农业有机废弃物再利用

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农业废弃物资源化利用技术

农业废弃物资源化利用技术

无发酵仓式堆肥系统 物料一般堆制成条垛式,根据 堆料供氧方式,无发酵仓式堆肥系统又可分为搅拌 (翻堆)式堆肥床和固定堆式堆肥床两种堆肥方式。
搅拌式堆肥旳主要特点是采用定时翻堆,使物料均匀, 并提供充分氧气,有时还考虑强制通气(常采用抽气 方式进行)。翻堆作业一般采用翻堆机械进行。
固定堆式堆肥基本不进行翻堆,其供氧方式主要有 两种:一是采用自然通气方式进行堆肥;二是采用 强制通风供氧方式进行堆肥,也称固定堆强制通风 堆肥法。自然通风堆肥腐熟时间一般较长,而固定 堆强制通风堆肥法则比较快,在3~5周内能使肥堆 完全腐熟。
1.3农业废弃物液化。将能量密度较低旳废弃物转化成密度高、品位高旳液体燃料 是合理利用生物质能旳有效途径,也是二十一世纪最有发展潜力旳技术之一。由生 物质制成旳液体燃料叫生物燃料。生物燃料主要涉及生物酒精、生物甲醇、生物柴 油和生物油。 1.4农业废弃物固化。将秸秆、稻壳、锯末、木屑等有机废弃物,用机械加压、加 热等原理,将原来松散、无定型、低发烧量旳生物质原料压制成具有一定形状、密 度较高(1.1~1.4 t/m3)旳固体成型燃料,其功效相当于中质煤,但没有煤所固有旳含 硫量大、灰分高、污染环境等缺点。 1.5直接作燃料
糟、锯木屑、蔗渣、稻谷、玉米穗、米糠、豆粕、杂草等。
三、堆肥技术
1、 堆肥旳概念 堆肥,是指在人工控制下,在一定旳水分、C/N比和
通风条件下经过微生物旳发酵作用,将废弃有机物转变为 肥料旳过程。经过堆肥化过程,有机物由不稳定状态转变 为稳定旳腐殖质物质,其堆肥产品不含病原菌,不含杂草 种子,而且无臭无蝇,能够安全处理和保存,是一种良好 旳土壤改良剂和有机肥料。
升落,废物被均匀地翻倒与供入旳空气接触,并经 过微生物旳作用进行发酵。经1~5 d发酵后排出, 条垛放置熟化。

