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添加稻草生物炭对水稻土磷含量和形态的影响 被引量：15
1
作者 张婷 佟忠勇 +6 位作者 张广才 潘林林 姜雪楠 叶超 张雅楠 李丽 关连珠 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期211-216,共6页
为了探明北方水稻土适宜的秸秆还田方式,并为稻草合理还田提供理论支持和数据参考,采用室内恒温淹水培养法,研究了添加腐熟稻草(F)、稻草生物炭(S)、未腐熟稻草(Z)对北方滨海盐渍型水稻土全磷含量、有效磷含量和无机磷形态的影响。结果... 为了探明北方水稻土适宜的秸秆还田方式,并为稻草合理还田提供理论支持和数据参考,采用室内恒温淹水培养法,研究了添加腐熟稻草(F)、稻草生物炭(S)、未腐熟稻草(Z)对北方滨海盐渍型水稻土全磷含量、有效磷含量和无机磷形态的影响。结果表明,添加3种不同形态稻草处理均提高了水稻土全磷和有效磷含量,其中,添加稻草生物炭处理的效果最明显。随着培养时间延长,水稻土全磷含量呈现略微下降趋势,而水稻土有效磷含量呈先上升后下降的趋势。与对照(CK)相比,添加不同形态稻草的处理均提高了水稻土无机磷组分中Ca_2-P、Ca_8-P和Fe-P含量,而O-P和Ca_(10)-P含量均不同程度地降低。其中,添加稻草生物炭处理的效果最明显,Ca_2-P、Ca_8-P和Fe-P平均含量分别提高了63.72%,60.07%,9.34%;而O-P和Ca_(10)-P平均含量分别降低了28.17%,6.54%。总之,稻草生物炭、腐熟稻草和未腐熟稻草施入土壤后,通过促进土壤各种形态无机磷间相互转化和提高土壤磷含量而活化了土壤磷,其中添加稻草生物炭处理的活化效果最好,其次为腐熟稻草,再次为未腐熟稻草。 展开更多
关键词 稻草生物炭 滨海盐渍型水稻土 土壤全磷 土壤有效磷 土壤无机磷形态
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添加稻草生物质炭对滨海水稻土有机质活性的影响 被引量：11
2
作者 关连珠 姜雪楠 +6 位作者 张广才 潘林林 张婷 赵雅 叶超 张雅楠 李丽 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期205-209,共5页
为明确腐熟稻草、直还稻草与稻草生物质炭3种不同的稻草还田方式对滨海盐渍型水稻土中碳组分的影响,采用为期270d的室内恒温培养试验,研究了施用等碳量的腐熟稻草、直还稻草(指稻草直接还田)与稻草生物质炭对水稻土有机碳累积及其氧化... 为明确腐熟稻草、直还稻草与稻草生物质炭3种不同的稻草还田方式对滨海盐渍型水稻土中碳组分的影响,采用为期270d的室内恒温培养试验,研究了施用等碳量的腐熟稻草、直还稻草(指稻草直接还田)与稻草生物质炭对水稻土有机碳累积及其氧化稳定性、土壤水溶性有机碳和微生物生物量碳含量的影响。稻草生物质炭处理显著提高了土壤有机碳累积量及其氧化稳定性,并增加了土壤微生物生物量碳含量,但对水稻土水溶性有机碳含量并无影响。腐熟稻草与直还稻草处理皆可在短时间内提高土壤水溶性有机碳及微生物生物量碳含量,但对土壤碳累积影响较小,腐熟稻草处理甚至会降低土壤抗氧化能力。稻草生物质炭的施用会增加土壤碳的积累,但若长期施用会降低土壤碳库活性,其可与腐熟稻草或直还稻草配施来减少这一问题。 展开更多
关键词 稻草生物质炭 滨海盐渍型水稻土 活性有机质 有机碳氧化稳定性
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稻草生物炭对铕的吸附行为及机理研究 被引量：8
3
作者 董丽佳 吴思颖 +3 位作者 李生波 魏作富 杨国 胡保卫 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期390-398,共9页
以农业残留物为原料制备的生物炭被广泛应用于去除重金属,这对于环境保护具有双重意义。本研究以稻草为原料制备了生物炭,通过系列静态实验和光谱技术研究其对重金属铕(Eu)的吸附行为及机理。研究发现溶液pH显著影响生物炭对Eu(Ⅲ)的吸... 以农业残留物为原料制备的生物炭被广泛应用于去除重金属,这对于环境保护具有双重意义。本研究以稻草为原料制备了生物炭,通过系列静态实验和光谱技术研究其对重金属铕(Eu)的吸附行为及机理。研究发现溶液pH显著影响生物炭对Eu(Ⅲ)的吸附量,但不改变吸附反应时间;腐殖酸/富里酸(HA/FA)在pH<7.0的溶液中能促进生物炭对Eu(Ⅲ)的吸附,而在pH>7.0的溶液中则抑制Eu(Ⅲ)的吸附;吸附过程主要涉及共沉淀或内表面络合机制;该吸附属于化学吸附,且吸附速率受内颗粒扩散过程的限制。此外, Freundlich模型对该吸附拟合最好, Langmuir模型显示稻草生物炭对Eu(Ⅲ)的最大吸附量为40.717 mg/kg,这可能与生物炭的层状结构和丰富的官能团有关;热力学分析表明该吸附是自发的吸热过程。这些发现有利于评估稻草生物炭在去除水中重金属方面潜在的应用价值。 展开更多
