烟秆生物质炭对土壤细菌群落与环境因子的影响

【目的】探明烟秆生物质炭对植烟土壤理化特性及根际土壤细菌群落多样性影响,为烟秆生物炭的科学运用提供理论支撑。【方法】采用室内盆栽试验,以不施用烟秆生物质炭的常规施肥为对照,设置常规施肥添加生物质炭处理,在移栽30 d后,利用高通量测序技术测定根际土壤细菌16S rDNA序列,根际土壤理化性质和酶活性。【结果】添加生物质炭能改善土壤的理化性质,显著提升土壤有效磷、有机质、速效钾和水解性氮含量;能提高土壤酶活性,烟株根际土壤细菌群落的丰富度和多样性,土壤变形菌门、鞘氨醇单胞菌属、假单胞菌属相对丰度。方差分解分析表明,土壤有效磷含量、土壤速效钾、土壤有机质对土壤细菌群落贡献度较大。FAPROTAX功能预测表明,烟秆生物质炭施用后土壤细菌光合自养生物相对丰度增加。【结论】生物质炭能有效提高土壤养分与细菌群落多样性和丰富度,对调节植烟土壤微生物环境和改善土壤质量产生积极影响。

烟秆生物质炭基肥施用对烤烟产质量的影响

为探讨烟秆生物质炭基肥施用对烤烟产质量及病害发生的影响,以烤烟品种‘红花大金元’、‘K326’、‘云烟87’为研究对象,设置1个常规施肥处理(CK)和3个烟秆生物质炭基肥不同施用量处理(T1为400 g/株,T2为500 g/株,T3为600 g/株),测定不同品种及处理下的烤烟生育期、农艺性状、发病率、经济性状、化学成分。结果表明:(1)与对照处理相比,施入烟秆生物质炭基肥均能延长烤烟‘红花大金元’、‘K326’、‘云烟87’的各生育期,且能显著提高烤烟的株高、茎围、有效叶片数、最大叶长和叶宽,其中‘红花大金元’的施用量为600 g/株、‘K326’和‘云烟87’的施用量为500 g/株时对烟株生长发育促进效果最佳。(2)施用烟秆生物质炭基肥处理的烟草花叶病、野火病和气候性斑点病发病率显著低于对照处理,其中‘红花大金元’和‘K326’的施用量为600 g/株、‘云烟87’的施用量为500 g/株时烟株病害发生率最低。(3)施用烟秆生物质炭基肥处理的烟草产量、均价、中上等烟比例和产值显著高于对照处理,其中‘红花大金元’的施用量为600 g/株、‘K326’和‘云烟87’的施用量为500 g/株时对提高烟株产质量促进效果最佳。(4)施用烟秆生物质炭基肥处理后,‘红花大金元’能显著降低烟叶总糖、还原糖含量,并且使得烟叶总氮、氧化钾和水溶性氯含量更适宜,‘K326’和‘云烟87’能使烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾和水溶性氯含量显著趋于适宜范围,其中‘红花大金元’的施用量为600 g/株、‘K326’和‘云烟87’的施用量为500 g/株时烟株烟叶化学成分含量最适宜。综上,‘红花大金元’施用600 g/株、‘K326’和‘云烟87’施用500 g/株的烟杆生物质炭基肥对烟株生长效果最佳。

烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同用量烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响,以期为烟秆炭基肥在农业生产中的应用及植烟土壤氮素固持提供科学依据。【方法】采用田间试验,设对照(CK,不施肥)、烟草专用肥(F,750 kg/ha)、低量烟秆炭基肥(LBF,525 kg/ha)、中量烟秆炭基肥(MBF,1050 kg/ha)和高量烟秆炭基肥(HBF,1575kg/ha)共5个处理,其中MBF与F处理的氮(N)、磷(P)、钾(K)养分含量相同。烟叶成熟期采集表层土壤样品测定土壤氮含量、酶活性及微生物相关指标,分析不同用量烟秆炭基肥处理对土壤有机氮和无机氮含量、土壤氮循环酶活性及微生物群落结构的影响。【结果】与CK相比,施用烟秆炭基肥显著提高了土壤的全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮及铵态氮含量(P<0.05,下同),且各指标随烟秆炭基肥用量的增加而提高;同等肥力下,与F处理相比,MBF和HBF处理的全氮含量提高5.41%和7.43%、可溶性有机氮含量提高35.65%和62.45%,颗粒有机氮含量提高26.83%和37.71%,铵态氮含量提高109.59%和200.65%。与CK相比,LBF、MBF和HBF处理的过氧化氢酶活性分别显著提高22.13%、35.66%和48.43%,脲酶活性分别显著提高37.72%、45.50%和62.08%;与F处理相比,MBF和HBF处理的过氧化氢酶活性分别显著提高21.29%和32.70%,脲酶活性分别显著提高5.33%和17.33%。施用肥料后土壤微生物量氮含量显著提高,各处理由高到低排序为HBF>MBF>LBF>F>CK,LBF、MBF和HBF处理的微生物量氮含量较F处理分别提高31.83%、44.32%和59.84%。施用烟秆炭基肥增加了土壤细菌群落丰富度和多样性,且与施用量有关,其中HBF处理的Chao1指数和Shannon指数最高,较CK分别显著提高4.38%和5.92%,较F处理分别显著提高2.68%和3.46%。施用烟秆炭基肥也影响了细菌群落组成,与CK相比,LBF、MBF和HBF处理的变形菌门(Proteobacteria)相对丰度降低11.14%~15.16%,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度提高6.50%~10.89%,根微菌属(Rhizomicrobium)相对丰度提高177.00%~203.00%。冗余分析结果表明,土壤全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮和铵态氮含量及脲酶和过氧化氢酶活性与放线菌门、单糖菌门(Saccharibacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)呈正相关,与变形菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)呈负相关。【结论】施用烟秆炭基肥可提高土壤氮组分含量,调节细菌群落结构,以中、高量烟秆炭基肥处理效果较优。同等肥力下,施用烟秆炭基肥的效果优于烟草专用肥。在实际生产中考虑到生产成本及施用效果,以中量烟秆炭基肥处理(1050 kg/ha)较适合。

施用烟杆炭对三七连作土壤酶活性和微生物群落结构的影响

采用室内培养法研究了烟杆炭对土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性和微生物群落结构(磷脂脂肪酸,PLFA)的影响.结果表明:施烟杆炭可显著提高三七连作土壤脲酶、蛋白酶活性和土壤微生物量,缓解连作障碍.

烟秆生物炭及其改性对铅锌矿区污染土壤修复研究

生物炭(BC)在修复重金属污染土壤时,其修复效果与制备条件及原材料密切相关。以不同碳化温度(300、500和700℃)的烟秆生物炭BC及其纳米羟基磷灰石(nHAP)改性生物炭(HBC)为研究对象,采用微宇宙培养实验探究不同时段(7、14和30 d)烟秆BC及HBC对矿区Pb、Zn污染土壤的钝化修复效果。结果表明:不同温度的BC和HBC均能增加土壤pH值(7.81~8.56),并分别使土壤Pb毒性浸出浓度显著降低了30.02%~34.75%和28.23%~34.02%,使有效态Pb降低了37.95%~51.71%和22.56%~26.52%,有效态Zn降低了31.90%~55.52%和19.31%~41.70%;Pb、Zn生物有效性在培养7 d时降低最明显,不同BC使土壤Pb、Zn酸溶态降低了8%~11%和6%~14%,同时增加了可还原态、可氧化态和残渣态;而HBC则促使Pb、Zn酸溶态和可还原态向可氧化态和残渣态转化。BC对土壤Pb、Zn修复效果与HBC相当,因此,烟秆BC和HBC在钝化矿区Pb、Zn污染土壤方面具有显著效果,可为矿区土壤污染修复提供科学依据。

基于废弃茄科植物的纳米铁/生物炭制备及其对含铬(Ⅵ)废水的吸附净化研究

利用农业废弃物烟梗为原料,选用两种改性方法制备改性生物炭,对比前体混合法和共沉淀法制备的生物炭对铬的吸附效果。利用SEM、EDS、FT-IR、BET、XRD、TEM对生物炭进行表征。探究反应pH、反应时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、生物炭添加量等单因素对生物炭吸附效果的影响,同时利用动力学模型和等温吸附模型等拟合参数。结果表明:pH=2时,生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,反应时间为4 h时对Cr(Ⅵ)的吸附接近饱和,Cr(Ⅵ)初始浓度越低吸附效果越好,生物炭添加量在0.1 g时吸附效果接近饱和更利于节约成本。Fe_(2)SO_(4)改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率高达97%,吸附过程更接近准二级动力学模型和Langmuir模型,吸附理论值也更接近实际值。

