生物炭在农业方面的应用教案资料
生物质炭在农田生态系统中的应用
生物质炭在农出生态系统中的应用摘要近年来，生物质炭作为一种应对气候变化实现农田生态系统固碳减排的重要措施, 被广泛应用于各类室内以及出间试验中，因此施用生物炭已经成为一种实现农田生态系统固碳减排的双贏策略。
通过总结归纳生物炭对作物产疑、酸性土壤理化性质、温室气体排放以及固碳等方面的影响，以期为实现生物炭在农出生态系统中的推广应用提供理论依据。
关键词生物质炭：气候变化；作物产量；温室气体排放：农田生态系统：应用人类的农业生产活动以及其他措施大幅度影响丄壤碳氮循环变化，英表现和影响之一就是大气中温室气体的含量不断增加，从而导致全球气候持续变暖等负而效应【1】。
如何减少上地利用中温室气体排放增加陆地生态系统碳汇是当前减缓气候变化研究的热点【2】。
上壤是陆地生态系统的主要碳库，而上壤碳库对上壤肥力以及作物产量等有重要的影响。
碳、氮循环是农田生态系统最基本的生态过程，受到人为作用的影响和调控，同时对农阳生态系统的稳左性、生产力及其环境效应具有关键性的影响。
由于施吧量大、用地方式不合理等原因造成的上壤肥力退化、上壤酸化等情况，严重威胁着环境安全以及可持续发展的落实。
因此，找到切实可行的减排固碳措施能够达到生产与环境的双贏。
为了应对丄壤碳库以及气候变化，各类措施已经被广泛实施与应用，但是效果并不显著。
例如秸秆还田虽然可以增加蔬菜产量，但是由于上壤的矿化作用等过程，并不能对上壤碳库产生持续的彫响（短于30年），还会造成温室气体排放的增加。
而生物炭由于英在上壤中的稳泄性以及其碳负性固碳理念，在近些年来被作为一种良好的减排措施广泛应用于各类试验中。
生物炭是指各种有机植物残体在无氧条件下高温热解或者气化后的固态产物的统称，能够有效减少农业生态系统中N2O的排放，增加农业上壤有机碳含量并且不增加或者少量增加CH4与CO2的排放。
同时，生物炭还能够改良丄壤，提高作物的生产力，因而可以作为农业应对气候变化的增汇、增产的双赢途径。
生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用
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农业废弃物资源化(炭基肥料)开发与利用
农业废弃物资源化（炭基肥料）开发与利用1. 引言1.1 背景介绍在农业生产和农村发展过程中，农业废弃物一直是一个不容忽视的问题。
随着农业生产水平的不断提高和现代化农业的发展，农业废弃物的数量不断增加，给农村环境和生态系统造成了一定程度的污染和负担。
如何有效地处理和利用这些农业废弃物，成为了当前农业生产发展的重要课题。
本文将就农业废弃物资源化开发与利用中炭基肥料的制备方法、在农业生产中的应用、与环境保护的关系以及经济效益等方面进行探讨，旨在为进一步推动农业废弃物资源化开发与利用提供理论参考和实践指导。
1.2 问题阐述农业废弃物资源化是当前农业领域的重要课题，随着农业产业的发展和农业废弃物越来越严重，农业废弃物处理方式亟待改进。
目前，农业废弃物主要以填埋和焚烧的方式处理，这种处理方式不仅浪费了资源，还污染了环境，导致了土壤污染和空气污染等问题。
农业废弃物中的有机物质含量丰富，如果能有效利用这些有机物质，不仅可以减少资源浪费，还可以生产出高效的肥料，提高土壤肥力，促进农作物生长，实现循环利用。
如何利用农业废弃物资源化成为了当前亟待解决的问题。
炭基肥料的制备和应用是一种比较有效的途径。
通过将农业废弃物转化为炭基肥料，不仅可以有效减少农业废弃物的排放，还可以生产出对土壤有益的肥料，提高土壤的保肥保水能力，促进作物生长，达到资源循环利用的目的。
研究和开发农业废弃物资源化，特别是炭基肥料的制备和应用，对于推动农业可持续发展具有重要意义。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨农业废弃物资源化开发与利用中炭基肥料的作用和价值，探索其在农业生产中的应用潜力。