农业有机废弃物的资源化利用研究

农业有机废弃物的资源化利用研究

农业有机废弃物的资源化利用研究近年来,随着生物技术和环保意识的不断提高,越来越多的人开始注重农业废弃物的资源化利用。

农业废弃物是指农业生产中产生的废物,包括农作物秸秆、畜禽粪便、种子包装袋、果皮等等。

这些废弃物不仅会占据土地资源,还可能对环境造成污染。

因此,对这些废弃物进行资源化利用,不仅能够减少负担,还能够创造更多的经济价值。

目前,农业有机废弃物的资源化利用主要分为以下几种方式。

一、生物质能源农业废弃物中的农作物秸秆、果皮等含有大量的生物质能源,可以通过处理成为生物质燃料或生物质燃气的形式,用于发电或供暖。

以农作物秸秆为例,其内含纤维素、半纤维素、木质素和灰分等物质,可以通过生物质发电、发酵气等技术加工成生物质能源。

二、有机肥料农业废弃物中的畜禽粪便、人畜粪便等含有大量的有机物质,可以通过填埋或生物处理等方式转化为有机肥料。

生物质完全腐熟后,可用作肥料,增加土壤的有机质含量,提高土壤肥力,改善土壤结构,从而提高作物的产量和质量。

三、农业技术应用农业废弃物还可以作为一种特殊的农业技术,以发挥其对土壤改良和作物增产的作用。

例如,通过添加木炭、畜禽粪便等废弃物到土壤中,可以提高土壤吸水能力和保水能力。

同时,这些废弃物还可以促进土壤微生物的繁殖,促进土壤肥力。

此外,畜禽粪便中的微生物也可以研制成一些农业生物制剂。

四、生态景观通过将农业废弃物进行艺术创意处理,可以形成美丽的景观。

例如,秸秆等废弃物可以制作成一些生态雕塑、生态墙、生态吊灯等,用于园林景观、商业街、文化广场等地方的装饰,增加城市的艺术气息。

综上所述,农业废弃物的资源化利用是时代的趋势,既可以减少环境负担,又可以创造经济效益。

但需要注意的是,在利用农业废弃物时,也要遵循环保的原则,不能对环境造成更大的危害。

希望未来能有更多的技术和方法来解决农业废弃物的问题,进一步推进农业生产的可持续发展。

农业废弃物的资源化利用

农业废弃物的资源化利用

农业废弃物的资源化利用随着农业生产的不断发展,农业废弃物也在不断增加。

传统上,农业废弃物通常被视为废弃物,直接处理掉所带来的环境问题和经济浪费越来越严重。

而如今,社会普遍意识到农业废弃物具有丰富的资源利用价值,可以通过一系列的技术手段转化为为人们带来实际好处的资源。

本文旨在探讨农业废弃物的资源化利用方式,为农业废弃物的处理提供一些有价值的思路和方向。

农业废弃物可以分成有机和无机两类。

有机废弃物主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、生活垃圾等,无机废弃物主要有种子壳、木屑、木板等。

