一早有個(gè)同行咨詢我生物炭到底是個(gè)什么東西?隨著這幾年炭基肥在市場上大火,關(guān)于這個(gè)問題,想必許多人都有所疑惑,在這里上海立杉給大家分享一下。
谷殼炭化
生物炭顧名思義是以生物質(zhì)為原料,是在限氧條件下,在相對(duì)較低的溫度(300-700°C)下通過生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的富含碳(C)的一種環(huán)境友好型材料。農(nóng)林業(yè)廢物、市政廢物和食品廢物等生物質(zhì)甚至畜禽糞便都可以作為生產(chǎn)生物炭的原料。生物炭將生物質(zhì)中的C轉(zhuǎn)化為非常穩(wěn)定的C,使生物炭可在土壤中存在數(shù)百年甚至數(shù)千年。因此,生物炭輸入土壤有望減少溫室氣體排放,幫助緩解氣候變化。
近些年,生物炭已被證明可以通過吸收重金屬和有機(jī)污染物來改善環(huán)境質(zhì)量、增加土壤持水能力、減少溫室氣體排放并改善作物生長。為了達(dá)到以上目的,雖然原料選擇是非常重要的,但熱解溫度和熱解工藝也很重要。因此,明晰原料、熱解溫度和熱解工藝(即快速或慢速熱解)對(duì)生物炭特性影響,將有助于制備功能性生物炭選擇合適的工藝參數(shù)。
原料選擇是影響生物炭特性的重要因素。相對(duì)而言,木質(zhì)生物炭C含量高和有效態(tài)養(yǎng)分含量低,糞便生物炭則與之相反,而草類生物炭通常介于木質(zhì)和糞便生物炭之間。但是,這些性質(zhì)也因熱解溫度和熱解工藝不同而改變。
熱解溫度和熱解工藝對(duì)生物炭化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性起著關(guān)鍵作用。例如,隨著熱解溫度的升高,養(yǎng)分的利用率發(fā)生急劇變化。具體而言,隨著熱解溫度的升高,通常會(huì)觀察到生物炭中C、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、灰分、pH、比表面積(SSA)的增加以及氮(N)、氫(H)和氧(O)含量減少。生物炭特性主要來源于生物質(zhì)熱解過程中將C轉(zhuǎn)化成更加穩(wěn)定的形式,并且形成P、K、Ca氧化物/碳酸鹽礦物相,產(chǎn)生大量的灰分和更高的pH值,而N、H和O通過揮發(fā)部分損失,揮發(fā)損失進(jìn)一步提高了其他元素在生物炭中的占比。與快速熱解相比,慢速熱解得到的生物炭通常具有更高N、硫(S)、有效P、Ca、鎂(Mg)、比表面積和陽離子交換容量(cec)。
生物炭顯微鏡的狀態(tài)
生物炭的性態(tài)特征已經(jīng)獲得科學(xué)家們廣泛的關(guān)注。不同原料選擇、熱解溫度和熱解工藝組合條件下產(chǎn)生的生物炭的性態(tài)特征已經(jīng)有頗多研究。然而,這些因素將如何影響生物炭形態(tài)特征并不清楚。因此,從原料選擇、熱解溫度和熱解工藝對(duì)生物炭性態(tài)特征影響進(jìn)行全面分析總結(jié),以期實(shí)現(xiàn)對(duì)特定生產(chǎn)條件下生物炭的性態(tài)特征預(yù)測,并且?guī)椭愿牧纪寥?,修?fù)土壤污染等不同期望的生物炭需求者做出有效決策。因此,在通過對(duì)生物炭制備過程中原料選擇,熱解溫度,熱解工藝對(duì)其性態(tài)、營養(yǎng)元素總量、有效態(tài)營養(yǎng)元素含量等,明確生物炭輸入帶來的農(nóng)業(yè)效益。