通过对炭基肥料的制备方法、应用效果以及与环境保护和经济效益的关系进行详细分析和研究，旨在为推动农业废弃物资源化利用提供理论指导和技术支持。
通过对农业废弃物资源化开发利用的重要性和炭基肥料在农业可持续发展中的作用的探讨，旨在为农业生产提供更加环保、高效和可持续的发展路径。
生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用
生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用大家好，今天我们来聊聊一个很有趣的话题：生物炭固碳减排原理及其在农业中的应用。
我们要明白什么是生物炭？生物炭其实就是植物秸秆、树枝等有机物在高温下分解形成的黑色物质，它不仅能增加土壤肥力，还能吸收二氧化碳，起到固碳减排的作用。
那么，生物炭在农业中有哪些神奇的应用呢？接下来，我们就一起来看看吧！1. 生物炭的制作过程生物炭的制作过程其实很简单，就是把秸秆、树枝等有机物放在一个密闭的地方，让它们在高温下慢慢分解。
这个过程需要一定的时间，通常需要几个月甚至更长时间。
等到有机物完全分解后，你就得到了一块块黑色的生物炭。
2. 生物炭的固碳作用生物炭的最大作用就是固碳。
大家都知道，二氧化碳是一种温室气体，它会导致地球变暖。
而生物炭正好可以吸收二氧化碳，减少温室气体的排放。
这对于我们这个星球来说是非常重要的，因为二氧化碳排放过多会导致全球气候变暖，进而引发一系列严重的自然灾害。
3. 生物炭在农业中的应用既然生物炭这么厉害，那么它在农业中有哪些神奇的应用呢？下面我们就来看看几个例子。
(1)提高土壤肥力生物炭可以增加土壤中的有机质含量，提高土壤肥力。
这对于农作物的生长非常重要，因为有机质可以提供植物所需的养分。
而且，有机质还可以改善土壤结构，增加土壤通气性，有利于微生物的活动。
(2)促进作物生长生物炭中的微量元素对作物生长非常有益。
例如，硅元素可以促进作物根系发育；钙元素可以增强作物的抗病能力；锌元素可以提高作物的产量和品质。
所以，适量施用生物炭可以帮助作物更好地生长。
(3)防治病虫害生物炭还具有一定的防治病虫害的作用。
因为生物炭中的有机质可以为微生物提供生存条件，从而增加土壤中的益生菌数量。
这些益生菌可以抑制病原菌的生长，降低病虫害的发生率。
这种方法并不能完全替代化学农药，但至少可以在一定程度上减轻农药的使用量，保护环境。
4. 如何使用生物炭那么，我们该如何正确地使用生物炭呢？其实方法很简单：将适量的生物炭撒在农田表面，然后轻轻覆盖一层土。
生物炭的制备及其农业应用
生物炭的制备及其农业应用生物炭是一种以生物质为原料制成的炭化产物，经过高温隔绝空气下热解而成的纯碳固体物质。
生物炭有着很多种用途，其中最为重要的是它在农业领域的应用。
本文将探讨生物炭的制备及其在农业领域的应用。
一、生物炭的制备生物炭的制备过程可以分为炭化和活化两个步骤。
炭化是将生物质放入高温环境中，使其在没有氧气的情况下逐渐转化为炭。
活化则是通过特殊的处理方式，使得生物炭表面具有更多的微孔和介孔，从而提高其吸附性能和生物活性。
1. 炭化炭化的过程中，需要将生物质破碎成小块，以便更好地进行炭化。
炭化的温度一般在250℃至800℃之间，不同的炭化温度会影响到生物炭的物化性质和吸附性能。
炭化过程中需要掌握好炭化温度、时间、炭化物质等参数。
炭化后的产物称为粗炭，具有黑色、坚硬、有光泽、不能燃烧等特点。
2. 活化活化是提高生物炭吸附性能和生物活性很重要的步骤。
活化分为热活化和化学活化两种方式。
热活化是将粗炭放入高温的炉子中加热，制备出具有多孔结构和高比表面积的生物炭，这种生物炭具有较好的吸附性和催化性能。
化学活化则是在生物炭表面涂覆一层化学物质，使得生物炭表面生成一些孔洞和功能性基团，从而提高了其吸附能力和生物活性。
二、生物炭的农业应用1. 土壤改良剂由于生物炭孔隙结构丰富，能够提高土壤孔隙度、降低土壤密度，有效改善盐碱土、酸性土的土壤性质；而且生物炭中含有的有机质能够增加土壤中微生物数量，提高土壤肥力，促进植物生长。