烟秆生物炭与钾肥配施对烤烟生长与产质量的影响

【目的】探明钾、镁养分平衡供给对烤烟生长与产质量的影响,为优质烟叶生产提供依据。【方法】以云烟87为供试材料,通过随机区组试验设置CK:常规施肥(复合肥600 kg/hm^(2));T_(1):常规施肥+烟秆生物炭(600 kg/hm^(2));T_(2):常规施肥+硫酸钾(600 kg/hm^(2));T_(3):常规施肥+烟秆生物炭+硫酸钾;T_(4):常规施肥+缓释钾(1200 kg/hm^(2));T_(5):常规施肥+烟秆生物炭+缓释钾肥共5个处理,在常规施肥基础上研究烟秆生物炭配施钾肥对土壤理化性质、烤后烟叶化学成分与经济性状的影响。【结果】施用烟秆生物炭处理(T_(1)、T_(3)和T_(5))土壤的pH分别较常规施肥降低4.00%、7.18%和11.06%,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷、速效钾含量均提高。与CK相比,各施肥处理烟株的株高、茎围、有效叶数、最大叶长均增加,以T_(5)处理农艺性状最好。与对照和单增施烟秆生物炭处理相比,烟秆生物炭与钾肥配施处理(T_(3)、T_(5))烤后中部叶钾离子含量均提高,总糖、还原糖和总氮升高,氯离子降低,氮碱比、钾氯比升高,化学成分更协调;上部叶钾离子含量升高,总糖含量降低,总氮升高。施用烟秆生物炭处理上等烟和中上等烟比例总体呈增加趋势,产量分别较CK增加1.88%、8.58%和10.34%,产值分别增收0.67%、13.43%和15.95%,以T_(5)处理的经济效益最优。【结论】烟秆生物炭能改良土壤,促进烟株生长,增效益、优品质。相比硫酸钾肥,缓释钾肥可缓释钾素,满足烤烟生长的同时,更利于烟株后期吸收,提升烟叶品质。烟秆生物炭与钾肥配施协同增效,尤其与缓释钾肥共施效果最佳,显著促进烤烟生长及产质量提升。

烟秆生物质炭对土壤碳氮矿化的影响

为优化烟草废弃物的资源化利用,采用室内培养试验,研究了烟秆生物质炭对土壤有机碳、有机氮矿化特征的影响。结果发现,与对照(生物质炭添加质量分数为0.0%)相比,添加烟秆生物质炭后能一定程度促进土壤有机碳的矿化,且1.0%添加量处理的有机碳累积矿化量最高,其次为0.5%及2.0%的添加量处理;与其他处理相比,2.0%添加量处理能显著降低土壤总有机碳的累积矿化率,促进土壤中有机碳的积累;添加烟秆生物质炭对土壤无机氮含量、有机氮的矿化及硝化速率均无显著影响。说明较高量的烟秆生物质炭(2.0%)添加能提高土壤有机碳含量,对于烟田土壤的增碳固氮效应及废弃烟秆的资源化利用方面具有重要指导意义。

热解法制备烟杆生物碳及其吸附性能研究

目的解决烟杆废弃物的燃烧处理造成的资源浪费和环境污染问题,研究实现烟杆废弃物资源化利用。方法通过对烟杆在不同温度下进行热解制备烟杆生物碳,表征烟杆生物碳的形貌、结构和吸附性能,并将其应用于重金属离子吸附。结果研究表明,800℃热解条件下制得的烟杆生物碳具有良好的孔隙结构以及优异的金属离子吸附效果,该生物碳对Cu(Ⅱ)吸附效果最佳,Cd(Ⅱ)次之,Cr(Ⅲ)的吸附效果不显著。结论烟杆制备的生物碳对特定重金属离子具有优异的选择吸附效果,该研究对重金属吸附和污水处理领域的发展有重要的指导意义。