废弃物的处理一直是农业生产中的一个难题,传统的处理方式往往采取的是简单的堆肥或者沉淀,由于基础设施不完善,处理过程中杂质多、质量不可靠,处理效果也不佳。

针对这个问题进行资源化利用就成为了当下农业废弃物处理的重点,也是作为建设生态文明、实现可持续发展的一部分。

下面就结合具体的废弃物类型讨论它们的资源化运用途径,主要分成以下几种。

一、生物质能生物质质化利用可以充分利用农业废弃物的有机物质,一方面在避免废弃物的无害化处理之外,另一方面作为可再生能源资源。

此处的生物质可以广泛指代农作物秸秆、废弃厂房、水产养殖所排泄的废物以及玉米糖渣等。

在生物能源领域,废弃物最主要的利用方式是发电、燃烧、光解水制氢等。

生物质能的利用一方面还须考虑废弃物的品种和成份,以及如何充分混合,这样可使得废弃物的组份更加均匀,能源化利用的最大效果得到较为充分的保障。

目前,在国内已经有不少水电站和养殖场尝试着将废弃物转化成为生物质能,取得很好的经济效益。

二、有机肥料有机废弃物因含有丰富的氮、磷、钾和石油、氮、含硫化合物等营养成分,所以适合转化成为有机肥料。

废物肥料的资源再利用是农业发展的关键领域之一,可对农业进行生产净化,提高产量提高农产品的质量,减少化肥用量,并减轻废气的排放造成环境污染的程度。

相较于化肥,在种植大面积的小麦、玉米等作物中,接受有机肥的是会后土壤微生生物群落、改善土壤层次、改善大气和土壤环境,提高抗病能力等。

揭秘如何利用农业废弃物制造有机肥料

揭秘如何利用农业废弃物制造有机肥料

揭秘如何利用农业废弃物制造有机肥料农业废弃物是农民在农田种植或经营农业过程中所产生的废弃物。

常见的农业废弃物包括农作物残余、养殖废弃物、农业副产品等。

这些废弃物如果不得处理,会给环境带来负面影响。

然而,利用这些农业废弃物来制造有机肥料不仅可以解决废弃物处理的问题,还能够促进农业可持续发展和环境保护。

一、农业废弃物制造有机肥料的意义农业废弃物制造有机肥料有以下几个意义:1. 资源化利用:将废弃物转化为有机肥料,使废弃物得到资源化利用,降低资源浪费。

2. 土壤改良:有机肥料可以改善土壤结构,提高土壤肥力,增加土壤有机质含量,有利于作物生长。

3. 环境保护:通过有效处理农业废弃物,减少其对环境造成的污染,保护生态环境健康。

4. 农业可持续发展:有机肥料的使用可以减少对化学肥料和农药的依赖,减少对土地和水资源的损害,有利于农业可持续发展。

二、常见农业废弃物的制造方法下面介绍几种常见农业废弃物的制造方法:1. 农作物残余:农作物残余可以通过深翻或堆肥等方式进行处理。

深翻是指将农作物残余埋入土壤,利用土壤中的微生物进行分解,形成有机质,并改善土壤结构。

堆肥是将农作物残余与其他废弃物混合起来,经过发酵分解后形成有机肥料。

这些有机肥料中含有丰富的营养元素,适合用于作物生长。

2. 养殖废弃物:养殖废弃物主要包括畜禽粪便、养殖废水等。

粪便可以通过堆肥的方式进行处理,经过发酵分解后形成有机肥料。

养殖废水则可以通过循环利用的方式进行处理,将废水中的养分回收利用,用于农田灌溉,减少养殖废水对水环境的污染。

3. 农业副产品:农业副产品可以通过深加工的方式进行利用。

例如,将玉米秸秆进行加工后得到玉米秸秆纤维,可以用于制造有机肥料。

同时,还可以将氮磷钾等营养元素提取出来,制成氮磷钾肥料,用于作物种植。

三、农业废弃物制造有机肥料的应用效果农业废弃物制造的有机肥料在实际应用中取得了良好的效果:1. 提高农作物产量:有机肥料中蕴含着大量的有机质和营养元素,可以提高土壤肥力,促进农作物生长,提高农作物产量。

农业废弃物资源化利用的创新技术

农业废弃物资源化利用的创新技术

农业废弃物资源化利用的创新技术农业废弃物是指农田、牧场、生产加工的废实物和废弃物,主要包括玉米秸秆、稻草、麦秸、棉秸、豆秧、麻秸、花生秸秆等植物废弃物以及畜禽粪便、畜禽废弃物等,这些农业废弃物如果不得到合理的处理和利用,会对环境造成负面影响。

