城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾熱解生物炭改良土壤與減排溫室氣體研究.pdf

1、城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾制炭還田,可實(shí)現(xiàn)城市有機(jī)垃圾的無害化、資源化和減量化。生物炭貯存在土壤中不僅可以增加土壤碳匯,還可充當(dāng)土壤活性調(diào)理劑,有效提高土壤肥力,對增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、減緩溫室效應(yīng)意義重大。目前,生物炭技術(shù)的研究多限于秸稈、草木、污泥、竹子等單一生物質(zhì),很少開展城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾熱解生物炭技術(shù)的研究,且對混合有機(jī)垃圾熱解生物炭的固碳、改良土壤性能機(jī)理的研究甚少。論文通過盆栽試驗(yàn)?zāi)M生物炭在土壤中的變化過程,分別將熱解終溫為600℃,700℃和80

2、0℃條件下制取的城鎮(zhèn)混合垃圾生物炭,以不同的比例(0.5％,1％,2％)施加到土壤中,研究不同終溫和不同施加量生物炭對土壤理化性質(zhì)及溫室氣體排放量的影響,以期為我國有機(jī)垃圾處理、資源化利用以及節(jié)能減排提供新途徑,為生物炭技術(shù)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供理論依據(jù)。經(jīng)試驗(yàn)研究,得出如下主要結(jié)果與結(jié)論:
　?、偈┤肷锾磕軌蛱岣咄寥赖膒H值,陽離子交換量值和有機(jī)質(zhì)含量。相同施加量的情況下,生物炭對土壤pH值,陽離子交換量值和有機(jī)質(zhì)含量的提高幅度隨制炭

3、終溫的提高而提高,添加了800℃生物炭的土壤pH值,陽離子交換量值和有機(jī)質(zhì)含量分別提高0.55~0.81、3.76cmol/kg~4.41cmol/kg和4.09g/kg~6.59g/kg;使用相同生物炭的情況下,生物炭對土壤pH值,陽離子交換量值和有機(jī)質(zhì)含量的提高幅度隨生物炭用量的提高而提高,添加了2％生物炭的土壤pH值,陽離子交換量值和有機(jī)質(zhì)含量分別提高0.30~0.81、2.27cmol/kg~4.41cmol/kg和4.15g/

4、kg~6.59g/kg。
　　②生物炭能抑制土壤CO2和N2O的排放。試驗(yàn)進(jìn)行到36周時(shí),對照組土壤CO2排放通量為44.702mg·m-2·h-1,試驗(yàn)組為20.219mg·m-2·h-1~38.635mg·m-2·h-1;對照組土壤 N2O排放通量為98.400μg·m-2·h-1;試驗(yàn)組為22.186μg·m-2·h-1~80.159μg·m-2·h-1。生物炭施加量相同的情況下,施加了高溫生物炭的土壤比施加了低溫生物炭的土

5、壤CO2和N2O排放量要小;施用相同生物炭的情況下,隨著生物炭施加量的增加,生物炭對土壤CO2和N2O排放量抑制作用越好。因此,添加2％的800℃生物炭時(shí),效果最好。
　?、凵锾繉ν寥览砘再|(zhì)的改善和對土壤溫室氣體排放通量的抑制效果,受生物炭本身結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。高溫(800℃)生物炭,由于BET-比表面積大,孔隙度高,pH值高等的影響,表現(xiàn)出了更強(qiáng)的改善作用和更穩(wěn)定的效果。
　?、苁覝?、土壤pH、陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)含量