生物炭对烤烟生长、根际土壤性质及叶片重金属含量的影响

【目的】研究生物炭对烤烟生长、根际土壤性质及叶片重金属含量的影响,为生物炭的烟田施用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,设烟杆生物炭用量(生物炭/(土+生物炭)×100%)分别为0%(对照),0.1%,0.5%,1%,2%,3%6个处理,依次记为B0、B0.1、B0.5、B1、B2、B3,研究不同用量生物炭对烤烟生长、烟草根际土壤理化性质及烟叶重金属含量的影响,并分析烤烟生长指标、烟草根际土壤理化性质及烟叶重金属含量三者之间的相关关系。【结果】与B0处理相比,生物炭处理还苗期烟草的叶片数无显著变化,但烟草的株高、最大叶面积均增加;生物炭处理提高了团棵期烟草的叶片数、株高、最大叶面积、地上和根干质量。施用生物炭后,还苗期和团棵期烟叶的叶绿素含量总体均降低。与B0处理相比,生物炭处理明显影响了烤烟根际土壤的理化性质,其中土壤体积质量降低,土壤pH以及有机碳、全氮含量增加,全磷含量降低。此外,与B0处理相比,生物炭处理烟草根际土壤硝态氮和速效磷含量均降低;铵态氮含量总体无显著变化;B1、B2和B3处理烟草根际土壤的速效钾含量均增加,其余处理无显著变化。与B0处理相比,生物炭处理总体降低了烟叶中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的含量。【结论】施用生物炭促进了烤烟的生长,影响了土壤理化性质,减少叶片中重金属含量,本试验条件下生物炭用量为0.1%和1%时效果较佳。

烟秆炭基肥对烤烟生长和品质的影响

【目的】探究烟秆炭基肥对烤烟生长发育及品质提升的影响,以期为烤烟增产提质及烟秆炭基肥的推广应用提供科学依据。【方法】通过田间微区试验,设5个处理:不施肥(CK)、烟草专用肥(F)、低量(525 kg/ha)烟秆炭基肥(LBF)、中量(1050 kg/ha)烟秆炭基肥(MBF)和高量(1575 kg/ha)烟秆炭基肥(HBF)。烟叶旺长期和成熟期测定并分析烤烟生长和品质指标。【结果】施用烟秆炭基肥可提高肥料农学利用率,促进烤烟生长并提高生物量,同等氮磷钾养分水平下,MBF处理根、茎、叶干物质重量均高于F处理。施用烟秆炭基肥还能提高烤烟叶绿素及总糖、还原糖、烟碱、钾和总氮含量,降低氯含量。同等氮磷钾养分水平下,MBF处理烤烟总糖含量较F处理显著提高7.70%(P<0.05),还原糖、烟碱、钾和氯含量无显著差异(P>0.05)。不同处理的烤烟产量总体表现为HBF>MBF>F>LBF>CK,中上等烟及上等烟比例均表现为MBF>HBF>F>LBF>CK,相同氮磷钾养分水平下,MBF处理在产量、均价、产值及经济效益上均显著高于F处理。【结论】施用烟秆炭基肥均能促进烤烟生长,改善烟叶化学成分协调性,提高烤烟经济效益,其中以中量烟秆炭基肥处理(1050 kg/ha)综合表现最优,值得推广。

烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及质量的影响

研究烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及产质量的影响,进一步明确烟秆生物质炭基肥最佳施用量,为今后科学利用烟秆生物质炭基肥缓解连作障碍提供理论依据。本研究采用大田试验法,以不施烟秆生物质炭基肥为对照(CK),设置3个烟秆生物质炭基肥用量处理,分别为300 g/株(T1)、500 g/株(T2)、600 g/株(T3),调查分析不同处理下烤烟生育期、农艺性状、常见病害发生情况及烤后烟叶化学成分。结果表明:施用烟秆生物质炭基肥可延长烤烟生育期,尤其在团棵期和现蕾期表现较为明显,T3处理生育期最长;其对烤烟株高、茎围、最大叶长叶宽均有显著促进作用,对烤烟有效叶片数影响不大。施用烟秆生物质炭基肥还对烟草花叶病和黑胫病产生抑制作用,显著降低这两种病害的发病率,以T2处理抑制效果最佳。在烤后烟叶外观质量方面,对照身份稍薄、油分欠佳,而施用烟秆生物质炭基肥可使烟叶组织明显疏松有弹性、油分足,外观质量分值高,其中T2处理总评分最高。在烤后烟叶化学成分方面,施用该炭基肥可提高烟叶的总氮、总糖、钾、还原糖含量和糖碱比值,使烟叶化学成分协调,以T2处理效果最佳。随该炭基肥施用量增加,烤后烟叶产量、产值及中上等烟比例呈先上升后下降趋势,T2处理产值增幅可达34.77%。综上,本试验条件下,烟秆生物质炭基肥可促进连作烤烟生长,降低烟草花叶病和黑胫病发病率,提高烤后烟叶外观质量、产量及化学成分协调性,整体以500 g/株用量效果最佳。

烟秆生物炭对土壤不同形态钾含量及烟草光合特性的影响

以富钾的农业废弃物“烟秆”为原料,研究烟秆生物炭对南方土壤不同形态钾含量及对烟草光合特性的影响,以期为化学钾肥减量和提升烟草光合作用能力提供依据.采用盆栽试验,以烟草专用肥养分配比(N∶P∶K=12∶7∶22)为参考,设置5个处理:对照(CK)、施化肥(F)、施烟秆生物炭(B)、施烟秆生物炭、施钾量减半化肥(KFB)、施烟秆生物炭、施化肥(FB).烟草收获后,测定土壤基本理化性质、土壤水溶性钾、交换性钾、非交换性钾、全钾含量,测定烟草生长指标、各器官钾含量、烟叶光合特性指标及叶绿素含量,分析土壤各形态钾与烟草光合作用的关系.结果表明,施用烟秆生物炭后土壤pH提升了11.64%~12.98%,土壤速效氮、磷、钾及有机质含量显著提高,且土壤水溶性钾、交换性钾和非交换性钾含量均显著提高,但对土壤全钾影响作用不显著;烟秆生物炭与化肥配施后,土壤水溶性钾和交换性钾提升幅度最大,与单施化肥处理相比分别提升了4.09、6.21倍;烟秆生物炭与钾量减半化肥、化肥分别配施后,与仅施用烟秆生物炭相比,土壤水溶性钾和交换性钾含量分别提升14.06%~34.99%、6.72%~10.11%,而土壤非交换性钾含量显著降低了4.65%、4.61%;施用烟秆生物炭后,烟草株高、茎围和最大叶面积分别提高了37.02%、29.27%和19.36%,促进烟叶品质指标的增加,但KFB处理的烟草生长状况与正常施钾肥效果接近.随着烟草生长,烟秆生物炭施用能够显著提高烟叶细胞间CO浓度、气孔导度、蒸腾速率和净光合速率,增加烟叶SPAD值,钾肥减半施用使烟叶中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别增加了9.61%、3.89%、21.48%.综上所述,烟秆生物炭能够增加土壤不同形态钾含量,促进烟草生长发育及光合作用能力提升,增强烟草对钾素的吸收积累,有利于土壤肥力提升和化学钾肥的减量施用.

烟秆生物质炭对连作植烟土壤养分及烟叶产质量的影响

【目的】明确烟秆生物质炭通过影响植烟土壤养分含量并最终影响烤烟产质量的可能路径,以期为今后利用生物质炭缓解烤烟连作障碍提供理论支撑。【方法】以红花大金元为研究对象,设置4个烟秆生物质炭施用量(0、300、500、600 g/株)处理,分析添加生物质炭对连作土壤不同形态养分含量及烤烟产质量的影响。【结果】在烤烟产值方面,施用烟秆生物质炭可有效提高烤烟的均价、产量、产值及中上等烟比例,其中以500 g/株处理最优。在土壤养分方面,生物质炭显著提高土壤pH、速效钾、全钾、水解性氮和有机质含量,且随烟秆生物质炭施用量的增加,pH、有机质含量均呈上升趋势;同时有机质组分MBC、CPOM、FPOM、LFOM和HFOM随生物质炭施入量的增加呈升高趋势,而HDOM、MOM和CDOM则呈降低趋势。相关性分析表明,土壤pH、水解性氮、速效钾、全氮、全磷、全钾含量与有机质组分间呈显著相关性,其中pH、水解性氮、速效钾、全氮与有机质、微生物量碳、细颗粒有机质,全磷与热水溶性有机质,全钾与有机质、轻组有机质、重组有机质、细颗粒有机质均呈显著正相关。逐步回归分析表明,烟秆生物质炭的施用使细颗粒有机质对pH和全钾、重组有机质对水解性氮、微生物量碳对全氮和有机质、热水溶性有机质对全磷具有促进作用。【结论】烟秆生物质炭是通过提高土壤中有机质含量,尤其是活性有机质含量来增强土壤养分循环,从而提高土壤pH、水解性氮和速效钾含量,促进烟株吸收,最终提高中上等烟比例和产质量。