关键词 稻草生物炭 Eu(Ⅲ) 吸附行为 吸附机理 光谱技术
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氯化钙活化稻草秸秆生物质炭的制备工艺及其吸磷性能研究 被引量：7
4
作者 林丽敏 梁新强 +6 位作者 周柯锦 徐丽贤 王知博 金熠 茹秋凯 王志荣 黄武 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1176-1182,共7页
在大多数生态系统中,磷(P)元素是植物生长的限制性元素,也是造成水体富营养化的主要原因.而水体中P的去除方法中尤以吸附法的研究和应用最为广泛.本文以稻草秸秆为原料,Ca Cl2(质量分数10%)为活化剂制备活性生物质炭,作为控制农业面源... 在大多数生态系统中,磷(P)元素是植物生长的限制性元素,也是造成水体富营养化的主要原因.而水体中P的去除方法中尤以吸附法的研究和应用最为广泛.本文以稻草秸秆为原料,Ca Cl2(质量分数10%)为活化剂制备活性生物质炭,作为控制农业面源污染的吸P材料.通过控制稻草秸秆炭制备的炭化温度、浸渍比等工艺条件及溶液初始P浓度、吸附时间、秸秆炭用量、干扰离子、pH等试验条件,研究改性稻草秸秆炭吸P性能及其吸附机理.试验结果表明:在考虑经济性的前提下,稻草秸秆炭吸P性能最优的制备工艺条件为:炭化温度为700℃,浸渍比(m稻草∶m氯化钙)为1∶0.5;改性稻草秸秆炭处理含10 mg·L-1PO3-4-P(以P计)水样,P去除率可达到97%,溶液pH从6.87升至9.52;对稻草秸秆炭对P的吸附情况采用Langmuir和Freundlich吸附模型进行拟合,R2可分别达到0.947和0.892,说明其主要为单分子层化学吸附;此外,根据溶液的pH和P浓度的变化情况,推测P的吸附主要由离子交换实现,即PO3-4-P(主要为H2PO-4)取代结合在Ca离子上的氢氧根而被吸附,秸秆炭上的氢氧根释放,水样pH值上升. 展开更多
关键词 磷吸附 稻草秸秆炭 氯化钙
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稻杆生物炭对土壤中水铁矿的形成、转化和磷酸根、土霉素吸附的影响
5
作者 许晓琴 陈再明 +1 位作者 黄丹 汪美贞 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期377-386,共10页
以稻杆为原料,通过不同温度(400、700℃)裂解制得生物炭,研究了生物炭添加对弱碱性土壤(潮土,pH=7.8)和酸性土壤(红壤,pH=5.0)的浸出液组成(溶解性硅、磷和溶解性有机碳含量)、土壤浸出液中Fe(Ⅱ)共存时水铁矿的形成(通过Fe(Ⅲ)碱性沉... 以稻杆为原料,通过不同温度(400、700℃)裂解制得生物炭,研究了生物炭添加对弱碱性土壤(潮土,pH=7.8)和酸性土壤(红壤,pH=5.0)的浸出液组成(溶解性硅、磷和溶解性有机碳含量)、土壤浸出液中Fe(Ⅱ)共存时水铁矿的形成(通过Fe(Ⅲ)碱性沉淀形成)和转化,以及所形成的水铁矿对代表性化合物(磷酸根和土霉素)吸附行为的影响.结果表明,潮土的弱碱性有利于生物炭中硅组分的溶出,促使土壤浸出液中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)共沉淀过程Fe―O―Si键和水铁矿的形成,缓解水铁矿在Fe(Ⅱ)催化下向针铁矿、纤铁矿和磁铁矿的转化,使水铁矿的比表面积和土霉素吸附分别增大145%~180%和24.1%~91.1%,并通过Fe―O―Si键占据水铁矿表面使磷吸附减少17.6%~26.2%(700℃制备生物炭).红壤的弱酸性限制了生物炭中硅组分的溶出、Fe―O―Si键的形成及其对水铁矿转化和吸附的影响,但未显著改变生物炭溶解性裂解炭组分对水铁矿在Fe(Ⅱ)催化下向针铁矿转化的促进作用.生物炭的硅组分可增强土壤浸出液中水铁矿的稳定,增加土霉素的吸附并减弱磷的吸附,但其功能的发挥受土壤酸碱性的调控. 展开更多
关键词 稻杆生物炭 水铁矿 硅 Fe(Ⅱ)催化转化 吸附
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秸秆生物质炭对稻田土壤剖面N_(2)O和N_(2)浓度的影响 被引量：4