因此，生物炭可以作为一种土壤改良剂广泛应用于农业、园林等领域。
2. 溶解肥料添加剂生物炭通过吸附作用能够在一定程度上调节土壤肥料释放，延缓肥料释放速度，使得植物能够长期吸收养分，延长了肥料的使用寿命。
同时，生物炭自身也含有大量的微量元素和植物生长所需的各种养分，可以作为一种溶解肥料的添加剂，提高肥料的利用效率。
3. 水质改善剂生物炭具有吸附有害物质、氧化还原反应等性质，可以将水中的有害物质和异味物质吸附或分解，从而净化水质。
生物炭对土壤肥料的作用
生物炭对土壤肥料的作用1. 引言1.1 生物炭的定义生物炭是一种由生物质经过高温热解或氧化制备而成的黑色炭质材料。
它具有多孔结构和大表面积，具有很强的吸附性能。
生物炭不同于一般的煤炭或木炭，它经过特殊制备过程后含有丰富的微生物和有机物质，对土壤具有很好的改良作用。
生物炭在土壤中可以增加土壤的肥力、改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力，并且可以促进土壤微生物的活性。
生物炭与其他肥料混合使用，可以提高肥料的利用率，减少肥料的流失，从而减少环境污染。
生物炭是一种具有很高应用价值的土壤改良剂，它不仅可以提高土壤肥力，改善土壤质地，还可以减少化肥的使用量，减少环境污染。
生物炭对土壤肥料的作用是非常积极的，有着广阔的应用前景。
1.2 生物炭对土壤肥料的重要性生物炭具有很强的吸附能力，能够吸附并固定土壤中的营养元素和有害物质，减少其在土壤中的流失和淋洗，从而提高土壤的肥力和保护环境的效果。
生物炭可以改善土壤的结构和通气性，增加土壤孔隙度，有利于根系生长和水分渗透，促进植物的生长和发育。
生物炭还可以促进土壤微生物的活性和多样性，增加土壤有机质的含量，提高土壤的肥力和生态系统的稳定性。
生物炭在土壤肥料中的应用具有重要的意义，可以提高土壤的肥力和水分保持能力，减少化肥的使用量，改善环境质量，实现可持续农业发展的目标。
研究和推广生物炭对土壤肥料的作用具有重要的现实意义和发展前景。
"2. 正文2.1 生物炭的制备方法生物炭的制备方法有多种，其中主要包括炭化和激活两个过程。
在炭化过程中，生物质被加热至高温而不氧化，使其转化为炭，而这个过程可以通过不同的方式来实现，比如慢炭化、快炭化、气化等。
慢炭化是将生物质加热到500-700摄氏度，这个过程需要一定的时间，但可以获得高质量的生物炭。
快炭化则是通过高温快速加热生物质，不需要太长时间，但生产的生物炭质量可能略低。
气化是指通过气体对生物质进行碳化，这个方法比较节能环保，但成本略高。
生物炭在农田土壤修复方面地应用
生物炭在农田土壤修复方面的应用河北师大化学与材料科学学院农业项目组盛建维一、生物炭概述生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经低温热裂解后生成的固态产物。
既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案，属于秸秆废弃资源高值化利用的范畴。
生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。
它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。
这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为“生物炭”。
它的理论基础是：生物质，不论是植物还是动物，在没有氧气的情况下燃烧，都可以形成木炭。
生物炭是一种经过高温裂解“加工”过的生物质。
裂解过程不仅可以产生用于能源生产的气体，还有碳的一种稳定形式——木炭，木炭被埋入地下，整个过程为“碳负性”（carbon negative）。
生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。
