不同生物质炭组分对水稻生长的影响
【目的】通过研究生物质炭的组分对于水稻生长的影响，了解生物质炭影响水稻生长的作用途径。 【方法】将不同的生物质炭组分添加到水稻植株生长的水培营养液中，对水稻苗期的各项不同生长指标的测定，分析不同生物质炭组分对于植株生长的影响。【结果】不同组分的生物质炭，对于水稻作物的生长影响有显著性差异。生物质炭浸提液对于水稻生长的各项指标影响最为显著，水洗炭次之，原状炭影响最小。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料方法2
1.1供试材料 2
1.2试验处理2
1.3水稻样品的采集和测定3
1.4数据分析3
2 结果与分析4
2．1叶片叶绿素值（SPAD）4
2．2 水稻植株株高5
2．3 水稻植株单株鲜重5
2．4 水稻中元素含量6
2．5 水稻根长及表面积7
2．6 水稻根系平均直径和体积8
3 讨论9
致谢10
参考文献11 不同生物质炭组分对水稻生长的影响
引言
生物质炭是生物质在限氧条件下热裂解生成的一类固体物质（潘根兴 2015）。我国农业生产中存在废弃物量大、养分利用率低、温室气体排放量大等问题，将农业废弃物秸秆、畜禽粪便等在一定温度和无氧条件下进行热裂解生成生物质炭，极大缓解了农业生产中废弃物量过大以及对农业土壤产生污染等问题。近年来，随着农业废弃物资源化利用研究的不断深入，生物质炭作为一种良好的土壤添加剂受到了国内外学者的广泛关注。
生物质炭有良好的生物、化学稳定性，内部结构疏松多孔，比表面积较大，施加到土壤中可以调节土壤中孔隙状况和水热条件，改善土壤的理化性质（Karhu et al., 2011）。生物质炭中富含有机碳，其含量高达50%75%，含有大量的能量；并且含有大量的N、P、K、Ca、Mg、S等元素，能够供给植物的营养需求，生物质炭的原料是生物质本身，其中含有大量的养分元素，在土壤中可以被分解，从而使得土壤中的养分含量增加（Zhang et al., 2017）；同时施加生物质炭 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
可以通过改善土壤性状，使得其中微生物生境改善，促进微生物对于养分的分解，进一步改善土壤的肥力状况（Pandit et al., 2018）。生物质炭本身含有大量稳定的碳，对于农业固碳有重要意义。有机碳的积累可以通过减少氮素肥料的消耗，从而对温室气体减排起积极作用，农田生产中通过土壤固碳可以减少单位面积作物释放的温室气体强度，提高农业生产的碳效益（Zhang et al., 2010）。生物质炭富含大量芳香型物质，含有丰富的官能团，且生物质炭表面具有多孔性结构，有大量的负电荷，有较强的物质吸附迁移转化等功能，这些性质使得生物质炭在土壤中重金属重金属的污染治理中发挥重要作用（Luke Beesley 2011）。此外，生物质炭因其含有较高的热值，可代替传统燃煤和液化气等作为绿色能源，同时具有原料价格低廉的优势；原料炭化的尾气可制为秸秆醋液产品；秸秆生物质炭可进一步处理为活性炭，广泛应用于制药，化工行业，也可用于污水处理，在环境保护领域发挥作用。
目前，由于人们研究分析方法及技术的有限性，直接施加固态生物质炭对于不同作物性质、土壤性状以及大气环境的改善等应用类研究为热点，也有少数研究针对不同条件下生物质炭浸提液的有机组分等，对于生物质炭浸提液的环境生态效益以及生物质炭与其浸提液作用的差别仍有待进一步研究。生物质炭的水浸提液组成部分复杂，其水溶性成分主要包括可溶性盐、小分子有机化合物、类腐殖酸的大分子有机化合物、胶体矿物等(Graber et al., 2014)；这些可溶性物质同自然状态下的土壤中溶解有机物质具有相类似的性质，可以影响到土壤中的元素迁移以及微生物的生态环境等。
本研究选用同种生物质炭的三种不同处理状态：原状态、水洗炭和生物质炭浸提液，施加到不同品种的水稻水培环境中，通过比较水稻生理状况，分析不同生物质炭组分对于作物生长的影响。土壤是农业生产的物质基础，是农业安全可持续发展的源头保障，要保证作物的安全必须从土壤源头控制好。目前农业资源受内源性污染和外源性污染双重作用，导致农业可持续发展出现严重问题。水稻作为目前我国三大主要粮食作物之一，其稻田土壤安全对我国粮食安全起重要作用。系统地比较不同生物质炭组分的施加对于水稻植株生长的影响，为农业生物质炭的应用开发新途径，有助于生物质炭大规模应用于农业生产中，推进绿色农业发展的进程。
1 材料与方法
1．1 供试材料
试验采用山西供销社提供的玉米秸秆炭为原料，炭化温度为450℃。生物质炭浸提液以及水洗炭的制备：将玉米秸秆炭烘干，过100目筛，以炭水比10g : 200mL(m/v)的比例在100℃条件下高温浸提3h，再以180rpm的转速在摇床上于振荡24h，条件为室温，再经抽滤将固液分离，分别制得生物质炭浸提液和水洗炭。三种不同材料理化性质见表1。
表1 不同生物质炭组分的基本理化性质
Table 1 The basic physicochemical properties of different biochar forms
材料名称
