生物质炭在有机无机复合肥中的应用研究

摘要

肥料是实现粮食增产的重要因素，但中国在农业生产中存在化肥施用量过高，利用率偏低的问题。施用有机肥可提高土壤有机质，改善土壤物理结构，因此，农业部施用有机肥，提高。但是在有机肥制备过程中堆肥工艺落后、堆肥周期长、堆肥过程中有较高的氮素损失以及温室气体排放严重的问题。生物质炭是农业秸秆废弃物经在低温限氧环境下热裂解的产物，因其具有结构体积疏松、颗粒孔隙度较高、比表面积较大、吸附养分的能力较强等特点，逐渐被应用于农业生产的各个领域，研究表明，在畜禽废弃物对非生产过程中添加生物质炭，能够调节堆体物料的结构、促进堆体腐熟的进程、降低堆体中氮素损失以及减少温室气体排放等。但生物质炭对堆肥过程中氮素转化的影响还缺少研究，此外，生物质炭与化肥复配制备成炭基复合肥，能够起到增加土壤中有机质的含量，改善土壤的物理孔隙结构，延长肥料养分释放时间，提高化肥养分的利用率，但关于炭基肥料的田间试验研究还少有报道。因此，本文以生物质炭为对象研究其在堆肥中对氮素转化及温室气体排放的影响，同时，探究生物质炭基肥料对作物产量及粉料利用率的影响。 主要结果如下: (1)添加生物质炭可显著提高堆体的温度，缩短堆肥腐熟的时间，其中添加15％生物质炭处理的堆体比对照处理提前3天到达高温期。 (2)猪粪堆体的pH值会随时间显著增加，添加生物质炭能够降低堆置过程中pH的增加幅度。随生物质炭添加比例的提高，堆体可溶性有机碳含量逐渐降低。堆置前后添加生物质炭的堆体可溶性有机碳比对照显著降低23.3％-52.3％和16.9％-21.3％,而各生物质炭处理间没有显著差异。 (3)生物质炭能可显著提高堆肥过程中NH4+-N和NO3--N的含量，其在高温期生物质炭能够显著增加堆体高温期时NH4+-N和NO3--N含量。添加10％、15％生物质炭能显著减少堆肥过程中的氨挥发68.6％～78.4％，NH3排放总量占全氮量的百分比降低5.5％～7.4％。 (4)生物质炭基肥能够生物质炭基肥在保证产量的前提下，减少了肥料的投入，达到了减肥的效果。

目录

论文说明

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摘要

第一章文献综述

1．1有机肥的现状及有机肥发酵制作过程中存在的问题

1．1．1猪粪等畜禽废弃物利用过程中存在的问题

1．1．2好氧堆肥及其存在问题

1．1．3猪粪好氧堆肥研究进展和存在的问题

1．1．4猪粪好氧堆肥过程温室气体的排放

1．2化肥的现状及利用过程中存在的问题

1．2．1长期施用大量无机肥料的危害

1．2．2有机无机肥料科学配施对土壤肥力及作物产量的影响

1．3生物质炭的农业利用及生物质炭基肥料

1．3．1生物质炭的性质

1．3．2生物质炭基肥料在农业中的应用

1．3．3生物质炭在畜禽粪便资源化中的应用

1．4研究目的、意义及内容

1．5技术路线

第二章生物质炭对猪粪堆肥腐熟进程及氮素转化的影响

2．1 引言

2．2供试材料

2．3研究方法

2．3．1堆肥工艺

2．3．2测定项目与方法

2．4数据处理与统计分析

2．5结果与分析

2．5．1 添加生物质炭条件下堆体温度的动态变化

2．5．2添加生物质炭条件下堆体pH和EC的动态变化

2．5．3添加生物质炭条件下堆体可溶性有机碳的动态变化

2．5．4添加生物质炭条件下堆体铵态氮、硝态氮含量的动态变化

2．5．5添加生物质炭条件下堆体氨挥发的动态变化

2．6讨论

2．6．1 生物质炭对猪粪堆肥温度的影响

2．6．2生物质炭对猪粪堆肥pH和EC的影响

2．6．3生物质炭对猪粪堆肥可溶性有机碳的影响

2．6．4生物质炭对猪粪堆肥铵态氮、硝态氮含量的影响

2．6．5生物质炭对猪粪堆肥过程中氨挥发的影响

2．7小结

第三章生物质炭对猪粪堆肥过程中温室气体排放的影响

3．1 引言

3．2材料方法

3．3研究方法

3．3．1堆肥工艺

3．3．2测定项目与方法

3．4数据处理与统计分析

3．5结果分析

3．5．1 生物质炭对猪粪好氧堆肥过程甲烷排放的影响

3．5．2生物质炭对猪粪好氧堆肥过程氧化亚氮排放的影响

3．5．3生物质炭对猪粪好氧堆肥过程二氧化碳排放的影响

3．6讨论

3．7小结

第四章生物质炭基肥对水稻生长和产量的影响

4．1 引言

4．2材料方法

4．2．1试验设计与田间管理

4．2．2水稻测产与指标测定

4．3数据处理与统计方法

4．4结果与分析

4．4．1 南京市六合区试验田结果分析

4．4．2黑龙江兴凯湖农场试验结果分析

4．5讨论

第五章全文结论与展望

5．1全文结论

5．2研究创新点

5．3存在的问题

5．4研究展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读学位期间发表论文