《草醋液对土壤理化性质的影响情况.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《草醋液对土壤理化性质的影响情况.doc（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类号 S714密 级 GK单位代码 309学校代码 10298学 号 南 京 林 业 大 学本科生学士学位论文论文题目：草醋液对土壤理化性质的影响作 者：专 业：环境科学指导教师：陈金林 教授 二0一0年六月ii草醋液对土壤理化性质的影响摘要：利用农作物秸秆炭化技术副产物之一的草醋液，通过野外试验和室内盆钵试验，研究相同浓度不同用量草醋液对土壤理化性质的影响，以期为草醋液运用于土壤改良提供依据，从而进一步促进农作物秸秆综合利用。研究结果表明：向土壤中施加草醋液可以显著增加土壤的最大持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度，有助于改善土壤的通气透水性能；土壤pH随着草醋液用量的增加呈显著降低
2、趋势，但对土壤有机质、有效磷和速效钾含量没有显著影响。关键词：草醋液；土壤；物理性质；化学性质Effects of straw vinegar on soil physical and chemical properties【Abstract】This article studies the effects of straw vinegar, one of the by-products of crop straw carbonized technology, on soil physical and chemical properties through field test and ind
3、oor tillers test, in order to provide basis to apply straw vinegar for soil improvement and accelerate the use of crop straw. The research results show that straw vinegar can significantly increases the maximum moisture capacity, capillary moisture capacity, non-capillary porosity and total porosity
4、, which helps water and air go through the soil easier; the pH of soil is significantly reduced when the amount of straw vinegar increases, but the straw vinegar has no effects on organic content, available phosphorus content and available potassium content.【Keywords】strew vinegar; soil; physical pr
5、operties; chemical properties目 录前言11 绪论21.1 农作物秸秆的类型与数量21.2 农作物秸秆利用现状及存在问题21.2.1 用作燃料21.2.2 焚烧21.2.3 用作饲料21.2.4 秸秆还田31.3 农作物秸秆资源化利用技术途径31.3.1 生产胶合板31.3.2 生物质能源开发31.3.3 制作秸秆炭41.4 秸秆炭及其生产过程副产品的利用41.4.1 秸秆炭的作用41.4.2 秸秆炭化处理过程的副产品及其利用42 试验材料和研究方法62.1 供试材料62.1.1 供试土壤62.1.2 草醋液62.2 研究方法62.2.1 野外试验62.2.2 室内
6、盆钵试验62.2.3 土壤样品的采集72.2.4 测定项目及方法72.2.5 数据处理73 结果与分析83.1 草醋液对土壤物理性质的影响83.2 草醋液对土壤化学性质的影响104 结论与建议154.1 结论154.2 建议15致 谢16参考文献17前言农作物秸秆是农业生产的主要副产品，由于其富含氮、磷、钾及微量元素成分，所以是一种宝贵的可再生利用资源，具有很大的综合利用价值。我国作为农业生产大国，每年农作物秸秆产量约6亿t。其中，有近3.5亿t的农作物秸秆直接用做燃料或就地焚烧，这样既浪费资源，又污染环境。一方面，焚烧会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体，严重污染了大气；另一方面，焚烧秸
7、秆还会造成土壤水分的蒸发以及土壤结构的破坏，引起土壤板结，肥力下降，导致土壤生态系统严重恶化，从而使得农作物产量下降。这已经成为政府、社会、舆论极度关切的热点和难点问题。因此，如何做好农作物秸秆的资源化利用已成为亟待解决的农业问题。虽然近年来我国一直在积极开展这方面的研究，但是农作物秸秆的回收利用率只占总量的约40%，还有近60%没有得到合理的利用1,2,3,4。由此可见，农作物秸秆的资源化利用具有巨大的潜力。目前农作物秸秆的综合利用方式主要有：直接还田、作动物饲料、制作建筑板材、生产生物质能源等。但是，在运用过程中人们也发现各种各样的问题，如：秸秆还田的经济效益不明显，由于缺乏正确的技术指导
