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施用生物炭对塿土土壤微生物代谢养分限制和碳利用效率的影响 被引量：20
1
作者 王强 耿增超 +5 位作者 许晨阳 郭靖宇 李倩倩 刘莉丽 赵汉红 杜旭光 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2425-2433,共9页
土壤微生物代谢对土壤养分循环和生态系统的稳定至关重要.为明确施加生物炭对土壤微生物代谢养分限制和碳利用效率(carbon use efficiency, CUE)的长效影响机制,于2012年将果树树干、枝条生物炭(450℃、限氧条件下裂解)以不同用量(0、 2... 土壤微生物代谢对土壤养分循环和生态系统的稳定至关重要.为明确施加生物炭对土壤微生物代谢养分限制和碳利用效率(carbon use efficiency, CUE)的长效影响机制,于2012年将果树树干、枝条生物炭(450℃、限氧条件下裂解)以不同用量(0、 20、 40、 60和80 t·hm^-2)施入塿土,与耕层土壤(0~20cm)混匀,小麦玉米轮作7 a后,通过生态酶化学计量学对土壤微生物代谢养分限制特征进行了定量分析和比较.结果表明:①随生物炭施用量的增加,土壤含水量、有机碳、全氮、碳氮比、碳磷比和氮磷比显著提高,碳氮磷活性组分、微生物生物量碳氮磷和总磷未表现出明显的规律性,而5种胞外酶活性(β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维素酶、亮氨酸氨基多肽酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和磷酸酶)显著降低.②所有处理土壤微生物均受磷限制;在施加生物炭各处理中,随施用量的增加微生物代谢碳和磷限制显著提高,微生物CUE显著降低;当生物炭施用量为20 t·hm-2时,碳限制(0.625±0.022)和磷限制(62.153°±0.892°)最低,微生物CUE(0.511±0.007)最高.③偏最小二乘路径建模分析表明,土壤碳氮磷及其元素化学计量比对磷限制产生了直接的极显著正效应(P<0.01),碳限制与磷限制呈正相关关系(R2=0.242,P<0.001),而碳磷限制又对CUE产生了极显著的负效应(P<0.001).综上,过量施用生物炭使土壤元素化学计量失衡是导致土壤微生物代谢磷限制加剧的重要因素,继而诱导了微生物碳限制的增强和CUE的降低.当生物炭施加量为20 t·hm^-2时,微生物代谢所受碳磷限制最低,且具有最高的微生物CUE,对于调节土壤微生物代谢、维持生态功能和减少微生物二氧化碳排放最优. 展开更多
关键词 生物炭(BC) 生态化学计量学 矢量分析 微生物养分限制 微生物碳利用效率
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改性废白土炭复合材料对恩诺沙星的吸附效应分析 被引量：3
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作者 朱晓丽 张婷 +5 位作者 王军强 赵汉红 尚小清 申保收 陈超 王静 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期346-356,共11页
以废白土为原料,分别在300、500℃和700℃条件下限氧热解制备废白土炭复合材料A&C300、A&C500、A&C700,采用H_(3)PO_(4)活化法对复合材料进行改性制备HA&C300、HA&C500和HA&C700,分析改性前后复合材料对恩诺沙... 以废白土为原料,分别在300、500℃和700℃条件下限氧热解制备废白土炭复合材料A&C300、A&C500、A&C700,采用H_(3)PO_(4)活化法对复合材料进行改性制备HA&C300、HA&C500和HA&C700,分析改性前后复合材料对恩诺沙星(ENR)的吸附效应,筛选出吸附效果最佳的材料;采用比表面积测试仪、扫描电镜-能谱分析、透射电镜、X射线光电子能谱仪及傅里叶红外光谱仪对筛选出的材料进行结构表征;研究改性复合材料吸附ENR的影响因素(ENR浓度、复合材料投加浓度和溶液pH),并结合吸附动力学、等温吸附模型和吸附热力学探究其对ENR的吸附作用机制。结果表明:未改性的废白土炭复合材料对ENR吸附效果较差,而采用H_(3)PO_(4)改性后的复合材料对ENR吸附效果均有所提升,其中HA&C300吸附效果最佳;与A&C300相比,HA&C300表面官能团丰富度和含氧官能团数量增加,疏水性增强,比表面积和总孔容分别为45.72 m^(2)·g^(-1)和0.10 cm^(3)·g^(-1),分别是A&C300的1.54倍和1.59倍;当ENR初始浓度为10 mg·L^(-1)时,HA&C300对ENR吸附的最佳参数为投加浓度0.5 g·L^(-1)、pH 6,此时去除率最高达到92.34%,是A&C300去除率的2倍,最大吸附量达66.79 mg·g^(-1)。HA&C300对ENR的吸附过程符合拟二级动力学方程和Freundlich模型,吸附过程主要受控于化学吸附,为自发的吸热反应,吸附机制包括氢键、π-πEDA、疏水作用和孔径填充。 展开更多
关键词 恩诺沙星 改性废白土 废白土炭复合材料 吸附作用机制
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