因此,农业废弃物资源化利用的创新技术备受关注。

一、沼气发电技术沼气是一种由农业废弃物经过沼气池发酵而产生的气体,其主要成分是甲烷和二氧化碳。

沼气发电技术可以将农业废弃物转化为可再生能源,不仅可以减轻对化石能源的依赖,还可以减少温室气体排放。

通过将沼气发电技术应用于农业废弃物处理,可以实现能源的再生利用和环境的改善。

二、生物质炭制备技术生物质炭是一种由农业废弃物在高温下经过缺氧条件下炭化而成的炭质材料。

生物质炭具有良好的吸附性能和土壤改良效果,可以应用于土壤改良、废水处理、废气处理等领域。

通过生物质炭制备技术,可以将农业废弃物转化为高附加值的产品,实现资源的循环利用。

三、生物制氢技术生物制氢是一种利用微生物将有机废弃物转化为氢气的技术。

在生物制氢过程中,微生物通过发酵作用将有机废弃物分解产生氢气,从而实现废弃物的资源化利用和能源的生产。

生物制氢技术具有能源清洁、环境友好的特点,可以有效解决农业废弃物处理和能源供应的问题。

四、生物乙醇生产技术生物乙醇是一种绿色能源,可以通过农业废弃物中的纤维素和半纤维素在微生物作用下转化为乙醇。

生物乙醇生产技术可以实现对废弃物资源的高效利用,同时减少对化石能源的消耗。

通过生物乙醇生产技术,可以降低温室气体排放,促进可再生能源的发展。

五、有机肥料生产技术有机肥料是一种通过农业废弃物经过发酵、堆肥等处理过程制成的肥料,其主要成分包括有机物、无机物和微生物。

有机肥料可以改善土壤结构、增加土壤肥力、提高农作物产量,同时减少化肥的使用量和环境污染。

有机肥料生产技术可以实现对废弃物资源的再利用,促进农业生产的可持续发展。

六、深层堆肥技术深层堆肥是一种通过在地下设置堆肥装置,利用微生物的发酵作用将农业废弃物转化为有机肥料的技术。

如何合理利用农业废弃物资源

如何合理利用农业废弃物资源

如何合理利用农业废弃物资源随着人口的增加和经济的发展,农业废弃物的处理和利用已成为一个重要的环境和资源管理问题。

合理利用农业废弃物资源不仅可以减少对自然资源的侵蚀,还可以带来经济效益和环境效益。

本文将介绍一些合理利用农业废弃物资源的方法和措施,并探讨其在实际应用中存在的问题和挑战。

一、农业废弃物资源的潜力农业废弃物指的是在农业生产、加工和消费过程中产生的废弃物,如作物秸秆、畜禽粪便等。

这些废弃物含有丰富的营养物质和有机物,具有很高的资源化利用潜力。

合理利用农业废弃物资源可以实现能源转化、土壤改良、农产品提质增效等目标。

二、农业废弃物资源的利用方法1. 生物质能源利用:将农业废弃物转化为生物质能源,如生物柴油、生物气体和生物质颗粒燃料等。

这些能源具有可再生性和环境友好性,可以替代传统能源,减少对化石能源的依赖。

2. 有机肥利用:将农业废弃物经过堆肥或发酵等处理方式,转化为有机肥料。

有机肥料富含养分,可以改善土壤质量,提高农作物生长速度和产量,同时减少对化学合成肥料的使用,降低农业对环境的污染。

3. 农膜回收与再利用:农膜是农业生产中常用的覆盖材料,用于保护农作物和改善生产条件。

然而,大量农膜的使用也带来了环境污染问题。

合理回收和再利用农膜,可降低对环境的污染,并带来经济效益。

4. 农产品加工利用:农业废弃物中含有的营养物质和有机物可以通过加工成为新的农产品,如果蔬饮料、腌制品、食用菌等。

这不仅可以增加农产品的附加值,还可以减少资源浪费和环境污染。

三、存在的问题和挑战1. 技术问题:农业废弃物的利用需要一系列的处理技术,包括收集、分选、加工等环节。

当前,部分农业废弃物利用技术还不够成熟和完善,需要进一步研发和改进。

2. 资金压力:农业废弃物的利用需要一定的资金投入,包括设备购置、运营成本等。

由于农业废弃物利用产业的市场化程度较低,投资回报周期长,很多企业和农户对于投资农业废弃物资源利用项目持观望态度。

如何正确利用农业废弃物进行资源化利用

如何正确利用农业废弃物进行资源化利用

如何正确利用农业废弃物进行资源化利用农业废弃物是指在农业生产和加工过程中产生的各种废弃物,主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、农副产品残余等。

