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《西北农林科技大学》 2014年
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生物质炭对水稻土中微生物Fe(Ⅲ)还原的影响

邢超  
【摘要】:生物质炭(Biochar)作为我国目前农林废弃物再生利用途径之一,受到很多学者关注。生物质炭具有比表面积大、孔隙多、稳定性强、碳含量高、灰分含量高等理化性质,被广泛应用于农业土壤改良当中。生物质炭还有增汇减排的作用,对大气中二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体具有一定的固定作用。稻田土壤作为甲烷气体的主要来源,一直是研究的焦点。经研究发现,在淹水条件下土壤会发生微生物Fe(Ⅲ)还原反应,这一过程可抑制甲烷的产生。故,生物质炭和微生物Fe(Ⅲ)还原反应都可作为抑制稻田温室气体排放的有效途径,但二者之间的关系如何仍不清晰。本研究通过实验室模拟水稻土淹水环境,向其中加入生物质炭来探讨生物质炭和微生物Fe(Ⅲ)还原反应之间的关系。试验共分为四部分,分别是:向酸性和碱性水稻土中加入不同用量的槐树皮生物质炭,来探讨不同添加量生物质炭对微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响;向不同水稻土中添加等量的槐树皮炭、苹果树枝炭和锯末炭来探讨不同种类生物质炭对微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响;向两种不同水稻土中加入等量的不同粒度的槐树皮炭来探讨不同粒径生物质炭对微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响;以及在两种水稻土中加入电子供体和电子受体及生物质炭,探讨电子供体和受体在生物质炭作用下对水稻土微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响。 研究通过厌氧泥浆培养,定期测定体系当中Fe(Ⅱ)浓度及pH值的变化,来探讨生物质炭对水稻土中微生物Fe(Ⅲ)还原过程的影响。主要得到以下结论:(1)向酸性水稻土和碱性水稻土中分别添加不同量的槐树皮生物质炭,随着添加量的增加,水稻土中Fe(Ⅱ)浓度越大,pH值也越大。(2)经电镜扫描确定槐树皮炭表面最为粗糙,而苹果树枝炭最为光滑。三种生物质炭对微生物Fe(Ⅲ)还原反应的影响没有明显差异。(3)随着加入生物质炭的粒度的减小,其对厌氧体系当中微生物Fe(Ⅲ)还原过程的促进作用越强。(4)在生物质炭存在的情况下,向水稻土中添加电子供体(葡萄糖),厌氧反应体系pH值出现急剧下降,且电子供体的加入可促进体系微生物Fe(Ⅲ)还原过程的进行。向水稻土中添加电子受体(无定形氧化铁)可明显增加厌氧反应体系的最大Fe(Ⅱ)积累量。在电子供受体同时存在的时候,生物质炭的加入可以增加体系初始pH值,在酸性水稻土中可加速厌氧微生物Fe(Ⅲ)还原过程,而在碱性水稻土中对Fe(Ⅲ)还原过程影响不明显。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:S154.3

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