烟秆生物质炭与化肥配施对植烟土壤有机碳组分及微生物的影响

采用盆栽试验,设置空白对照(CK)、化肥(F)、烟秆生物质炭(B)、烟秆生物质炭配施化肥(BF)4个施肥水平,配施化肥参考烟草专用肥养分配比(N︰P2O5︰K2O=12︰7︰22)与烟秆生物质炭混合施用,探究烟秆生物质炭与化肥配施对植烟土壤有机碳组分及微生物的影响。结果表明:(1)与单施烟秆生物质炭相比,烟秆生物质炭与化肥配施土壤pH显著降低6.59%;土壤有机碳(SOC)和易氧化有机碳(EOC)含量显著增加,但土壤可溶性有机碳(DOC)含量显著降低29.63%,土壤颗粒有机碳(POC)和微生物生物量碳(MBC)影响不显著;(2)与单施化肥相比,烟秆生物质炭与化肥配施使得土壤脱氢酶活性大幅提高近2倍;而与单施烟秆生物质炭相比,土壤蔗糖酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性则显著降低;(3)烟秆生物质炭与化肥配施,能够提高土壤细菌群落丰富度及物种多样性;同时,与单施烟秆生物质炭相比,配施化肥使参与土壤有机质分解的土壤绿弯菌门相对丰度提高了16.79%,但土壤细菌α、β多样性显著降低;(4)RDA分析表明,土壤SOC、EOC、POC、MBC是影响土壤有机质分解和参与碳循环细菌分布的主要因素。综上所述,烟秆生物质炭与化肥配施能够提高土壤SOC、POC、EOC、MBC含量,降低土壤DOC含量,提高土壤酶活性和细菌多样性,增加一些主要参与碳循环相关细菌如绿弯菌门、芽单胞菌门的相对丰度,促进有机碳循环,提升土壤质量,优化土壤生态环境,为烟秆废弃利用及烟草种植施肥管理提供参考依据。

炭化烟草秸秆还田对连作植烟土壤及烤烟生长发育的影响

为了修复连作植烟土壤,丰富生物质炭在烟草生产中的生态学效应,加快烟草废弃物的综合利用,选择连作15 a、烟草青枯病发生严重的植烟土壤,通过大田试验,研究了炭化烟草秸秆对连作植烟土壤理化性状、微生物数量及烤烟生长发育的影响。结果表明,在连作植烟土壤中添加1 500 kg/hm^2炭化烟草秸秆,有利于改善土壤理化性质和养分状况,改变土壤微生物丰度,进而促进烤烟的生长,提高烟叶的产量,增加植烟的收益。

近临界水处理废弃烟梗工艺优化

为了探究近临界水(NCW)处理烟梗获得植物营养液和生物炭的最优处理工艺,采用正交试验设计,对NCW处理烟梗工艺进行优化,设计了料液比、反应温度和反应时间的三因素三水平正交试验。结果表明:①NCW液化烟梗的最优处理组合为料液比1∶14,温度180℃,时间15min,烟梗生物炭产率最高和气化率最低的条件均为料液比1∶4,温度180℃,时间15min;②NCW液化烟梗制备植物营养液中有机质、总氮磷钾和中微量元素含量的最优处理条件均料液比1∶4,温度180℃,时间15min;③结合工艺优化目标与植物营养液质量进行综合评价,T9为最优处理,在此处理下,烟梗液化率51.8%,生物炭产率31.8%,综合利用率达83.6%。获得的植物营养液有机质含量(63.1±1.2)g/L,氮磷钾(N+P_(2)O_(5)+K_(2)O)总含量(5.748±0.017)g/L,中微量元素含量(101.0±3.2)mg/L,达到相关企业标准,可以作为植物营养液使用。

