生物炭(施用量为10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg)对镉污染土壤中小白菜生长的影响。结果表明:与常规土壤相比,镉污染土壤中小白菜的生长受到抑制,自然伸展高度、叶片开展度和单株鲜质量均下降。在镉污染土壤中,随着小白菜的生长,土壤中镉含量降低,小白菜可食用部位镉含量增加,施用适量的玉米秸秆生物炭可有效降低土壤中镉含量,缓解镉对小白菜的胁迫,使叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量有所增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降。综合各项指标,发现施用20 g/kg玉米秸秆生物炭对镉污染土壤胁迫的缓解效果最佳。 展开更多
关键词 镉污染 玉米秸秆生物炭 小白菜 生长
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施用玉米秸秆生物质炭对水稻土黑碳数量和结构特征的影响 被引量：9
7
作者 张葛 窦森 +2 位作者 谢祖彬 孟繁荣 尹显宝 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1769-1774,共6页
通过研究玉米秸秆生物质炭施用对土壤黑碳(BC)数量和结构的影响规律,比较施用生物质炭后不同年限间的差异,为阐明土壤BC在土壤固碳上的作用提供理论依据。选择化学氧化修改法进行土壤BC的提取,采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳(SOC)... 通过研究玉米秸秆生物质炭施用对土壤黑碳(BC)数量和结构的影响规律,比较施用生物质炭后不同年限间的差异,为阐明土壤BC在土壤固碳上的作用提供理论依据。选择化学氧化修改法进行土壤BC的提取,采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳(SOC)含量,采用元素组成和红外光谱分析对土壤BC进行结构表征。研究结果表明:与对照(未施用玉米秸秆生物质炭)相比,施用玉米秸秆生物质炭后3年间各年土壤BC的含量分别增加177.0%、304.3%和434.2%,土壤BC占SOC的比例分别增加40.2%、143.5%和167.3%,说明玉米秸秆生物质炭有助于表层土壤BC长期稳定的积累,且随时间的延长而增加;与对照相比,施用玉米秸秆生物质炭后表层土壤BC的碳元素含量增加,缩合度和芳香性增加,氧化度和脂族性降低,且随玉米秸秆生物质炭施用年限的延长表现得更加明显。长期施用玉米秸秆生物质炭后使土壤BC的结构向着芳香性增加的方向发展,稳定性增强,因而对于土壤固碳是有利的。 展开更多
关键词 玉米秸秆生物质炭 表层水稻土 土壤黑碳 含量 结构特征
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生物质炭对黑土硝态氮淋失的影响 被引量：4
8
作者 王冰 赵闪闪 +3 位作者 秦治家 高强 娄玉杰 刘淑霞 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期73-79,87,共8页
为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3^-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液... 为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3^-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液中NO_3^-—N浓度及土壤NO_3^-—N淋失量的影响。结果表明:淋溶液的pH和EC与生物质炭的施用量呈正比,且3种生物质炭对淋溶液pH的影响表现为玉米秸秆>稻壳>松木;对淋溶液EC的影响表现为稻壳>松木>玉米秸秆。淋溶液体积与生物质炭的施用量呈反比,CK处理中累积淋溶液体积为2 530ml,玉米秸秆、稻壳和松木生物质炭的各处理中均为6%处理的累积淋溶液体积最低,分别比CK降低了16.91%,10.77%和10.70%。施用生物质炭可降低淋溶液中NO_3^-—N浓度,CK处理中淋溶液NO_3^-—N浓度范围为38.09~5.02 mg/L,玉米秸秆生物质炭中1.2%处理的淋溶液NO_3^-—N浓度最低,范围为21.31~0.74mg/L;稻壳、松木生物质炭中3.6%处理的淋溶液NO_3^-—N浓度最低,范围分别为21.86~1.06mg/L和22.76~1.11mg/L。施用生物质炭降低了土壤NO_3^-—N淋失量,不同生物质炭对其影响表现为玉米秸秆>稻壳>松木,当玉米秸秆生物质炭的添加比例为1.2%,稻壳及松木制备的生物质炭添加比例为3.6%时,土壤NO_3^-—N淋失量最低。因此,向黑土中施用生物质炭可以增加淋溶液的pH和EC,降低淋溶液体积和其中所含NO_3^-—N的浓度,从而减少了土壤中NO_3^-—N的淋失量。 展开更多
关键词 玉米秸秆生物质炭 稻壳生物质炭 松木生物质炭 硝态氮 淋失
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