【摘要】：隨著各種不合理的人類活動對土壤的影響日益加強,土壤退化問題已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。土壤退化降低了土地生產(chǎn)力,引起作物減產(chǎn),并加劇溫室效應,引起水土流失,甚至會造成環(huán)境污染。選擇適宜的土壤改良劑來改善退化土壤的特性是目前亟待解決的重要問題。已有的研究結果證實,生物炭可以有效地改善土壤的理化性質(zhì)和土壤微生物活性,增加土壤有機碳和土壤養(yǎng)分,同時也可減少土壤有機碳和養(yǎng)分的淋出,促進植物生長發(fā)育。此外,污水處理過程中產(chǎn)生的大量剩余污泥的合理處置與利用也是目前一個世界性的難題。因此,本研究以KOH為活化劑,以污泥和秸稈為原材料,制備了秸稈污泥混合基生物炭(Sewage Sludge Cornstalk based Biochar,SCBC),采用黑麥草(Lolium perenne L)作為受試植物通過盆栽試驗(120d)研究了其對植物生長的影響。本文主要研究了:(1)按照秸稈和污泥不同混合比制備的混合基生物炭在比表面積、微孔數(shù)量,重金屬含量等特性的差異;(2)通過測定黑麥草的七日發(fā)芽率、生物量和葉綠素含量等來分析了污泥秸稈混合基活性炭對植物生長的影響;(3)污泥秸稈混合基活性炭對土壤理化性質(zhì)、速效養(yǎng)分含量、各種土壤有機碳含量和土壤酶活性的影響;此外,也研究了污泥秸稈混合基活性炭對土壤中氮磷、有機碳和重金屬含量以及淋溶液的體積等淋溶特性的影響。通過上述研究,本文主要得到如下研究結論:(1)混合基生物炭具有較大比表面積和微孔數(shù)量,其中SCBC30的數(shù)值最高,具有最大的吸附潛力。各組混合基生物炭的pH和亞甲基藍吸附值沒有顯著的差異,重金屬含量均符合農(nóng)用標準。(2)混合基生物炭能明顯促進植物的生長發(fā)育。與對照組相比,黑麥草的七日發(fā)芽率、生物量和葉綠素含量均顯著提高。施加了4%的SCBC30后,發(fā)芽率達到93.3%,增加了23.53%。黑麥草的根部生物量和綠色部分生物量均顯著提高,且根部生物量所占比例明顯增大。(3)混合基生物炭顯著改善了土壤的性質(zhì)。其中,土壤陽離子交換量、總氮總磷,總有機碳、易氧化碳和水溶性有機碳含量都隨著施加量的增加而增加。而速效氮磷所占比例、土壤酶活性和微生物量碳都在3%或者4%的施加量時取得最大值。(4)在淋溶試驗中,生物炭有效的減少了淋溶液的體積,減少土壤水分的流失。淋溶液中的氮磷含量、有機碳含量和重金屬含量都有所減少,表明生物炭的施加能夠減少有機碳和養(yǎng)分的流失,并能夠鈍化重金屬。本文的研究結果證實,作為土壤改良劑,以剩余污泥和秸稈混合物為原料制備的污泥秸稈混合基生物炭對土壤性質(zhì)具有顯著的改良作用,可促進植物的的生長。且研究結果表明,綜合考慮,SCBC30在施加量為3%的時候,對土壤的改良效果是最顯著的。
【圖文】：

（4）采用淋溶試驗的方式，研究混合基生物炭對土壤環(huán)境的影響。通過對積、氮磷含量和有機碳含量的測定，判斷混合基生物炭對降水條件下土壤環(huán)，討論其影響機制。通過研究淋溶試驗中重金屬的含量，預測混合基生物炭壤環(huán)境中鎘、銅、鉛的可能途徑，進而判斷其對重金屬歸趨的影響，為評價物炭的環(huán)境風險性提供理論指導的依據(jù)。 創(chuàng)新點（1）采用污泥和秸稈混合物制備生物炭作為土壤改良劑，提高有機碳含量，了污泥直接農(nóng)用產(chǎn)生的危害，為污泥的綠色處置提供新途徑。（2）通過探討污泥基活性炭對植物生長、土壤特性以及土壤環(huán)境的影響，證秸稈混合基活性炭可顯著改善土壤特性，可以作為有效的土壤改良劑。 技術路線

混合基生物炭的制備及其土壤改良固碳作用研究等草食性動物冬、春理想青飼和青貯飼料。由于黑麥草生長快，適應性好，，因此被選為模式植物。2.2 方法2.2.1 污泥基生物炭的制備將污泥在室溫下風干后，使用粉碎機進行粉碎，并過 80 目的網(wǎng)篩。過篩后的干燥粉末在干燥器中保存，以防止受潮。按照不同的質(zhì)量比來混合玉米秸稈和污泥粉末，然后將混合物用 3 ml·L-1KOH 按照 1:4 的浸漬比在室溫下活化 24 小時。活化后的混合物在氣氛爐中以 5 ℃·min-1的增溫速率到達 800℃，保持一個小時后降溫。冷卻后的活性炭用 0.3 mol·L-1的稀鹽酸和去離子水進行反復清洗。按照混合原料中玉米秸稈的質(zhì)量比，相應的污泥秸稈混合基生物炭被命名為 NCBC、SCBC10、SCBC30 和SCBC50。在進行相應的物理和化學分析后，干燥儲存，用作下一步的盆栽試驗。
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S156

【參考文獻】

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本文編號：2680476