生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。
事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。
英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。
研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。
木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。
更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。
制作生物炭的现代方法是在低氧环境下用高温加热植物垃圾，使其分解。
日前，气候专家找到了更清洁环保的方式，进行工业规模二氧化碳固定，利用巨型微波熔炉将二氧化碳封存在“生物炭”中，然后进行掩埋。
这种特制“微波炉”将成为战胜全球变暖的最新利器。
生物炭在修复污染农田土壤中的应用
生物炭在修复污染农田土壤中的应用在土壤治理与修复中，重金属原位钝化法是一种切实有效的修复手段。
生物炭是由农业有机废弃物通过高温热解得到的一类富含碳的高聚物。
由于其特殊的理化性质，对土壤重金属表现出较好的钝化效果。
本文综述了生物炭钝化治理的研究现状，总结了生物炭对重金属的钝化机理，深化研究了土壤环境因素对生物炭性能和产量的影响，为生物炭的大规模实际生产应用提供新思路。
1、研究现状1.1、我国农田土壤镉污染研究现状土壤形成于成土母质，而成土母质中的镉(Cd)含量并不高。
自然条件下，土壤中Cd浓度范围在0.01～2mg·kg-1，而我国土壤背景值处在中位，约为0.1mg·kg-1[1]。
当前，随着经济社会的高速发展和工农业生产建设活动的日益频繁，电镀、制革等工业废水排放、农田污水的漫灌以及冶炼、尾矿等废弃地的增加等带来的土壤重金属污染问题愈发严重。
环保部官方报道，我国约有1/5的土地耕地面积受到不同程度污染，其中Cd为主要污染物之一。
土壤污染已严重威胁到国家粮食安全，通过食物链传递，污染物进入人体，对国民健康产生巨大危害[2]。
1.2、 Cd污染农田土壤的治理技术研究现状重金属在污染土壤中隐蔽性好，往往不易被人及时发现;时效长，被植物吸收富集累积到一定程度时，才会被人们发现;并且具有不可逆性，无法被土壤中的微生物降解，也难从土壤中分离。
目前，重金属污染土壤的修复技术可以归纳为2种技术思路。
1.2.1 、超累积植物修复技术该技术是利用植物对土壤中重金属进行迁移修复，选择一种或多种对目标污染物具有很强的吸收富集能力的功能植物，将其种在被污染土壤中进行培养，土壤中的重金属会迁移至植物的地上部分，生长一定时间后，地上部分进行收割处理，可以连续种植收割多茬，最终达到修复污染土壤的目的。
该技术适用于治理和修复中低浓度污染土壤，是一种绿色、可持续的治理技术[3]。
但是一般情况下，超累积植物生长速度慢，土壤中重金属的生物可利用态含量低，修复周期长，其成本以及植物收割后的后续处置风险等还未进行系统评估。
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一、生物炭概念 及特点
二、生物炭在农 业领域的应用
三、生物炭发展 前景及生物炭多孔,容重小,
比表面积大,吸水、吸气 能力强,带负电荷多,能 形成电磁场。生物炭具 有高度的芳香化、物理 的热稳定性和生物化学 抗分解性
1t生物质可生产300kg生 物炭、250kg木醋液 、 50kg生物油、700m3可 燃气体
土样处理前后的pH值和EC值的对比
二、生物炭在农业领域的应用
3、炭基有机肥 ① 将生物炭与牲畜粪便混合发酵,然后烘干,掺上木醋液,可制成优质的炭基有机肥。 ② 牲畜粪便含水量大,做有机肥需要烘干,经过调查,烘干费用在有机肥的生产成本中占到
