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山东农业科学2025年第10期:钙改性对玉米、花生秸秆生物炭碱性物质的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:朱慧娴;董艳红;赵庆斌;杜海岩;张梦阳;柳新伟;宋祥云;张晓光;李增强;

单位:青岛农业大学资源与环境学院;山东省农业技术推广中心;

摘要:以玉米和花生秸秆为原料,CaCl_2为改性剂,制备钙改性生物炭。通过分析生物炭的元素组成、碱性物质含量、官能团组成等特性研究钙改性对生物炭碱性物质的影响。结果表明,与未改性生物炭相比,钙改性生物炭的碳(C)、氮(N)和氧(O)元素含量分别降低56.63%~72.08%、69.50%~79.28%和51.78%~97.15%(P<0.05),C/N值和H/C值显著增加。钙改性生物炭的pH值及总钙、总镁、灰分含量和灰分含碱量较未改性生物炭分别增加4.39%~8.02%、716.22%~954.95%、18.66%~42.26%、78.25%~269.81%和7.59%~30.30%(P<0.05)。X射线能谱(EDS)分析和X射线衍射(XRD)分析结果表明,钙成功负载至生物炭上且生物炭中出现新的含钙化合物。傅里叶红外光谱分析结果表明,钙改性明显促进生物炭芳香族官能团和羟基官能团的形成。相关性分析结果表明,生物炭pH值与灰分、总钙含量及灰分含碱量均呈显著正相关,灰分含量与总钙、总镁含量及灰分含碱量均呈显著正相关,而pH值及灰分、总钙含量和灰分含碱量均与生物炭的C、N、O含量呈显著负相关。综上表明,钙改性可通过改变生物炭性质提高生物炭碱性物质含量,使其具有良好的改良酸性土壤的应用潜力。该结论可为钙改性生物炭在酸性土壤改良中的应用提供理论依据。

关键词:钙改性生物炭;;元素组成;;碱性物质;;灰分含量;;傅里叶红外光谱

基金资助:山东省自然科学基金项目(ZR2023MD037);; 青岛农业大学高层次人才启动基金项目(665/1121014);; 山东省农业科学院农业科技创新工程项目“菜田和果园土壤修复成套技术研究与示范”(2021CXGC010801)