不同烟秆生物炭用量对烤烟生长及产质量的影响

[目的]研究烟秆生物炭不同施用量对烤烟生长及产质量的影响。[方法]施用不同用量的烟秆生物炭,对烤烟大田生育期、农艺性状、抗病性、经济性状、烟叶外感质量进行分析。[结果]烟秆生物炭不同用量对烤烟大田生育期、烟叶产量、质量、外感质量影响较大,以施用生物炭5025 kg/hm^(2)烤烟农艺性状、经济性状和烟叶外观质量最优。[结论]该研究可为贵州省在烤烟生产上推广应用烟秆生物炭提供理论依据。

热解温度对烟秆生物炭性状及其吸附Cd^(2+)特性的影响

【目的】我国烟草生产中产生的大量烟秆是一个亟待解决的问题,通过热解炭化技术处理制备成生物炭,并表征其理化特性,探求其吸附重金属Cd^(2+)特性,从而为烟秆资源化利用需求途径提供数据支撑。【方法】以烟秆作为制备生物炭的原料,分别以300、400、500、600、700℃5个温度热解,通过多种表征技术手段、室内批量吸附试验和吸附动力学试验,研究热解温度、结构特性对Cd^(2+)吸附的影响。【结果】不同温度热解烟秆生物炭的性状及对Cd^(2+)吸附特征存在明显差异,热解温度从300℃提高到700℃时,pH从9.05增加到11.54;H、O、N含量及H/C、O/C及(O+N)/C的原子比例随热解温度的提高而降低,显现出高温热解的生物炭芳香结构更加复杂而稳定;低温烟秆生物炭的比表面积较大,但高温下表面孔隙结构更为发达。准二级动力学方程和颗粒内扩散方程能很好拟合不同温度烟秆生物炭对Cd^(2+)的吸附过程,表明吸附是异质性化学吸附;高温热解烟秆对Cd^(2+)吸附能力强,其表面丰富的孔隙结构可增强对Cd^(2+)的吸附,其中T700对Cd^(2+)的去除率高达99.01%;用Langmuir-Freundlich拟合,最大吸附量(Q_(m))为54.40~106.16 mg/g,其中700℃热解生物炭的Q_(m)值最大,远高于稻草、小麦等农作物秸秆生物炭。【结论】不同温度热解制备的烟秆生物炭,对Cd^(2+)具有较强吸附能力,具有修复环境Cd^(2+)污染的应用潜力。

微碱性土壤施用烟秆生物炭与磷酸盐降低小麦籽粒镉积累

为探究烟秆生物炭(TSB)和磷酸氢二铵(DHP)对微碱性土壤镉(Cd)迁移转化机制,通过盆栽试验调查了其施用对土壤pH、有效态Cd、Cd赋存形态和小麦Cd积累的影响.结果表明:①TSB和DHP显著降低了土壤有效态Cd含量,10.12 t·hm^(-2)TSB可降低微碱性土壤(pH 7.8)有效态Cd含量的44%.②TSB和DHP显著改变了土壤Cd的赋存形态,6.75 t·hm^(-2)和10.12 t·hm^(-2)TSB分别降低可交换态Cd含量的48%和42%,分别增加铁锰氧化物结合态Cd和有机结合态Cd含量的47%~67%和22%~38%.所有处理均增加了残渣态Cd含量,以TSB和DHP配施增幅最大,为115%~217%.③TSB和DHP显著降低小麦根系、叶片、叶鞘、茎秆、颖壳和籽粒Cd含量.10.12 t·hm^(-2) TSB小麦籽粒Cd含量降低56%,产量不受影响.10.12 t·hm^(-2)TSB和DHP配施小麦可增产32%,籽粒Cd含量降低53%.结果说明在微碱性土壤上施用TSB和DHP可促进土壤Cd的形态转化,降低土壤Cd的生物有效性,降低小麦籽粒Cd积累.