桉树废弃物生物质炭对桉树人工林土壤磷形态转化的影响
发布时间：2021-03-27 13:59
磷（Phosphorus）是植物生长发育所必须的大量元素之一,但是土壤中的磷素大部分以不易被植物吸收利用的难溶性的磷酸盐存在,所以磷素的利用效率较低。我国桉树人工林土壤普遍存在磷素缺乏现象,通过大量施加磷肥已成为解决磷素缺乏,满足林木生长要求的主要途径,但是由于桉树对磷素的利用效率较低,导致大部分磷素被土壤固定形成难溶态磷或者随着地表径流流入水体中,容易造成水体富营养化等一系列环境问题。生物质炭作为一种新型的环境材料,在土壤改良、废弃物高效利用、固碳减排和能源应用等方面引起了广泛关注。目前,有关生物质炭及其对土壤磷素影响的研究主要侧重于土壤总磷和有效磷的研究,对生物质炭自身的磷素分级研究和生物质炭对土壤磷素形态转化研究较少。基于目前的研究报道,本研究采用桉树采伐剩余物作为原材料,研究不同裂解温度对桉树采伐剩余物制备的生物质炭的化学特性和磷形态分布的影响,同时通过室内培养实验,研究生物质炭添加对桉树人工林土壤磷素形态转化的影响。主要研究结果如下:⑴随着裂解温度由300℃升高到700℃,生物质炭的转化率由41.1%降低到24.4%,pH值由5.9升高到10.3。裂解温度对生物质炭的全磷含量...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
扫描电镜下的生物质炭孔状结构[1]
广西大学硕士学位论文桉树废弃物生物质炭对桉树人工林土壤磷形态转化的影响6图1-2生物质炭固定大气生物质炭削减大气CO2的模型[32]Fig.1-2ModelofCO2intheatmospheresequestrationbybiochar[32]1.1.2.4能源应用在碳燃料电池方面的应用，直接碳燃料电池可以将生物质炭的化学能转化为电能，具有污染孝能量密度高和原料广泛等特点。生物质炭的巨大比表面积和丰富的含氧官能团有利于电池的阳极反应。XiangLi等[36]研究发现，直接碳燃料电池的转化效率高达80%，且与传统电池相比，污染物的排放更少。其次，其研究团队通过将硝酸对生物质炭进行预处理，发现生物质炭的电化学活性最高。Huggins等[37]利用森林废弃物和压缩研磨的残渣制备的生物质炭，发现此生物质炭作为电池电极可以显著降低电池的成本和碳足迹。根据研究报道，向原材料中添加无机材料制备复合材料的生物质炭能够增强碳燃料电池的功能。Elleuch等[38]向扁桃仁生物质炭中添加氧化镍和氧化铈合成复合材料，发现此材料作为直接碳燃料电池的阳极可以增强电池的稳定性。生物质炭也可以直接作为燃料使用且燃烧性能远优于生物质，因为生物质直接作为燃料具有体积大、纤维、水分含量高和低能量密度的缺点，而生物质炭没有这些缺点。由于制备生物质炭可以认为是生物质碳密度浓缩的过程，因此，生物质炭单位体积的能量应该高于原材料。Hanisom
广西大学硕士学位论文桉树废弃物生物质炭对桉树人工林土壤磷形态转化的影响20第三章生物质炭的特性与各形态磷素变化特征3.1不同温度下制备生物质炭的转化率生物质炭的转化率是影响生物质炭推广应用的重要因素，在制备性质优良生物质炭的前提下，温度越低，则制备生物质炭消耗的能源越少。本实验分别在300℃、400℃、500℃、600℃和700℃条件下，探究利用桉树采伐剩余物制备生物质炭的转化率，如图3-1所示，随着裂解温度的升高，生物质炭的转化率逐渐降低，并在300℃升到400℃，转化率明显降低。通过数据分析得知，300℃时的转化率与400℃时的转化率具有显著性差异（p<0.05）,400℃与500℃、500℃与600℃、600℃与700℃之间的生物质炭转化率没有显著性差异（p>0.05），但400℃、500℃与700℃之间的转化率具有显著性差异（p<0.05）。图3-1不同温度下生物质炭的转化率Fig.3-1Conversionrateofbiocharatdifferenttemperatures3.2生物质炭的pH值已有的大量研究表明，大部分原材料制备的生物质炭呈碱性，但也有呈酸性的。本
【参考文献】：
期刊论文
[1]淋溶条件下生物质炭对红壤中钾和磷含量及其淋出率的影响[J]. 朱盼,应介官,彭抒昂,姜存仓. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2016(04)
[2]牛粪生物炭对磷的吸附特性及其影响因素研究[J]. 马锋锋,赵保卫,钟金魁,刁静茹,张艺. 中国环境科学. 2015(04)
