蘆竹制備生物炭的特性表征及對土壤N2O排放的抑制.pdf

1、N2O是一種重要的溫室氣體，且對大氣臭氧層具有巨大的破壞作用。農(nóng)業(yè)土壤是大氣中N2O的主要排放源之一，大量施肥會導致土壤N2O排放的增加。近年來，生物炭作為一種環(huán)境友好型土壤添加劑的研究與應用備受各國科學家的關注。生物炭不僅可以實現(xiàn)大規(guī)模的土壤固碳，減少溫室氣體排放，還可以提高土壤肥力，促進作物生長。近來有研究表明生物炭可以抑制土壤N2O排放，但也有一些研究認為生物炭不能抑制土壤N2O排放，甚至還會有促進作用。另外，目前生物炭抑制N2O

2、排放的機理尚不明確。因此，需要進行更多更深入的研究以全面了解生物炭對農(nóng)業(yè)土壤N2O排放的影響及其機制。
　　 本研究利用濕地植物--蘆竹制備熱解生物炭，并進行特性表征(包括產(chǎn)率、灰分、pH值、元素分析、孔隙分析和FTIR分析等)，通過室內(nèi)土壤培育實驗研究蘆竹生物炭添加到土壤中后對N2O排放的影響，并探討生物炭抑制土壤N2O排放的機理。主要研究結果如下：
　　 (1)蘆竹生物炭的表征結果：隨著熱解溫度的升高，蘆竹生物炭的產(chǎn)

3、率隨之降低，而pH值和灰分含量增加；元素分析結果表明蘆竹生物炭隨熱解溫度升高，H和O元素降低，而C元素增加；利用CO2作為吸附氣體測定生物炭微孔，結果表明生物炭微孔面積和微孔體積隨熱解溫度的升高而增加；FTIR分析表明高溫生物炭含有較多的芳香官能團；利用普魯士藍比色測定生物炭中的總酚和水溶性酚含量，結果表明200℃熱解的蘆竹生物炭含有大量酚類物質，且生物炭酚類物質含量隨著熱解溫度的升高而減少。
　　 (2)室內(nèi)土壤培育實驗表明：

4、土壤加水培育后N2O呈峰型排放，培育初期N2O排放速率很低，隨時間延長排放速率迅速增加，在培育8小時到36小時時間段里N2O大量排放，而到48小時后，排放量漸趨于零。培育96h后，對照土壤N2O的累積排放量為33.30±1.32 mg N·m-2，而添加蘆竹原料后土壤N2O的累積排放量達到了39.06±1.87 mg N·m-2，比對照土壤提高了17.30％。添加L200，L300，L350，L400，L500和L600的土壤培育96h

5、后N2O累積排放量分別為0.90±0.48，5.06±1.68，6.63±3.40，11.10±0.51，3.35±1.36和1.68±0.73 mg N·m-2，分別比對照土壤減少N2O排放量97.30％，84.80％，80.09％，66.67％，89.94％和94.95％。實驗表明，蘆竹熱解生物炭可以有效抑制土壤N2O排放，尤其是L200、L500和L600。
　　 (3)生物炭添加到土壤中后可以提高土壤pH值，但不同熱解溫