猪粪牛粪热裂解性质变化及应用
生物质炭农业应用已成为全球可持续农业的前沿发展技术方向，在中国的应用日益扩大。但是对生物质炭的研究大部分停留在秸秆生物质炭上，对猪粪、牛粪经过热裂解形成的生物炭的研究较少，且猪粪、牛粪中的养分含量比秸秆多，所以要研究猪粪、牛粪炭化后的性质以分析其的农业应用价值。本实验分析猪粪和牛粪生物炭热裂解后在理化性质方面的变化，比表面积增大，吸附作用增强；N、P、K养分含量均有不同程度的增加；金属元素全量增加，但其有效性有明显降低，对重金属有很好的钝化作用。在小白菜盆栽实验中，生物炭也表现出了很好的促生长作用。对比现有研究结果，得出出猪粪炭和牛粪炭具有很好农业应用价值和很好的应用前景的结论。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 3
1．1 供试材料 3
1．1．1 试验用猪粪炭与牛粪炭 3
1．1．2 试验用小白菜 3
1．2 试验方案 4
1．3 猪粪、牛粪及其生物炭性质测定 4
1．3．1 猪粪、牛粪及其生物炭理化性质测定方法 4
1．3．2 猪粪、牛粪及其生物炭金属含量测定方法 5
1．4 小白菜样品测定 5
2 试验结果与分析 5
2．1 猪粪、牛粪及其生物炭理化物理结构变化比较 6
2．2 猪粪、牛粪及其生物炭理化性质结果与分析 6
2．2．1 猪粪、牛粪及其生物炭理化性质数据统计 6
2．2．2 猪粪及其生物炭理化性质分析比较 7
2．2．3 牛粪及其生物炭理化性质分析比较 8
2．2．4 猪粪、牛粪炭化后养分增长量比较 8
2．3 猪粪、牛粪及其生物炭金属全量结果与分析 9
2．3．1 猪粪、牛粪及其生物炭金属全量数据统计 9
2．3．2 猪粪及其生物炭金属全量比较 10
2．3．3 牛粪及其生物炭金属全量比较 11
2．3．4 猪粪、牛粪炭化后金属总量增长率比较 11
2．4 猪粪 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
、牛粪及其生物炭金属有效态结果与分析 11
2．4．1 猪粪、牛粪及其生物炭金属有效态数据统计 11
2．4．2 猪粪及其生物炭金属有效态含量比较 12
2．4．3 牛粪及其生物炭金属有效态含量比较 12
2．3．4 猪粪、牛粪炭化后金属有效态变化率比较 13
2．5 小白菜检测结果与分析 13
2．5．1 小白菜量测数据统计 13
2．5．2 小白菜量测结果分析 14
3 试验结论 15
致谢 17
参考文献 17
猪粪牛粪热裂解性质变化及应用
引言
引言
生物质炭作为一种重要的农田增量减排方法和土壤改良修复剂已被国际社会日益认可，并在中国已逐步应用到农业生产中。尽管目前已有的田间试验已充分认识到生物质炭和生物质炭肥料的农田固碳减排和提高氮素利用率、补充部分磷钾硅养分以及改良土壤结构等良好作用[1][2]，但是生物质炭中猪粪炭、牛粪炭的热裂解性质对比及其可能对农作物的促进或抑制作用还不是很清楚。
目前，关于生物质炭的性质作用有以下几个方面明确的研究：
①生物质炭显著改善农田土壤质量，不同程度地提高作物产量
②生物质炭对旱地土壤的保墒增墒作用
③生物质炭具有明显的促根作用
现如今养殖业高速发展，随之而来的除了是农业增产、农民增收的效益，也造成了畜禽粪便的污染日益严峻。仅2011年，中国畜禽粪便产生量就已经达到了21.21亿t[3]，比2011年中国全年工业废物产生量高出2倍之多。并且与中国每年产生的各种类农作物秸秆6.50亿t相比，畜禽粪便的产生量足足是秸秆产生量的3倍以上。现代养殖业的快速发展是建立在依靠使用大量饲料添加剂与药物的来促进动物生长的基础之上，药物的施用也保障了动物健康,但是这些措施却直接导致了养殖废弃物中有多种高浓度毒害污染物的残留，例如禽畜粪便中存在高含量的重金属和抗生素、兽药等有毒有害有机污染物[4]。其中的大部分残留毒害有机污染物如果处理不当便可能会进入环境并在食物链中发生长期存在的迁移累积，给生态环境安全和人类身体健康造成高风险，所以阶段需要发展先进高效适用的畜禽粪便资源利用回收利用的安全技术[5]。
