生物質(zhì)炭在自然土壤生態(tài)系統(tǒng)中具有高度穩(wěn)定性,能夠存在上百年甚至上千年。在全球氣溫日益升高的大環(huán)境背景下,生物質(zhì)炭有望成為農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)碳捕捉和封存的理想材料。生物質(zhì)炭的穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固碳減排的核心。然而,目前針對(duì)生物質(zhì)炭穩(wěn)定性研究結(jié)果主要源于實(shí)驗(yàn)室微宇宙試驗(yàn)及短期大田實(shí)驗(yàn),基本沒(méi)有考慮環(huán)境條件和人為擾動(dòng)因素的影響。在長(zhǎng)期強(qiáng)烈人為干擾的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生物質(zhì)炭是否能夠維持其高度穩(wěn)定性?對(duì)于這一問(wèn)題的探究有望為科學(xué)精準(zhǔn)核算生物質(zhì)炭農(nóng)田土壤固碳減排效應(yīng)提供重要理論依據(jù)。為此,本論文以間歇性淹水的稻田生態(tài)系統(tǒng)為依托,以水稻秸稈和斑竹生物質(zhì)炭為試材,利用長(zhǎng)期大田定位試驗(yàn),借助生物質(zhì)炭微結(jié)構(gòu)分析技術(shù),系統(tǒng)分析比較了入土生物質(zhì)炭物理化學(xué)特性的變化規(guī)律,初步揭示生物質(zhì)炭在人為擾動(dòng)較為激烈的稻田土壤生態(tài)系統(tǒng)中的穩(wěn)定性。主要研究結(jié)果如下:（1）以水稻秸稈和斑竹材料制備的生物質(zhì)炭（秸稈炭與竹炭）為實(shí)驗(yàn)材料,采用掃描電子顯微鏡（SEM）、比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)（BET）分析,對(duì)入土不同年份的生物質(zhì)炭物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,入土生物質(zhì)炭發(fā)生了明顯的物理破碎和剝離現(xiàn)象,入土9年后,秸稈炭的微孔率從27....

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1技術(shù)路線(xiàn)

1.5技術(shù)路線(xiàn)2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間管理

圖2-1原始水稻秸稈炭(F-RSB左)和原始竹炭(F-BB右)圖像

本實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)田地處浙江省杭州市余杭區(qū)徑山鎮(zhèn)(119°5′E,31°2′N(xiāo)),位于杭嘉湖平原和京杭大運(yùn)河的南端一處多年種植單季稻的水田,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫為17.2℃,年平均降雨量為1490mm。該試驗(yàn)田土壤類(lèi)型為沙壤土,土壤的基本理化性質(zhì)如表2-1所示。本實(shí)驗(yàn)所采用....

圖2-2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片(a)生物質(zhì)炭在2009年施入稻田;(b)2014年插秧前;(c)2016年插秧后;(d)2017年水稻收割前

試驗(yàn)期為2009年至2017年12月,于2009年6月在該試驗(yàn)地建立生物質(zhì)炭還田試驗(yàn)區(qū)。依據(jù)完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)置三種處理:CK:對(duì)照(無(wú)任何生物質(zhì)炭還田);RSB:水稻秸稈炭還田;BB:竹炭還田。每個(gè)處理設(shè)置四個(gè)重復(fù)(n=4),共計(jì)16個(gè)區(qū)塊(3m×4m)。同時(shí),對(duì)試驗(yàn)田進(jìn)行區(qū)塊劃分....

圖3-1兩種生物質(zhì)炭材料橫截面掃描電子顯微鏡(SEM)圖

在600℃下制得的水稻秸稈生物質(zhì)炭(秸稈炭)和竹炭孔隙率高,兩者表現(xiàn)出高度的異質(zhì)性,這應(yīng)該是與它們最初的植物結(jié)構(gòu)有關(guān)(Prommeretal.,2014)。如圖3-1所示,秸稈炭的結(jié)構(gòu)排列整齊、緊密,呈現(xiàn)典型的矩形結(jié)構(gòu)。竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),呈現(xiàn)類(lèi)似五元環(huán)和六元環(huán)的蜂窩狀,孔徑....

本文編號(hào)：4053255