pH（H2O）
有机碳
全氮
全磷
全钾
原状炭
10.13
419.9 g/kg
9.39 g/kg
3.32 g/kg
38.35 g/kg
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料方法2
1.1供试材料 2
1.2试验处理2
1.3水稻样品的采集和测定3
1.4数据分析3
2 结果与分析4
2．1叶片叶绿素值（SPAD）4
2．2 水稻植株株高5
2．3 水稻植株单株鲜重5
2．4 水稻中元素含量6
2．5 水稻根长及表面积7
2．6 水稻根系平均直径和体积8
3 讨论9
致谢10
参考文献11 不同生物质炭组分对水稻生长的影响
引言
生物质炭是生物质在限氧条件下热裂解生成的一类固体物质（潘根兴 2015）。我国农业生产中存在废弃物量大、养分利用率低、温室气体排放量大等问题，将农业废弃物秸秆、畜禽粪便等在一定温度和无氧条件下进行热裂解生成生物质炭，极大缓解了农业生产中废弃物量过大以及对农业土壤产生污染等问题。近年来，随着农业废弃物资源化利用研究的不断深入，生物质炭作为一种良好的土壤添加剂受到了国内外学者的广泛关注。
生物质炭有良好的生物、化学稳定性，内部结构疏松多孔，比表面积较大，施加到土壤中可以调节土壤中孔隙状况和水热条件，改善土壤的理化性质（Karhu et al., 2011）。生物质炭中富含有机碳，其含量高达50%75%，含有大量的能量；并且含有大量的N、P、K、Ca、Mg、S等元素，能够供给植物的营养需求，生物质炭的原料是生物质本身，其中含有大量的养分元素，在土壤中可以被分解，从而使得土壤中的养分含量增加（Zhang et al., 2017）；同时施加生物质炭 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
可以通过改善土壤性状，使得其中微生物生境改善，促进微生物对于养分的分解，进一步改善土壤的肥力状况（Pandit et al., 2018）。生物质炭本身含有大量稳定的碳，对于农业固碳有重要意义。有机碳的积累可以通过减少氮素肥料的消耗，从而对温室气体减排起积极作用，农田生产中通过土壤固碳可以减少单位面积作物释放的温室气体强度，提高农业生产的碳效益（Zhang et al., 2010）。生物质炭富含大量芳香型物质，含有丰富的官能团，且生物质炭表面具有多孔性结构，有大量的负电荷，有较强的物质吸附迁移转化等功能，这些性质使得生物质炭在土壤中重金属重金属的污染治理中发挥重要作用（Luke Beesley 2011）。此外，生物质炭因其含有较高的热值，可代替传统燃煤和液化气等作为绿色能源，同时具有原料价格低廉的优势；原料炭化的尾气可制为秸秆醋液产品；秸秆生物质炭可进一步处理为活性炭，广泛应用于制药，化工行业，也可用于污水处理，在环境保护领域发挥作用。
目前，由于人们研究分析方法及技术的有限性，直接施加固态生物质炭对于不同作物性质、土壤性状以及大气环境的改善等应用类研究为热点，也有少数研究针对不同条件下生物质炭浸提液的有机组分等，对于生物质炭浸提液的环境生态效益以及生物质炭与其浸提液作用的差别仍有待进一步研究。生物质炭的水浸提液组成部分复杂，其水溶性成分主要包括可溶性盐、小分子有机化合物、类腐殖酸的大分子有机化合物、胶体矿物等(Graber et al., 2014)；这些可溶性物质同自然状态下的土壤中溶解有机物质具有相类似的性质，可以影响到土壤中的元素迁移以及微生物的生态环境等。
本研究选用同种生物质炭的三种不同处理状态：原状态、水洗炭和生物质炭浸提液，施加到不同品种的水稻水培环境中，通过比较水稻生理状况，分析不同生物质炭组分对于作物生长的影响。土壤是农业生产的物质基础，是农业安全可持续发展的源头保障，要保证作物的安全必须从土壤源头控制好。目前农业资源受内源性污染和外源性污染双重作用，导致农业可持续发展出现严重问题。水稻作为目前我国三大主要粮食作物之一，其稻田土壤安全对我国粮食安全起重要作用。系统地比较不同生物质炭组分的施加对于水稻植株生长的影响，为农业生物质炭的应用开发新途径，有助于生物质炭大规模应用于农业生产中，推进绿色农业发展的进程。
1 材料与方法
1．1 供试材料
试验采用山西供销社提供的玉米秸秆炭为原料，炭化温度为450℃。生物质炭浸提液以及水洗炭的制备：将玉米秸秆炭烘干，过100目筛，以炭水比10g : 200mL(m/v)的比例在100℃条件下高温浸提3h，再以180rpm的转速在摇床上于振荡24h，条件为室温，再经抽滤将固液分离，分别制得生物质炭浸提液和水洗炭。三种不同材料理化性质见表1。
表1 不同生物质炭组分的基本理化性质
Table 1 The basic physicochemical properties of different biochar forms
材料名称
pH（H2O）
有机碳
全氮
全磷
全钾
原状炭
10.13
419.9 g/kg
9.39 g/kg
3.32 g/kg
38.35 g/kg
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