[3]柚皮生物炭对土壤中磷吸附能力的影响[J]. 郎印海,王慧,刘伟. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(04)
[4]生物质炭对不同pH土壤中碳氮磷的转化与形态的影响[J]. 徐秋桐,邱志腾,章明奎. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2014(03)
[5]生物质炭对土壤性质及温室气体排放的影响[J]. 马秀枝,李长生,任乐,王鹏飞. 生态学杂志. 2014(05)
[6]不同土地利用方式下腐植酸对名山老冲积黄壤有机磷组分的影响[J]. 曹晓霞,夏建国,李璐娟,陆强. 水土保持学报. 2013(06)
[7]长期施肥对黄土丘陵区土壤各形态磷之间关系的影响[J]. 杨艳菊,王改兰,张海鹏,赵旭. 华北农学报. 2012(06)
[8]水稻秸秆生物碳对重金属Pb2+的吸附作用及影响因素[J]. 陈再明,方远,徐义亮,陈宝梁. 环境科学学报. 2012(04)
[9]废物资源化制备生物质炭及其应用的研究进展[J]. 王怀臣,冯雷雨,陈银广. 化工进展. 2012(04)
[10]人工湿地基质吸附磷素性能及动力学研究[J]. 李倩囡,张建强,谢江,许文来. 水处理技术. 2011(09)
博士论文
[1]热解温度对苹果枝条生物质炭理化性质及其环境效应的影响[D]. 赵世翔.西北农林科技大学 2017
[2]生物炭影响土壤磷素、钾素有效性的微生态机制[D]. 刘赛男.沈阳农业大学 2016
[3]生物质炭固碳作用及其对土壤温室气体排放特征的影响[D]. 李飞跃.上海交通大学 2015
[4]持续淋溶条件下有机酸对土壤磷素释放的影响及机理研究[D]. 冯晨.沈阳农业大学 2012
[5]生物质炭输入对土壤氮素流失及温室气体排放特性的影响[D]. 刘玉学.浙江大学 2011
[6]长期施磷石灰性土壤无机磷形态特征及其有效性研究[D]. 宋付朋.山东农业大学 2006
硕士论文
[1]生物炭对土壤磷吸附解吸及磷形态转化的影响[D]. 王宁.山西大学 2017
[2]生物炭对土壤中磷的形态转化以及有效性的影响[D]. 武玉.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[3]生物炭对不同类型土壤中磷有效性的影响研究[D]. 才吉卓玛.中国农业科学院 2013
[4]湖南典型土壤磷的吸附解吸机制及磷流失控制研究[D]. 邱亚群.中南林业科技大学 2012
[5]北京石匣小流域坡地土壤磷素起动过程试验研究[D]. 尹洁.首都师范大学 2009
[6]水稻土的磷库分级以及对P的吸附—解析特性研究[D]. 何松多.浙江大学 2008
[7]南方主要森林土壤磷的吸附与解吸特性[D]. 田维彬.南京林业大学 2003
本文编号：3103631
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
扫描电镜下的生物质炭孔状结构[1]
广西大学硕士学位论文桉树废弃物生物质炭对桉树人工林土壤磷形态转化的影响6图1-2生物质炭固定大气生物质炭削减大气CO2的模型[32]Fig.1-2ModelofCO2intheatmospheresequestrationbybiochar[32]1.1.2.4能源应用在碳燃料电池方面的应用，直接碳燃料电池可以将生物质炭的化学能转化为电能，具有污染孝能量密度高和原料广泛等特点。生物质炭的巨大比表面积和丰富的含氧官能团有利于电池的阳极反应。XiangLi等[36]研究发现，直接碳燃料电池的转化效率高达80%，且与传统电池相比，污染物的排放更少。其次，其研究团队通过将硝酸对生物质炭进行预处理，发现生物质炭的电化学活性最高。Huggins等[37]利用森林废弃物和压缩研磨的残渣制备的生物质炭，发现此生物质炭作为电池电极可以显著降低电池的成本和碳足迹。根据研究报道，向原材料中添加无机材料制备复合材料的生物质炭能够增强碳燃料电池的功能。Elleuch等[38]向扁桃仁生物质炭中添加氧化镍和氧化铈合成复合材料，发现此材料作为直接碳燃料电池的阳极可以增强电池的稳定性。生物质炭也可以直接作为燃料使用且燃烧性能远优于生物质，因为生物质直接作为燃料具有体积大、纤维、水分含量高和低能量密度的缺点，而生物质炭没有这些缺点。由于制备生物质炭可以认为是生物质碳密度浓缩的过程，因此，生物质炭单位体积的能量应该高于原材料。Hanisom
