秸秆生物炭对玉米农田温室气体排放的影响

通过大田试验,采用静态暗箱-气象色谱法研究玉米农田不施生物炭(C0),施生物炭分别为15 t/hm2(C15)、30 t/hm2(C30)和45 t/hm2(C45)后温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)的排放特征,并估算CH_4和N_2O的综合增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI)。结果表明:添加生物炭显著降低CO_2和N_2O的季节累积排放总量,与C0处理相比,CO_2最大降幅为24.6%(C15),N_2O最大降幅为110.35%(C45),且其随着生物炭施用量的增加而降低;CH_4的季节累积排放总量由小到大依次为:C15、C30、C0、C45,其中,C15处理较C0处理降低幅度最大为259.62%,添加生物炭同时也降低CH_4和N_2O的综合增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI),处理C15、C30和C45的GWP值较对照C0分别降低88.2%、123.2%和109.9%,GHGI分别降低88.86%、121.60%和100.03%。施用适量的生物炭可以有效增加玉米产量,处理C15、C30和C45的增幅分别为6.28%、7.27%和1.69%。处理C30显著降低CH_4和N_2O的综合增温潜势及其排放强度,并且产量的增幅最大。因此,在当前玉米农田管理措施下,生物炭施用量为30 t/hm2时可实现玉米增产和固碳减排的目标。

秸秆炭和沸石对土壤吸附Cd(Ⅱ)的影响

为了比较2种类型改良剂对土壤中Cd（Ⅱ）的修复作用，向土壤中添加0．5％和2％的秸秆炭和沸石，培养60d后分析土壤性质的变化，并用一次平衡法研究秸秆炭和沸石对土壤吸附Cd（Ⅱ）的影响。结果表明，添加秸秆炭和沸石均能提高土壤CEC，秸秆炭还可以显著提高土壤pH，0．5％和2％添加量使土壤pH提高0．37和0．66，添加沸石对于土壤pH没有明显提高。等温吸附实验结果表明，添加秸秆炭和沸石均可以增加土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量，并且随着添加量的增加而增加，当Cd（Ⅱ）初始浓度为150mg／L时，Cd（Ⅱ）的吸附量提高8．5％～32．5％。随着体系pH的升高，土壤对Cd（Ⅱ）的吸附量增加，在pH较高的体系下，秸秆炭对土壤吸附能力的促进作用更大。解吸实验表明，添加秸秆炭和沸石后土壤Cd（Ⅱ）的解吸量高于对照，说明秸秆炭和沸石提高了土壤对Cd（Ⅱ）的静电吸附量。Freundlich方程更适合拟合添加秸秆炭和沸石后土壤对Cd（Ⅱ）的吸附等温线，R^2值均在0．96以上。从该方程表征吸附容量的参数K，可以看出，秸秆炭促进Cd（Ⅱ）的吸附效果优于沸石，2％添加量的促进效果要优于0．5％添加量。因此，对于辽宁地区的草甸土，秸秆炭对土壤中Cd（Ⅱ）具有更好的修复作用。

生物质炭对湘南矿区轻度Pb污染土壤性质及Pb的累积转运影响

为探讨生物质炭对湘南矿区附近轻度Pb污染土壤的改良效果,通过盆栽试验,研究不同施炭条件(0、0.5%、1.0%、2.0%)对水稻土壤性质及Pb在水稻中的累积转运影响。结果表明:施用玉米秸秆炭能使土壤pH值提高0.50~0.67个单位,有机质增加6.9%~25.1%,CEC升高24.7%~41.3%,土壤Pb的毒性浸出量降低4.4%~25.9%,且Pb的毒性浸出量与有机质、CEC分别呈极显著和显著性负相关;在相同施炭条件下,上述各指标在水稻生长的幼苗期和成熟期时存在差异,土壤pH值和有机质幼苗期高于成熟期,CEC和Pb的毒性浸出量幼苗期低于成熟期。水稻各部位中,根表铁膜对Pb的累积量最多,谷壳对Pb的转运能力最大,施用玉米秸秆炭能增加水稻根表铁膜及谷壳富集Pb的能力,降低水稻根系、茎叶及糙米中Pb含量,当施炭量≥1%时,糙米中Pb含量低于0.2 mg·kg^(-1),达到国家食品污染物限量标准。研究表明,生物质炭能够有效改良湘南矿区轻度Pb污染土壤,显著降低糙米中Pb的累积。