这些废弃物如果不得到有效处理利用,将对环境造成严重污染,影响人类的健康和生态平衡。

因此,正确利用农业废弃物进行资源化利用已成为当今社会发展的重要课题之一。

1. 减少污染,保护环境农业废弃物中含有大量的有机物质和营养成分,如果随意丢弃或露天堆放,容易造成空气、土壤和水资源的污染。

尤其是农作物秸秆的焚烧会释放大量有害气体,对大气质量造成威胁。

因此,通过正确的资源化利用方法,可以将这些有机物质转化为有用的产品,减少对环境的污染。

2. 生产有机肥料,提高土壤质量农业废弃物中含有丰富的养分和有机质,经过发酵堆肥处理可以生产优质的有机肥料。

有机肥料不仅可以为作物生长提供养分,还能改善土壤结构,增强土壤保水保肥能力,提高土壤肥力和作物产量。

因此,将农业废弃物转化为有机肥料是一种非常有效的资源化利用方式。

3. 制备生物质能源,替代化石能源农业废弃物中的秸秆、沼液等可通过生物质能源技术转化为生物质能源,如生物乙醇、生物柴油等,在一定程度上替代传统的化石能源。

生物质能源具有可再生、清洁、环保等优点,对减缓全球温室效应和缓解能源短缺问题具有重要意义。

4. 生产再生纸制品,节约资源利用农业废弃物制备再生纸制品是一种非常环保的方式。

废纸浆中加入适量的农作物秸秆纤维能够降低再生纸制品的生产成本,并减少对森林资源的砍伐。

同时,再生纸制品在可降解、可回收利用方面也具有优势,符合低碳环保理念。

5. 制备生态建材产品,建设可持续发展社会部分农业废弃物可以经过加工处理后应用于建筑领域,如秸秆木材、稻草板等生态建材产品。

这些产品具有保温隔热性能好、透气性高、材质环保等特点,在建设绿色可持续发展社会方面具有广阔应用前景。

综上所述,正确利用农业废弃物进行资源化利用具有重要意义和广阔前景。

政府、企业和个人都应当重视这一问题,采取有效措施推动农业废弃物资源化利用工作的开展,在实现循环经济、建设资源节约型社会的道路上迈出坚实的步伐。

如何利用农田进行农业废弃物处理和资源化的利用

如何利用农田进行农业废弃物处理和资源化的利用

如何利用农田进行农业废弃物处理和资源化的利用农业废弃物是指农田作物剩余物、农业生产中产生的农作物秸秆、农田修剪物、农业副产品和农畜禽粪便等。

规模庞大的农田资源不仅可以供给农民生产活动使用,也可以进行农业废弃物的处理和资源化利用,实现农田的可持续发展。

本文将探讨如何利用农田进行农业废弃物处理和资源化的利用。

1. 农田废弃物处理技术农田废弃物处理是指将农田废弃物进行储存、分解和转化的过程。

以下是一些常用的农田废弃物处理技术:(1)堆肥技术:将农田废弃物与农家肥料等混合进行堆肥处理,通过微生物的作用分解废弃物,产生有机肥料。

(2)厌氧发酵技术:将农田废弃物置于密闭容器中,在无氧条件下进行发酵处理,产生厌氧发酵产物,如沼气和有机肥。

(3)秸秆还田技术:将秸秆直接还田,利用机械分解和微生物分解等过程将秸秆分解成有机质,并提高土壤肥力。

2. 农田废弃物资源化利用农田废弃物实现资源化利用,可以减少环境污染,提高农田的肥力和产量。

以下是一些农田废弃物的资源化利用方式:(1)生物质能利用:农田废弃物可以用于生物质能的生产,如秸秆可以制成颗粒燃料或生物质燃料,用于替代传统能源。

(2)有机肥利用:将农田废弃物进行堆肥处理,生成有机肥,提高土壤肥力,促进农作物生长。

(3)生物基材料制备:利用农田废弃物提取植物纤维,用于制备生物基材料,如纸张、纺织品等。

3. 农田废弃物处理和资源化利用的意义(1)减少环境污染:农田废弃物处理和资源化利用可以减少其在堆放过程中产生的气体和液体污染物,降低对土壤、水源和空气的污染。

(2)提高农田肥力:农田废弃物经过处理后可转化为有机质,提高土壤肥力和保水保肥能力,改善土壤结构,促进农作物生长。

(3)增加农民收益:农田废弃物的处理和资源化利用可以创造就业机会,增加农民的收入来源。

4. 持续推进农田废弃物处理和资源化利用的农业政策和措施为了促进农田废弃物处理和资源化利用的发展,政府和农业部门可以采取以下策略和措施:(1)加大宣传教育力度,提高农民对农田废弃物处理和资源化利用的认识和意识。

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农业有机废弃物的再利用Recycling of agricultural organic wastes摘要:我国农田秸秆和生活垃圾等农业和农村有机废弃物面广量大, 其资源化处理一直没有得到根本性解决,而生物质炭作为一种多功能性材料正逐步受到人们的广泛关注,因此开发高效低耗有机废弃物生物质碳工程转化产业化技术, 以新型碳质产品就近回田回村实现农业循环,而服务于农业生产和农村生活, 可能是农业和农村有机废弃物循环利用并促进农业固碳减排的最佳解决方案。

本文中,首先介绍了农业有机废弃物的种类,继而介绍了生物炭的主要物理化学性质如元素组成、碱度、孔隙结构和化学性质,并综述了以农业有机废弃物为原料制备生物质炭,给出了制备生物炭的新型研究工艺。