15%左右。用刚出炉的炽热的生物炭与湿的牲畜粪便混合可先使一部分水分气化,然后再干燥。 生物炭的多孔结构使与粪便混合干燥过程中传热性能提高,减少了能量的消耗,降低了生产成 本,产品也更具价格优势。 ③ 生物炭多孔，有利于生态农业、绿色微生物生长和繁殖，可以缩短发酵时间，提高发酵 质量
[3]张忠河,林振衡,付娅琦,王宏海,康全德,尤希凤.河南农业大学农业部可再生能源重点实验
室2011.05 [4]董金星. 生物炭在城市生活污泥堆肥中的应用.安徽科技大学.2016.6 [5]刘桓嘉,刘永丽,张宏忠,等.城市生活污泥堆肥王地利用及环境风险综述[J].江苏农业科学， 2014.5 [6] F.A.Rutigliano,M.Romano,R.Marzaioli.Effect of biochar addition on soil microbial community in a wheat crop[J].European Journal of Soil Biology,2013,60(11);9-15. [7] 刘桓嘉,刘永丽,张宏忠.城市生活污泥堆肥王地利用及环境风险综述[J].江苏农业科 学,2014. [8]OHANNESL,STEPHENJ.Biocharforenvironmentalmanagement:scienceandtechnology[M].St erlingVA:Earthscan,2009. [9] UKENERGYWHITEPAPER.Ourenergyfuture-creatingalowcarboneconomy[R].2003. [10] Wang Y F.Pan F B,Wang G H,et al. Effects of biochar on photosynthesis and antioxidative system of Malus hupehensis Rehd,seedlings under replant conditions[J].Scientia Horticulturea,2014,175;9-15
生物炭不仅可以作为肥料载体，还可以作为微生物载体，和一些微生物配合，在固态废物 堆肥过程中使用，使堆肥化过程微生物活性更高，更高效进行，同时减少环境污染，改善土壤 结构。
参考文献
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优点① 原料适应性强
② 转化效率高
2种主要农作物秸秆制取的生物炭的检验数据
由图 可以看出 生物炭主要组成是碳、氢、氧、氮和灰分,含有大量 的高分子、高密度的碳水化合物和多种矿物营养物质
二、生物炭在农业领域的应用
1、炭基有机-无机复混肥 生物炭与化肥掺混造粒后, 化肥与生物炭紧紧结合在 一起,可以减少化肥的流失, 缓释肥效,从而提高化肥的 利用率,减少化肥的用量。
谢谢！！
炭基有机-无机复混肥料的配方
其中NPK的总含量≥ 15%,有机质的含量≥ 30%
二、生物炭在农业领域的应用
2、改良土壤
大部分生物炭呈碱性，可以 有效提高土壤碱基饱和度， 消耗酸性土壤的质子以提高 PH值，改良土壤养分。还可 以改善土壤空隙结构，增加 土壤含水率。
据联合国教科文组织和粮农 组织不完全统计,全世界盐 碱地的面积为9.5438亿hm 2, 其中我国为9913万hm 2,因此 利用生物炭来治理盐碱土壤 的前景广阔,意义重大
因此，炭基有机肥符合现代农业对肥料的要求。
三、生物炭发展前景及个人看法
我国是一个农业大国,长期以来化肥、农药的大量使用,造成了大量的土壤板结和环境污染 等问题。生物炭可以有效降低农业生产过程中能源的消耗,可以利用生物炭发展低碳安全农业。
生物炭作为实现碳汇减排的重要材料，不仅在农业方面应用广泛，在环境领域及新能源领 域也有广阔的应用空间，生物炭在修复和改善土壤功能，吸附土壤重金属离子，缓解能源危机 等方面将会发挥更大的作用，应用前景广阔，但现阶段生物炭大规模商业化生产和应用的研究 缺乏，有待进一步拓展。