本次实验旨在比较牛粪与猪粪炭热裂解前后的理化性质，从而通过可搜集到的现有资料对其促进或抑制作用得到初步的结论。生物质炭是畜禽粪便的热解产物其中之一，可以作为土壤改良剂[6]。适量地施加生物质炭可促进植物的生长，[7]减少温室气体的排放[8]，畜禽粪便炭亦可作为重金属污染土壤的修复剂，因其对重金属的吸附能力很强，所以提高其吸附能力是研究畜禽粪便生物炭修复重金属污染土壤的关键技术之一[9]。目前对生物质炭的研究大部分停留在秸秆生物质炭上，对猪粪、牛粪经过热裂解形成的生物炭的研究较少，且猪粪、牛粪中的养分含量比秸秆多，所以要研究猪粪、牛粪炭化后的性质以分析其在农业方面的应用价值[10]。猪、牛是中国人的主要肉食来源，因此许多猪、牛的养殖场应运而生，在猪、牛成长期间会产生大量的粪便，多数有干清粪处理，因而收集起来更为方便，可就地生产猪、牛粪生物炭[11]。在重金属污染方面，猪粪限养低温炭化可对其中的重金属起到很好的钝化作用，降低重金属存在形态中可被吸收利用的有效态[12]。
猪、牛粪便中含有丰富的农作物生长所必需的氮、磷、钾等养分，故其制备的生物质炭养分含量高于植物残体制备的生物质炭并且浓缩了非挥发性的矿物质，因而猪、牛粪生物炭可以作为肥料替代品使用[13]。通过检测猪粪、牛粪、猪粪炭、牛粪炭的热裂解性质，和添加生物炭与添加猪、牛粪样品间的差异，利用小白菜的量测结果，来研究猪粪生物炭和牛粪生物炭炭化前后性质的改变是否能对植物的生长起到促进作用，并且利用现有研究结果讨论炭化性质的改变对肥力大小的影响，评估其农业应用价值，探索可持续发展前景。
1 材料与方法
1．1 供试材料
共采用四种试验材料，分别为：新鲜的猪粪与新鲜的牛粪生物炭；
高温炭化后的猪粪生物炭与牛粪生物炭。
试验用小白菜品种为苏州青小白菜。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 3
1．1 供试材料 3
1．1．1 试验用猪粪炭与牛粪炭 3
1．1．2 试验用小白菜 3
1．2 试验方案 4
1．3 猪粪、牛粪及其生物炭性质测定 4
1．3．1 猪粪、牛粪及其生物炭理化性质测定方法 4
1．3．2 猪粪、牛粪及其生物炭金属含量测定方法 5
1．4 小白菜样品测定 5
2 试验结果与分析 5
2．1 猪粪、牛粪及其生物炭理化物理结构变化比较 6
2．2 猪粪、牛粪及其生物炭理化性质结果与分析 6
2．2．1 猪粪、牛粪及其生物炭理化性质数据统计 6
2．2．2 猪粪及其生物炭理化性质分析比较 7
2．2．3 牛粪及其生物炭理化性质分析比较 8
2．2．4 猪粪、牛粪炭化后养分增长量比较 8
2．3 猪粪、牛粪及其生物炭金属全量结果与分析 9
2．3．1 猪粪、牛粪及其生物炭金属全量数据统计 9
2．3．2 猪粪及其生物炭金属全量比较 10
2．3．3 牛粪及其生物炭金属全量比较 11
2．3．4 猪粪、牛粪炭化后金属总量增长率比较 11
2．4 猪粪 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
、牛粪及其生物炭金属有效态结果与分析 11
2．4．1 猪粪、牛粪及其生物炭金属有效态数据统计 11
2．4．2 猪粪及其生物炭金属有效态含量比较 12
2．4．3 牛粪及其生物炭金属有效态含量比较 12
