稻田入土生物质炭理化特性及其稳定性研究

发布时间：2025-06-26 05:45

　　生物质炭在自然土壤生态系统中具有高度稳定性,能够存在上百年甚至上千年。在全球气温日益升高的大环境背景下,生物质炭有望成为农田土壤生态系统碳捕捉和封存的理想材料。生物质炭的稳定性是实现农田生态系统固碳减排的核心。然而,目前针对生物质炭稳定性研究结果主要源于实验室微宇宙试验及短期大田实验,基本没有考虑环境条件和人为扰动因素的影响。在长期强烈人为干扰的农田生态系统中生物质炭是否能够维持其高度稳定性?对于这一问题的探究有望为科学精准核算生物质炭农田土壤固碳减排效应提供重要理论依据。为此,本论文以间歇性淹水的稻田生态系统为依托,以水稻秸秆和斑竹生物质炭为试材,利用长期大田定位试验,借助生物质炭微结构分析技术,系统分析比较了入土生物质炭物理化学特性的变化规律,初步揭示生物质炭在人为扰动较为激烈的稻田土壤生态系统中的稳定性。主要研究结果如下:（1）以水稻秸秆和斑竹材料制备的生物质炭（秸秆炭与竹炭）为实验材料,采用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积和孔隙结构（BET）分析,对入土不同年份的生物质炭物理结构进行了表征。结果表明,入土生物质炭发生了明显的物理破碎和剥离现象,入土9年后,秸秆炭的微孔率从27....

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1技术路线

1.5技术路线2.1实验设计和田间管理

图2-1原始水稻秸秆炭(F-RSB左)和原始竹炭(F-BB右)图像

本实验的试验田地处浙江省杭州市余杭区径山镇(119°5′E,31°2′N),位于杭嘉湖平原和京杭大运河的南端一处多年种植单季稻的水田,属于亚热带季风气候,年平均气温为17.2℃,年平均降雨量为1490mm。该试验田土壤类型为沙壤土,土壤的基本理化性质如表2-1所示。本实验所采用....

图2-2实验现场图片(a)生物质炭在2009年施入稻田;(b)2014年插秧前;(c)2016年插秧后;(d)2017年水稻收割前

试验期为2009年至2017年12月,于2009年6月在该试验地建立生物质炭还田试验区。依据完全随机区组设置三种处理:CK:对照(无任何生物质炭还田);RSB:水稻秸秆炭还田;BB:竹炭还田。每个处理设置四个重复(n=4),共计16个区块(3m×4m)。同时,对试验田进行区块划分....

图3-1两种生物质炭材料横截面扫描电子显微镜(SEM)图

在600℃下制得的水稻秸秆生物质炭(秸秆炭)和竹炭孔隙率高,两者表现出高度的异质性,这应该是与它们最初的植物结构有关(Prommeretal.,2014)。如图3-1所示,秸秆炭的结构排列整齐、紧密,呈现典型的矩形结构。竹炭的孔隙结构发达,呈现类似五元环和六元环的蜂窝状,孔径....

本文编号：4053255