然后对生物炭在农业和环境领域中的应用做了相应介绍,例如用作生产有机肥料、生产能源、生产饲料等。

最后对生物炭的前景做出了展望。

关键词:农业有机废弃物;生物炭;资源化Abstract: Our farmland straw and garbage and other organic wastes in agriculture and rural wide range of large, its resources have not been processed.Have been fundamentally resolved, and biochar as a multifunctional material is gradually drawn wide attention, so the development of efficient low carbon organic waste biomass conversion technology industry engineering to new product near carbonaceous back field back to the village to achieve the agricultural cycle, and to serve agricultural production and rural life, it could be agriculture and rural organic waste recycling and promote the best solutions agricultural carbon sequestration and emission reduction. In this paper, first introduced the kind of agricultural organic waste, which in turn introduces biochar main physical and chemical properties such as elemental composition, alkalinity, surface characteristics and pore structure, and reviewed agricultural organic wastes as raw material biomass charcoal , gives the main process for preparing biochar. Then biochar application in the field of agriculture and the environment made the corresponding presentation, such as a soil conditioner to improve soil fertility and increase carbon sequestration and reduce greenhouse gas emissions, at the same time as an efficient adsorbent in place of heavy metals and organic pollutants in sewage and the like. Finally, the prospect of biochar made outlook.Keywords: agricultural organic waste; biochar; resources引言20世纪90年代以来, 随着经济和社会的高速发展,农村生活方式随之发生了巨大的改变, 农业和农村废弃物处理压力日益增大, 国家花费大量人力和物力开发废弃物处理技术, 并出台了垃圾分类收集、焚烧处理政策和产业支持。

而农业上, 国家大力支持农田有机质提升计划, 出台政策并提供财政支持有机肥生产, 在城市和新农村发展中都把废弃物减废处理作为地方社会发展的规划大事。

而且,农业和农村废弃物是农业温室气体排放的主要源,2009年哥本哈根联合国气候变化大会以来, 我国政府十分关注和支持农业减排。

因此, 如何实现农业和农村废弃物处理的减废减排和资源化循环利用的统一, 是我国农业和废弃物资源化研究和技术发展面临的战略挑战[1]。

近年来,世界各国每年会产生数量庞大的资源性农业废弃物。

西欧在1998-2001年共产生7亿吨资源性农业废弃物。

法国在1995-2006年每年的资源性农业废弃物增量约3.65亿吨。

德国2000年资源性农业废弃物超过了1.75亿吨。

中国近年来每年产生的农作物秸秆7亿吨,蔬菜废弃物1亿吨(孙振钧等,2004),每年产生畜禽粪便约为17.3x108t,预计到2020年中国每年将会产生畜禽粪便42.44亿t。

据专家预测,随着生产的发展和人口的进一步增加,农业废弃物会以年均5%~10%的速度递增。

农业废弃物中大部分是在目前的技术、资金和劳动力等允许的条件下,能够在农业或农产品加工业的副产品中作为原材料被再生利用的资源性农业废弃物[2]。

因此,农业废弃物是一座巨大的资源库。

1 农业有机废弃物及其分类1.1 农业有机物废弃物概述农业废弃物(agricultural residue)是指人类在组织农业生产过程中所丢弃的有机类物质的总称[3]。

农业机废弃物数量巨大且分布广泛,污染危害大,但同时又具有可资源化利用的特点,是一种宝贵的生物质资源。

生物质能源化利用的主要方式有直接燃烧(包括通过省柴灶、节能炕、节能炉燃烧及直燃发电)、固体成型燃料技术、气化(包括生物质燃气、沼气)和液化(包括燃料乙醇和生物柴油)等,可为生活和工业提供清洁能源。

农作物秸秆除可能源化利用外,还含有氮、磷、钾等丰富的矿物质养分,这些营养物质将有效提高土壤的养分含量,改善生产条件从而提高农产品的质量和产量。

畜禽粪便除了可作为农作物有机肥以外,还可通过厌氧发酵产生沼气作为能源化利用[4]。

1.2 农业有机物废弃的分类农业有机废弃物按其来源不同可分为下述几种类型:(1)植物性废弃物,主要是指农作物秸秆、林木枝条、杂草、落叶、果实外壳等,我国每年有10亿吨左右的种植业废弃物;(2)动物性废弃物,主要是指畜禽粪便,我国每年产生畜禽粪便 27 亿吨;(3)农副产品加工产生的废弃物,如果渣、土豆渣、屠宰污血等;(4)农村居民生活废弃物,包括人粪尿及生活垃圾[3]。

