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生物質炭和黑炭有哪些區別?
生物質炭是將生物質置於完全或部分缺氧環境下高溫熱解所得固體產物,屬於廣義上的黑碳類物質,具有含碳量高、芳香程度強、比表面積大、孔隙結構多等特點,被認為是一種穩定的碳。
不同溫度製備的生物質炭中的水提取碳含量跨度較大,總體規律是製備溫度越高的生物質炭中水提取碳含量越低。而田間焚燒殘留黑碳,其水提取碳占總碳比值***,其他溫度溫度製備的生物質炭,水提取碳占總碳比值***。低溫生物質炭中的重鉻酸鉀氧化碳含量高於高溫製備生物質炭和田間殘留黑碳中的含量。
黑碳和生物質炭從成因上看存在兩方面的差異:一是產生過程中氧氣的參與程度不同;而是產生過程中***溫度不同。如果在實驗室製備生物質炭時人為造成缺氧環境,稻草中碳的氧化程度很低,大部分的碳轉化為黑碳得以保留,因此生物質炭中總碳含量較高。
如果是田間焚燒過程,少量氧氣能夠透過物料堆積和外層灰殼擴散至內層,碳的氧化程度相對於實驗室製備較高,因此殘留黑碳中總碳含量較低,使得不穩定碳與總碳的比值總體上高於生物質炭中的比值。
一般認為,燃燒或熱解過程***溫度越高,生成的黑碳或生物質炭越穩定。因此殘留黑碳與高溫生物質炭屬於相對穩定的物質,而低溫生物質炭則相對不穩定。相應的,不穩定碳(水提取碳、重鉻酸鉀氧化碳和礦化碳)的***含量***值均出現與低溫生物質炭中。
目前,越來越多的研究者和實踐者將農田廢棄物製成生物質炭施用到農業土壤中,以達到固碳減排的目的。與此同時,中國每年有1.4億t農作物秸稈被焚燒,焚燒殘留黑碳以一種更為廣泛的方式進入到土壤中。
生物炭由於其自身具有的優良性狀,可以用作土壤改良劑,改善土壤條件與環境。生物炭具有疏鬆多孔、比表面積大、官能團豐富等優點,將其是加到土壤中,對提高土壤持水能力、改善土壤孔隙結構、降低土壤容重等具有很大作用,此外,由於生物炭多呈堿性,將其加入到土壤中能夠中和土壤酸度,提高土壤PH值。生物炭較多的孔隙結構以及較強的吸附能力使得其在土壤中具有較強的元素吸收能力,生物炭具有的一些性質還能影響元素的穩定性、土壤微生物的活性,從而能促進土壤的陽離子交換,改善與維持土壤的肥力狀況。生物質炭與生物羰基肥不僅僅對土壤的改良有較大作用,同時對作物的生長和改善作物品質有較大的影響。