6
作者 马芸芸 周伟 +2 位作者 何莉莉 赵旭 王林权 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1540-1551,共12页
氧化亚氮(N_(2)O)和氮气(N_(2))是淹水稻田土壤剖面反硝化过程的重要气态产物,可通过土水界面向大气排放,也可随水向下淋溶。秸秆生物质炭施入稻田后会改变土壤理化及微生物学性质,影响反硝化过程及N_(2)O和N_(2)产排。依托2010年夏建... 氧化亚氮(N_(2)O)和氮气(N_(2))是淹水稻田土壤剖面反硝化过程的重要气态产物,可通过土水界面向大气排放,也可随水向下淋溶。秸秆生物质炭施入稻田后会改变土壤理化及微生物学性质,影响反硝化过程及N_(2)O和N_(2)产排。依托2010年夏建立的连续秸秆生物质炭还田的稻麦轮作农田试验,通过埋设淋溶管收集土壤剖面溶液,采用气相色谱和膜进样质谱分别定量溶液中N_(2)O和exN_(2)(反硝化产生N_(2)量),观测2018和2019年水稻季不同秸秆生物质炭施用量(CK:每季0 t·hm^(-2);1BC:每季2.25 t·hm^(-2);5BC:每季11.3 t·hm^(-2);10BC:每季22.5 t·hm^(-2))0~1 m土壤剖面溶液中N_(2)O和exN_(2)浓度的时空变化,评估长期施用秸秆生物质炭对稻田土壤剖面反硝化作用及其主要气态氮产物exN_(2)随水流失的影响。结果表明,两个稻季CK处理N_(2)O浓度以60 cm处较高,exN_(2)浓度则随土壤深度增加呈降低趋势。秸秆生物质炭处理能降低剖面N_(2)O和exN_(2)浓度,以10BC处理最为明显。其中,N_(2)O浓度降低以60 cm处较大,exN_(2)浓度降低随土壤深度增加而加大。施用秸秆生物质炭对土壤剖面溶液无机氮(NO_(3)^(-)+NH_(4)^(+))含量无明显影响,但5BC和10BC处理增加了可溶性有机碳(DOC)和溶解氧(DO)浓度以及氧化还原电位(Eh)。CK处理下土壤剖面溶液N_(2)O和exN_(2)浓度变化与DOC、硝态氮(NO_(3)^(-))及DO有关;秸秆生物质炭处理下则主要受DO和Eh控制。exN_(2)淋溶量(按1 m深度计算)CK处理下为2.3~5.5 kg·hm^(-2),相当于无机氮和有机氮(DON)淋溶量的32%~34%,5BC和10BC处理则降低为1.7~3.7 kg·hm^(-2)和1.1~1.9 kg·hm^(-2)。综上,反硝化产生N_(2)随水淋溶量不容忽视,秸秆生物质炭还田可改善淹水稻田土壤剖面的通气状况,增加DO,提高Eh,进而有效减少深层反硝化及其主要气态产物exN_(2)随水流失的风险。 展开更多
关键词 稻田剖面反硝化 秸秆生物质炭 N_(2)直接定量法 气态氮淋溶
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稻草不同还田方式对盐渍型水稻土铁形态的影响 被引量：1
7
作者 关连珠 潘林林 +8 位作者 张昀 高晓丹 张广才 姜雪楠 张婷 赵雅 叶超 张雅楠 李丽 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期15-21,共7页
【目的】探讨适合北方地区的稻草合理还田方式。【方法】采用室内淹水培养方法,研究添加等碳的腐熟稻草(F)、直还稻草(Z)、稻草生物炭(S)等处理对滨海盐渍型水稻土铁存在形态的影响。【结果】在培养0~180 d中,F、Z处理土壤水溶态铁含量... 【目的】探讨适合北方地区的稻草合理还田方式。【方法】采用室内淹水培养方法,研究添加等碳的腐熟稻草(F)、直还稻草(Z)、稻草生物炭(S)等处理对滨海盐渍型水稻土铁存在形态的影响。【结果】在培养0~180 d中,F、Z处理土壤水溶态铁含量随培养时间呈现先降低再增高后降低的变化;各处理土壤的弱酸态铁含量随培养时间逐渐增加、残渣态铁含量随培养时间先增加后减少。培养90 d后,F、Z和S处理使土壤可还原态铁含量显著高于CK,且Z>F>S。培养180 d后,各处理土壤的水溶性铁和弱酸态铁含量显著高于CK,而残渣态铁含量均显著低于CK;土壤水溶性铁含量大小依次为:Z>S>F;土壤弱酸态铁含量大小依次为:Z>F>S。【结论】此试验条件下,不同稻草添加方式使滨海盐渍型水稻土的残渣态铁向水溶态铁和弱酸态铁转化,Z处理比S和F处理的增加幅度更大。 展开更多
关键词 生物炭 稻草还田 水溶态铁 弱酸态铁 可还原态铁 残渣态铁
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