广西大学硕士学位论文桉树废弃物生物质炭对桉树人工林土壤磷形态转化的影响20第三章生物质炭的特性与各形态磷素变化特征3.1不同温度下制备生物质炭的转化率生物质炭的转化率是影响生物质炭推广应用的重要因素，在制备性质优良生物质炭的前提下，温度越低，则制备生物质炭消耗的能源越少。本实验分别在300℃、400℃、500℃、600℃和700℃条件下，探究利用桉树采伐剩余物制备生物质炭的转化率，如图3-1所示，随着裂解温度的升高，生物质炭的转化率逐渐降低，并在300℃升到400℃，转化率明显降低。通过数据分析得知，300℃时的转化率与400℃时的转化率具有显著性差异（p<0.05）,400℃与500℃、500℃与600℃、600℃与700℃之间的生物质炭转化率没有显著性差异（p>0.05），但400℃、500℃与700℃之间的转化率具有显著性差异（p<0.05）。图3-1不同温度下生物质炭的转化率Fig.3-1Conversionrateofbiocharatdifferenttemperatures3.2生物质炭的pH值已有的大量研究表明，大部分原材料制备的生物质炭呈碱性，但也有呈酸性的。本
【参考文献】：
期刊论文
[1]淋溶条件下生物质炭对红壤中钾和磷含量及其淋出率的影响[J]. 朱盼,应介官,彭抒昂,姜存仓. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2016(04)
[2]牛粪生物炭对磷的吸附特性及其影响因素研究[J]. 马锋锋,赵保卫,钟金魁,刁静茹,张艺. 中国环境科学. 2015(04)
[3]柚皮生物炭对土壤中磷吸附能力的影响[J]. 郎印海,王慧,刘伟. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(04)
[4]生物质炭对不同pH土壤中碳氮磷的转化与形态的影响[J]. 徐秋桐,邱志腾,章明奎. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2014(03)
[5]生物质炭对土壤性质及温室气体排放的影响[J]. 马秀枝,李长生,任乐,王鹏飞. 生态学杂志. 2014(05)
[6]不同土地利用方式下腐植酸对名山老冲积黄壤有机磷组分的影响[J]. 曹晓霞,夏建国,李璐娟,陆强. 水土保持学报. 2013(06)
[7]长期施肥对黄土丘陵区土壤各形态磷之间关系的影响[J]. 杨艳菊,王改兰,张海鹏,赵旭. 华北农学报. 2012(06)
[8]水稻秸秆生物碳对重金属Pb2+的吸附作用及影响因素[J]. 陈再明,方远,徐义亮,陈宝梁. 环境科学学报. 2012(04)
[9]废物资源化制备生物质炭及其应用的研究进展[J]. 王怀臣,冯雷雨,陈银广. 化工进展. 2012(04)
[10]人工湿地基质吸附磷素性能及动力学研究[J]. 李倩囡,张建强,谢江,许文来. 水处理技术. 2011(09)
博士论文
[1]热解温度对苹果枝条生物质炭理化性质及其环境效应的影响[D]. 赵世翔.西北农林科技大学 2017
[2]生物炭影响土壤磷素、钾素有效性的微生态机制[D]. 刘赛男.沈阳农业大学 2016
[3]生物质炭固碳作用及其对土壤温室气体排放特征的影响[D]. 李飞跃.上海交通大学 2015
[4]持续淋溶条件下有机酸对土壤磷素释放的影响及机理研究[D]. 冯晨.沈阳农业大学 2012
[5]生物质炭输入对土壤氮素流失及温室气体排放特性的影响[D]. 刘玉学.浙江大学 2011
[6]长期施磷石灰性土壤无机磷形态特征及其有效性研究[D]. 宋付朋.山东农业大学 2006
硕士论文
[1]生物炭对土壤磷吸附解吸及磷形态转化的影响[D]. 王宁.山西大学 2017
[2]生物炭对土壤中磷的形态转化以及有效性的影响[D]. 武玉.中国科学院烟台海岸带研究所 2015
[3]生物炭对不同类型土壤中磷有效性的影响研究[D]. 才吉卓玛.中国农业科学院 2013
[4]湖南典型土壤磷的吸附解吸机制及磷流失控制研究[D]. 邱亚群.中南林业科技大学 2012
[5]北京石匣小流域坡地土壤磷素起动过程试验研究[D]. 尹洁.首都师范大学 2009
[6]水稻土的磷库分级以及对P的吸附—解析特性研究[D]. 何松多.浙江大学 2008
[7]南方主要森林土壤磷的吸附与解吸特性[D]. 田维彬.南京林业大学 2003
本文编号：3103631
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