稻草田间焚烧黑碳与生物质炭中的不稳定碳含量及组分特征

摘要：

为探讨不同类型黑碳和生物质炭中的不稳定碳含量及组分特征,以稻草田间堆烧和散烧残留黑碳和实验室内250,350,450,550,650℃下制备的生物质炭为研究对象,分析了水提取碳、重铬酸钾氧化碳和微生物矿化碳3种形式的不稳定碳含量,并对水提取物的红外光谱特征进行研究.水提取碳是指黑碳和生物质炭样品加纯水振荡8h并过0.45 μm滤膜后的溶解态总碳;重铬酸钾氧化碳是指样品在55 ℃下被0.1mol/LK2Cr2O7∶2 mol/L H2SO4(1∶1,v∶v)溶液氧化60 h所去除的有机碳;微生物矿化碳是指样品加接种液培养一定时间后的累积矿化量.结果表明,黑碳和生物质炭中均含有一定量的水提取碳(3.01～1 6.52 mgg)、重铬酸钾氧化碳(10.28～94.62 mg/g)和矿化碳(1.76～4.08mg/g).水提取碳和重铬酸钾氧化碳在低温制备生物质炭中的含量总体上大于高温制备生物质炭和田间焚烧残留黑碳中的含量.重铬酸钾氧化碳与另2种不稳定碳之间均存在显著的正相关关系.3种黑碳和生物质炭在81 d培养期内的累积矿化量与水提取碳含量在同一数量级;黑碳和生物质炭水提取物成分受制备温度的影响,主要官能团有羟基、羰基、醛基和羧酸根等,没有发现难降解的芳香成分,表明水提取碳是易于被微生物利用的组分.研究认为,高温制备生物质炭中的不稳定碳含量较低,适于固碳减排方面的应用;而低温制备的生物质炭有相对较高的不稳定碳含量,可能更适于保肥增产方面的应用.

关键词：黑碳、生物质炭、不稳定碳、红外光谱特征

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分类号：S156.2(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金项目41101502.41130525.41101460;安徽省高校优秀青年人才基金项目2011SQRL028ZD

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：149-153,230