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生物质炭(Biochar)是新近提出的一项应对温室效应的技术措施,同时也是一项提高土壤肥力的新举措,是当前研究的热点之一。针对生物质炭研究中集中在酸性土壤、短期培养试验、单季田间试验的现状,结合生物质能源生产中催化剂普遍使用的实际情况,本文从普通生物质炭对石灰性土壤性质及作物产量的长期影响出发,通过实验室小型设备,研究催化剂对污泥水热炭化过程和作物秸秆干裂解过程和产物性质的影响,分析催化剂对生物质炭性质的影响,为其进一步农业应用提供实验依据。研究主要结果如下：催化剂可缩短加热水热炭化过程的加热时间9-23%,具有一定的节约能耗效果。催化剂可显著降低水热炭中C、N含量,极大清除污泥伴生污水中的P；CaO可显著提高污泥水热炭的酸缓冲性和pH,催化剂可降低水热炭的炭化度。催化剂可显著降低水热液中C的浓度,显著提高水热液的生化降解性,极大降低P的富营养化风险。水热炭化使分散态重金属集中分布于水热炭、水热液及焦油中,CaO对水热炭中重金属含量和活性的影响高于FeCl3, CaO可提高酸溶态重金属的比例,而FeCl3对7种重金属的活性无明显影响。K2C03或K2CO3/CaO混合物均可降低生物质炭中全C、N的浓度,提高生物质炭中DOC、易矿化态N、交换态P、K的比例,含催化剂的生物质炭中养分的有效性较高。K2CO3或K2CO3/CaO混合物可提高生物质炭的pH和CEC值,降低生物质炭的碘吸附值。K2C03或K2CO3/CaO混合物均可降低生物质炭的炭化程度,表明催化剂降低生物质炭的稳定性,提高其可降解性,较普通生物质炭更具生物驱动作用。三年田间长期试验结果表明,在石灰性砂壤土上施用生物质炭,对冬小麦与夏玉米的年均产量没有显著影响,施用60t ha-1生物质炭是比较适当的用量；生物质炭对土壤速效养分状况的影响不显著,对土壤容重和持水能力具有一定的提高作用。上述研究结果表明,普通生物质炭对石灰性土壤性质及作物产量无不良影响,含催化剂的生物质炭的农学适用性高于普通生物质炭。当然,关于含催化剂的生物质炭的农学性质尚需土壤施用试验来验证。