2.生物炭及其物理化学性质2.1 生物炭概述生物炭,又称生物质炭( biomass-derived black carbon 或biochar) ,是秸秆、木屑、动物粪便等生物质在完全或部分缺氧和相对低温( <700℃) 的条件下,热解炭化产生的一种含碳量丰富、性质稳定的物质[5]。

目前我国每年产生大量的废弃生物质资源,如农业秸秆、林业生产和木材加工业废弃物、家禽家畜粪便、居民有机生活垃圾等。

其中,以农业秸秆为例,每年大约生产秸秆约7 亿t,而其中高达50%的秸秆被露天焚烧或者遗弃,可见其资源化利用水平偏低,同时不当的处理方式,更容易引起二次环境污染。

因此,利用废弃生物质资源制备生物炭以及其在土壤中的应用,不仅能够提高资源化利用程度,而且在很大程度上能够缓解温室效应所带来的压力[6]。

2.2 生物炭的理化性质2.2.1 生物炭的元素组成生物质炭中含有大量植物所需的营养元素,除C含量较高外,N、P、K、Ca和Mg的含量也较高[7],C和N的含量由于燃烧和挥发的原因随温度的升高而降低,而K、Ca、Mg和P 的含量随温度的升高而增加[8]。

2.2.2 生物质炭的碱性生物质炭含有一定量的碱性物质,一般呈碱性[7]。

由于植物生长过程对养分的吸收使得植物体内含有一定量的Ca2+、Mg2+和K+等金属阳离子,为保持体内电荷平衡,植物在生长过程中会在体内积累一定量的碱基(有机阴离子),在热解过程中,这些碱基被浓缩,使生物质炭呈碱性[9]。

因此生物质炭可以用作酸性土壤的改良剂来中和土壤酸度,提高土壤的pH 值[10]。

2.2.3 生物质炭的孔隙结构生物质炭的孔隙度决定了生物质炭表面积的大小。

按生物质炭孔径的大小可将其孔隙分为小孔隙(<0.9 nm)、微孔隙(<2 nm)和大孔隙(>50 nm)[11]。

大孔隙可以影响土壤的通气性和保水能力,同时也为微生物提供了生存和繁殖的场所;小孔隙可以影响生物质炭对分子的吸附和转移。

用污水处理厂脱水污泥制备的生物质炭,在300~900℃温度范围内生物质炭的孔隙结构随制备温度升高而增强[12]。

用玉米秸秆制备的生物质炭的孔隙度也随制备温度的升高而增加,在900℃时炭的微孔隙和小孔隙的数量达最大值,然后随制备温度的进一步升高而下降[13]。

生物质炭的孔隙度对生物质炭保持养分离子的能力有很重要的作用[14],生物质炭对养分的保持能力是通过对水分的保持实现的。

生物质炭的孔隙结构能减小水分的渗滤速度,增强土壤对溶液中移动性很强和容易淋失养分元素的吸附能力,如高pH条件下的N03-和低pH值条件下的盐基阳离子。

低温条件下制备的生物质炭,由于低温热解过程中产生的易挥发性的有机物在生物质炭表面的重新凝聚堵塞了生物质炭的毛孔,降低了生物质炭的吸附能力[15]。

生物质炭的孔隙结构可以为菌根和细菌这些有益的微生物提供生存和繁殖的场所一引,微生物的基础呼吸作用、微生物生物量、微生物数量的增长和微生物的功能均随木炭施入水平(50、100和150 g·kg-1)的增加呈线性增加[16]。

2.2.4 生物质炭的化学性质生物质炭是一种含碳的聚合物,分析表明生物质炭表面含有丰富的-COOH、-COH和-OH 等含氧官能团[17]。

这些含氧官能团使得生物质炭表面呈现出亲水、疏水和对酸碱的缓冲能力,这些性质决定了生物质炭在土壤中的功用。

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