欢迎访问《课程教材教学研究》杂志社官方网站(唯一官网)。
当前位置首页 > 往期目录 > 《课程教材教学研究》2021年9期目录
pH 值和 CEC 对土壤的影响
《课程教材教学研究》官方投稿邮箱:kechenggw@163.com
生物炭大多呈碱性,或者具有较大石灰当量值,可以作为石灰替代物,生物炭含大量的有机官能团。能够吸收土壤中的H十,而其灰分含有的钙、镁、钾、钠等盐基离子可以交换土壤中吸附的氢离子及交换性铝离子,降低土壤中其...

生物炭大多呈碱性,或者具有较大石灰当量值,可以作为石灰替代物,生物炭含大量的有机官能团。能够吸收土壤中的H十,而其灰分含有的钙、镁、钾、钠等盐基离子可以交换土壤中吸附的氢离子及交换性铝离子,降低土壤中其含量。因此,可改良酸性土壤一些养分的有效性。黄超等运用pH值为9.2的小麦秸秆生物炭研究其对红壤的影响,结果表明红壤施用生物质炭不仅大大提高了土壤碳库,还可降低土壤酸度,增加土壤pH值;何飞飞等四研究pH值分别为9.62和8.96,BET比表面积分别为7.74m2/g和2.45m2/g的水稻秸秆炭和花生壳炭对红壤菜田土理化性质的影响,结果显示雍菜收获后,土壤pH值、CEC值和持水量(WHC)随生物炭用量增加而升局。

生物炭具有离子吸附交换能力及一定吸附容量,其可改善土壤的阳离子或阴离子交换量,从而可提高土壤的保肥能力。生物炭对土壤阳离子交换量CEC或保肥能力的改善取决于生物炭的CEC,pH及生物炭在土壤中氧化。生物炭比表面积大,可以增强土壤对阳离子的吸附能力,增加耕层土壤CEC。生物炭对低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特别有效,其中土壤CEC的改良与生物炭的原料的碱度、有机氮的矿化和按根的硝化作用有关[cl=o生物炭的pH升高,其对重金属离子的吸附和固定加强,说明了生物炭对重金属的吸附与生物炭的表面官能团和pH值有关。

在查阅的100多篇文献中,分别得到碳组分、灰分、比表面积、pH值和CEC几种参数数据119,82,93,86,33个,反映出目前生物炭理化特性研究者对这几大参数重视程度不一,这与裂解材料的来源、实验成本、实验复杂性以及研究方向有直接关系。另外,在裂解温度方面,Balwant等的研究认为生物炭裂解温度在100℃至900℃范围内本研究表明,生物炭的裂解温度大都集中在200℃至800℃之间,偶有达到1000℃的裂解温度。

生物炭的研究是最近几年才出现在人们视野中的新兴研究领域,虽然国内外专家学者已经做了大量关于生物炭原材料、性状、对土壤效应以及作用机理等多方面的研究,但是全世界范围内对生物炭的生产和使用还处于就近和来源方便的初级阶段,影响着生物炭功能和效益的最大化。从生物炭的裂解原料、裂解工艺、裂解设备,及生物炭对土壤、作物、重金属、有机污染物及碳循环等的作用效果,再到生物炭作用机理的整个产业链的研究(甚至各个环节相互影响的研究),都还只是比较分散、零散的研究堆积,并没有形成系统的、全面的生物炭研究体系,对生物炭的生产、应用还没有成熟理论的指导,尤其是生物炭理化性状参数的研究。生物炭的理化性质直接反映其原材料、生产水平和后端应用等。比如目前还没有非常详实和确定的论据来证明生物炭的何种性状对土壤或者作物的何种效应作用最大,对于生物炭的理化参数最优范围仍然没有确定值,比如生物炭灰分能增加土壤pH值,究竟何种类型生物炭含有多少灰分能在多大程度上增加pH值玉米秸秆生物炭比表面积为多少时可以吸附Cd的量为多少等等。另外,不同生物炭的应用还处于探索阶段,功效不能有效发挥。并且应用研究大多针对单一类型生物炭,缺乏不同原料生物炭的选配和组合研究。综上所述,未来应从以下几个方面加强研究和应用试验。首先,系统研究生物炭制造参数对理化性状的影响,研究不同原料生物炭的作用机理差异及其针对性,建立生物炭理化性质参数数据库,生物炭理化性质参数数据库的建立十分必要,这对于生物炭详细参数的研究和相关标准的制定具有指导意义,需要广大专家学者一同努力其次,加强应用研究,根据土壤理化性状和改良目标选择适宜的生物炭类型,根据对作物经济性状的要求,研究选择适宜的生物炭类型,实现生物炭功效的最大利用。再次,加强不同原料的选配和组合研究,改良生物炭产品的目标性状,形成系列化产品。

Copyright © 2016-2020 版权所有 -《课程教材教学研究》杂志社 - 技术支持:知网空间
投稿邮箱:kechenggw@163.com