2．3．4 猪粪、牛粪炭化后金属有效态变化率比较 13
2．5 小白菜检测结果与分析 13
2．5．1 小白菜量测数据统计 13
2．5．2 小白菜量测结果分析 14
3 试验结论 15
致谢 17
参考文献 17
猪粪牛粪热裂解性质变化及应用
引言
引言
生物质炭作为一种重要的农田增量减排方法和土壤改良修复剂已被国际社会日益认可，并在中国已逐步应用到农业生产中。尽管目前已有的田间试验已充分认识到生物质炭和生物质炭肥料的农田固碳减排和提高氮素利用率、补充部分磷钾硅养分以及改良土壤结构等良好作用[1][2]，但是生物质炭中猪粪炭、牛粪炭的热裂解性质对比及其可能对农作物的促进或抑制作用还不是很清楚。
目前，关于生物质炭的性质作用有以下几个方面明确的研究：
①生物质炭显著改善农田土壤质量，不同程度地提高作物产量
②生物质炭对旱地土壤的保墒增墒作用
③生物质炭具有明显的促根作用
现如今养殖业高速发展，随之而来的除了是农业增产、农民增收的效益，也造成了畜禽粪便的污染日益严峻。仅2011年，中国畜禽粪便产生量就已经达到了21.21亿t[3]，比2011年中国全年工业废物产生量高出2倍之多。并且与中国每年产生的各种类农作物秸秆6.50亿t相比，畜禽粪便的产生量足足是秸秆产生量的3倍以上。现代养殖业的快速发展是建立在依靠使用大量饲料添加剂与药物的来促进动物生长的基础之上，药物的施用也保障了动物健康,但是这些措施却直接导致了养殖废弃物中有多种高浓度毒害污染物的残留，例如禽畜粪便中存在高含量的重金属和抗生素、兽药等有毒有害有机污染物[4]。其中的大部分残留毒害有机污染物如果处理不当便可能会进入环境并在食物链中发生长期存在的迁移累积，给生态环境安全和人类身体健康造成高风险，所以阶段需要发展先进高效适用的畜禽粪便资源利用回收利用的安全技术[5]。
本次实验旨在比较牛粪与猪粪炭热裂解前后的理化性质，从而通过可搜集到的现有资料对其促进或抑制作用得到初步的结论。生物质炭是畜禽粪便的热解产物其中之一，可以作为土壤改良剂[6]。适量地施加生物质炭可促进植物的生长，[7]减少温室气体的排放[8]，畜禽粪便炭亦可作为重金属污染土壤的修复剂，因其对重金属的吸附能力很强，所以提高其吸附能力是研究畜禽粪便生物炭修复重金属污染土壤的关键技术之一[9]。目前对生物质炭的研究大部分停留在秸秆生物质炭上，对猪粪、牛粪经过热裂解形成的生物炭的研究较少，且猪粪、牛粪中的养分含量比秸秆多，所以要研究猪粪、牛粪炭化后的性质以分析其在农业方面的应用价值[10]。猪、牛是中国人的主要肉食来源，因此许多猪、牛的养殖场应运而生，在猪、牛成长期间会产生大量的粪便，多数有干清粪处理，因而收集起来更为方便，可就地生产猪、牛粪生物炭[11]。在重金属污染方面，猪粪限养低温炭化可对其中的重金属起到很好的钝化作用，降低重金属存在形态中可被吸收利用的有效态[12]。
猪、牛粪便中含有丰富的农作物生长所必需的氮、磷、钾等养分，故其制备的生物质炭养分含量高于植物残体制备的生物质炭并且浓缩了非挥发性的矿物质，因而猪、牛粪生物炭可以作为肥料替代品使用[13]。通过检测猪粪、牛粪、猪粪炭、牛粪炭的热裂解性质，和添加生物炭与添加猪、牛粪样品间的差异，利用小白菜的量测结果，来研究猪粪生物炭和牛粪生物炭炭化前后性质的改变是否能对植物的生长起到促进作用，并且利用现有研究结果讨论炭化性质的改变对肥力大小的影响，评估其农业应用价值，探索可持续发展前景。
1 材料与方法
1．1 供试材料
共采用四种试验材料，分别为：新鲜的猪粪与新鲜的牛粪生物炭；
高温炭化后的猪粪生物炭与牛粪生物炭。
试验用小白菜品种为苏州青小白菜。
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