论文部分内容阅读
我国每年有大量烟草秸秆产生,处理不当既不经济又影响环境,还易引发烟草病虫害的发生。近些年来,生物炭研究越来越受到重视,并取得了较大进展。生物炭是生物质在限氧条件下热解而形成的富碳产物,有助于改良土壤,促进农业废弃物的利用,这是实现农业可持续发展的重要途径之一。本研究以烟草秸秆为原料制备生物炭,在系统分析不同类型烟秆组分的基础上,制备生物炭,通过大田和盆栽试验,研究生物炭对植烟土壤和烤烟生长发育及产质量的影响。主要研究结果如下:1、不同类型烟草秸秆间组分存在较大的变异。白肋烟烟秆两糖、烟碱、总氮含量最丰富,但C/N最低;烤烟秸秆Ca、K、Mg、氨基酸各组分含量最为丰富,Pb、Cr、As含量略高;晒烟秸秆氯、纤维素、C/N最高,Ca、Zn含量最低;香料烟P、Zn、总氮含量最高,烟碱、氯、氨基酸（除NH3外）各组分含量均最低;马里兰烟秸秆有机碳和Cd含量最高,还原糖、总糖、K、B、Cu、Zn、纤维素、Pb含量最低。2、烟秆生物炭的产率随温度的升高而降低。低温热解时,生物炭呈弱酸性,当热解温度为300800℃时,pH持续上升,生物炭为碱性,甚至达到强碱性;生物炭中CEC随热解温度的整体变化趋势为先增后降,在400℃左右达到最大;当热解温度从100℃提高到800℃的过程中,矿质元素整体呈现出先增加后降低的趋势,在400500℃达到较高水平;生物炭的C、N含量、C/N比呈现出下降趋势;随着热解温度升高,烟秆生物炭的表面官能团不断缩合,结构芳香化程度逐渐升高,烟秆生物炭的孔隙度整体呈现先增加后降低的趋势,BET比表面积、孔径、比孔容均在400500℃条件下达到较高水平;综合各指标,烤烟秸秆的炭化温度以400500℃较为理想。3、施用生物炭增加了土壤微生物数量,改善了土壤微生物生物量碳、生物量氮含量,增加了土壤全碳和全氮含量;施用花生壳炭和烟秆炭对植烟土壤的生物学特性有较好的改良作用,两者由于原料组成的差异所产生的土壤改良效果略有不同。4、施用生物炭后土壤呼吸速率均大于不施肥处理和常规施肥处理;采用土壤温度和土壤含水率双因素模型能够较好的拟合土壤呼吸速率的变化;各处理土壤呼吸温度敏感性系数在2.369.41,施用生物炭降低了土壤呼吸速率对土壤温度的敏感程度;处理T2、T3、T4、T5中土壤呼吸速率与阳离子交换量呈显著负相关;土壤pH、有机质（除处理CK外）、碱解氮、速效磷、速效钾均与土壤呼吸速率呈现负相关趋势;施用生物炭处理的烟株植物学性状优于不施用生物炭的处理;生物炭提高烟叶钾含量的同时也降低了氯含量,尤其是T3处理（常规施肥+24g/kg生物炭）明显提高了单料烟评吸质量与经济性状。