8、，出现还田地块出苗率低，作物生长缓慢，甚至减产等现象4,5,6；农作物秸秆作为动物饲料，不但需要进一步加工，而且利用效率很低2；农作物秸秆用作建筑板材还处于技术攻坚阶段，没有得到广泛运用7；生物质能源的利用确实为农作物秸秆拓广了利用范围，提供了一个全新的视角，但是由于成本过高，还是很难得到广泛认同8,9。近年来，另一种全新的利用方式应运而生制作农作物秸秆炭。该技术生产的秸秆炭产品利用途径十分广泛：作保温材料、吸附剂、土壤改良剂等。在秸秆炭生产过程中产生了两个主要的副产物，即秸秆燃气和草醋液。现阶段农作物秸秆燃气已经得到了回收利用，但草醋液还没有得到合理的解决10,11,12,13。由于草醋液呈
9、酸性，具有一定腐蚀，所以如果不合理地处理，不但浪费资源，而且污染环境。本课题将研究秸秆炭生产工艺的副产物之一草醋液对土壤理化性质的影响。若能实现对土壤明显的改良效果，则一方面避免造成资源的浪费；另一方面会进一步推进农作物秸秆综合利用进程。进而较好地解决农作物秸秆无害化处理，对保护生态环境，促进农业可持续发展起重要的作用。 本试验采用野外试验和室内盆钵试验两种方式进行研究：1 草醋液对土壤物理性质的影响（野外试验）；2 草醋液对土壤化学性质的影响（室内盆钵试验）。1 绪论1.1 农作物秸秆的类型与数量农作物秸秆通常指小麦、水稻、玉米、棉花、甘蔗等农作物在收获籽实后剩余的部分。农作物秸秆中有机成分
10、以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等。它是农业生产的主要副产品，也是十分宝贵的资源。我国是一个农业大国，农作物秸秆资源极其丰富。主要包括粮食作物(包括水稻、小麦、玉米、大豆等)、油料作物(包括花生、油菜、芝麻、向日葵等)、棉花、麻类(包括黄红麻、大麻、亚麻等)和糖料作物(主要包括甘蔗和甜菜)等五大类1,2。毕于运等人运用草谷比法，选取经过订正的秸秆草谷比，对中国秸秆资源进行了全面系统的估算。估算结果表明：随着我国农业综合生产能力的提高，秸秆产量总体上呈不断增长的趋势。目前中国已经成为世界第一秸秆大国，2005年全国秸秆总产量达到84 183.12万t，其中稻草、玉米秸、麦
11、秸依然是中国的主要作物秸秆类型3。1.2 农作物秸秆利用现状及存在问题农作物秸秆数量庞大，种类繁多。在传统农业中，农作物的秸秆主要有以下几个用途：1.2.1 用作燃料在中国一些偏远的地区，由于经济条件的限制，人们至今还没有使用煤气或者天然气等燃料。农民们将晒干的农作物秸秆堆成草垛，作为柴火来使用。但是，这样的利用效率远远低于秸秆本身的利用价值，将丰富的秸秆资源白白地浪费了。况且，通过直接燃烧所得到的热值远远比不上经过加工后的热值大、清洁。1.2.2 焚烧在中国经济较发达的一线城市及其下属乡镇，由于都能够使用上煤气或者天然气，农作物秸秆就成为了农民眼中的废物，处理它们最简单的方法就是直接焚烧。但
12、是这样严重污染了大气环境，浓浓的烟雾弥散在空气里，不但强烈刺激着我们的眼睛和呼吸道，而且严重影响了交通，给人们的工作和生活带来了很大的不便。1.2.3 用作饲料农作物秸秆的营养特点是粗蛋白质含量低，而粗纤维含量和无氮浸出物含量高，在自然条件下是一种劣质饲料。一些农作物如玉米等秸秆质地比较鲜嫩，适合直接用来作为饲料，而有些秸秆质地粗硬，适口性差，必须要经过加工才可以给动物使用，而且并不是所有的动物都喜欢这种饲料，因此采食率极低。 1.2.4 秸秆还田农作物秸秆中含有大量的氮、磷、钾等营养元素，同时富含纤维素、半纤维素和一定数量的木质素、蛋白质和糖等有机物质，是一种可以资源化利用的固体废弃物。秸秆
13、还田可以显著改善土壤结构及保水、肥、气、热的能力，使土壤容重降低、孔隙度增加、有机质含量提高，明显改善养分结构。但由于农民对秸秆还田的认识不足，通常将秸秆闲置或烧掉，从而造成资源浪费和环境污染。其次，秸秆还田的经济效益不明显，购置农作物秸秆粉碎机需要筹集一定的资金，导致秸秆还田技术不能广泛地被老百姓采纳。最后，缺乏正确的技术指导，出现秸秆还田后难腐解，还田地块出苗率低，作物生长缓慢，甚至减产等现象4,5,6,12,13,14。1.3 农作物秸秆资源化利用技术途径随着人们对农作物秸秆的进一步认识和探索，发现传统的使用方法远远没有充分发挥其利用价值。于是，新一轮的农作物秸秆技术革命拉开了序幕。1.
14、3.1 生产胶合板据相关部门估算，在“十一五”期间，我国农作物秸秆作为材料工业原料的利用率可能达到总量的10%20%。预计到2015 年，我国农作物秸秆材料产业的产量和产品种类数量将超过欧美，跃居世界第一，成为世界上秸秆材料产业大国。但现阶段农作物秸秆作为材料工业原料，其自身还存在一些不足：农作物秸秆的密度和导热系数低、传热速率慢，导致秸秆人造板的热压时间要比同样条件下的木质刨花板或木质中密度纤维板长得多；热压时秸秆人造板板坯内部水蒸气排泄困难，容易发生鼓泡、分层等热压缺陷；对秸秆胶黏剂的高要求也会带来成本上的压力。为此处于技术攻坚阶段的农作物秸秆胶合板工艺正面临着巨大的挑战7,15,16。1
15、.3.2 生物质能源开发生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。农作物秸秆生物质能源开发利用途径主要是生产秸秆燃气和沼气。秸秆燃气工艺是采用热解气化法，在缺氧状态下，使秸秆不完全燃烧，从而产生大量的氢气、甲烷和一氧化碳等可燃气体。目前，该技术已在全国示范推广300多个工程，这不仅提高了能源利用效率，而且减少秸秆直接燃烧时CO2气体及有害气体排放到大气中，从而有助于改善农村生态环境和农民生活质量。利用秸秆气化技术，人们已经建立了秸秆发电厂。秸秆沼气技术主要是在常温常压下利用农作物秸秆在微生物代谢产生的酶的催化下降解为含有酶的糖类，在沼气池中与人、畜、禽的粪便相混合，并加入一定比例的水，经厌氧发酵制得沼气。现已有相关的工业设备能够将玉米秸秆裂解为生物质燃气8, 9,16, 17,18,19。1.3.3 制作秸秆炭农作物秸秆资源是极其丰富的，为了加大其利用价值，秸秆炭化处理工艺应运而生。农作物秸秆的炭化技术是将收获的农作物秸秆装入特定的炭化炉中，利用智能温控
