热解温度对生物质炭性质及其在土壤中矿化的影响

摘要

以苹果树修剪的枝条为原料,分别在300、400、500、600c℃条件下热解制备生物质炭,在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上,通过培养试验研究不同湿度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响.结果表明,随着热解温度的升高,生物质炭的碳含量、比表面积及碱性官能团的含量增加,0、H及H/C、O/C和酸性官能团、总官能团的含量则降低,生物质炭的芳香族结构加强,稳定性升高.添加生物质炭可以增加土壤呼吸速率、微生物量碳(MBC)及可溶性有机碳(DOC)的含量,且随着添加比例的增加而增加,但随着热解温度的升高而降低.生物质炭的矿化率随着热解温度升高和添加比例增加而降低.利用双库模型揭示了生物质炭对土壤活性碳库、惰性碳库及其分解速率的影响.施用生物质炭后土壤有机碳的半衰期在24.09～44.76 a之间,且随生物质炭制备温度升高而增大.考虑到生物质炭制备过程中有机碳的损失,且从提升土壤有机碳含量方面考虑,500℃为制备苹果枝条生物质炭的最佳温度.