生物炭改良土壤物理性質(zhì)的初步研究.pdf

1、廣泛分布在熱帶亞熱帶地區(qū)的強酸性土壤是利用生物炭改良土壤的主要對象，生物炭是有機物質(zhì)在低氧環(huán)境下熱解生產(chǎn)的富炭低密度多孔物質(zhì)，是改良土壤的良好材料。本研究以低丘紅壤為對象，研究生物炭對土壤物理性質(zhì)的影響，評價生物炭改良紅壤的效果和改良機理。
　　應(yīng)用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)-能譜(EDS)、紅外光譜(FTIR)、XRD和壓汞儀(MIP)等方法研究了三種生物炭(制備基質(zhì)分別為秸桿、雜木制品廢料和污泥，分別標記為SB、WCB

2、和WSB)的形態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。FESEM圖表明生物炭是具有微米-納米尺度孔隙的多孔體系，具有較多的大孔隙;其主要的結(jié)晶態(tài)礦物相主要是方解石和石英;生物炭由于基質(zhì)的不同，其孔隙結(jié)構(gòu)存在較大差異，SB、WCB和WSB的總孔隙體積(CPV)分別是2.910，0.852和0.413cm3g-1;孔隙大小分布分析表明SB以大孔隙為主，而WSB以超微孔隙為主，不同的孔隙大小分布決定了生物炭在改良土壤孔隙特性、持水和保水性的差異。研究不同生物

3、炭的孔隙結(jié)構(gòu)對制備不同改良目的生物炭有一定的指導(dǎo)作用。
　　三種生物炭以0，2，4和6％比例與紅壤混合培育180天，研究了生物炭對紅壤pH、交換性酸、有效養(yǎng)分、交換性鹽基、水分吸持和機械力學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，WCB和WSB顯著(p＜0.05)增加土壤pH，降低交換性酸含量;生物炭對pH和交換性酸的效應(yīng)隨著生物炭用量的增大而明顯，尤其是WCB改良土壤。生物炭顯著增加總炭、有效P和K，交換性Ca、Mg和K含量，其機理是生物炭本身富

4、含這些養(yǎng)分，由于生物炭施用的直接加入作用而提高土壤中的養(yǎng)分含量。SB含有較高的K含量，導(dǎo)致SB改良土比WCB和WSB改良土有較高K含量。
　　生物炭改良土的水分特征曲線(SWCC)測定表明，生物炭顯著提高土壤的持水性，由于紅壤的結(jié)構(gòu)特性往往持水困難，因此，生物炭的施用明顯改善了紅壤持水性差的問題。生物炭施用可降低紅壤的抗壓強度，試驗紅壤的抗壓強度為466kPa，施用6％的SB、WCB和WSB后抗壓強度降為164kPa，233kPa