农业机械学报

作者：张进红,林启美,赵小蓉,李贵桐

单位：山东省农业可持续发展研究所;农业农村部华东都市农业重点实验室,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：牛粪; 生物炭; 温度; 时间; 水热炭化

基金：山东省自然科学基金项目(ZR2017YL020)和山东省农业科学院青年科研基金项目(2015YQN24)

高含水率是牛粪现有处理方式的限制性因素之一。水热炭化技术不受牛粪高含水率的限制，是安全处置与资源化利用牛粪的极具潜力的技术措施之一。将新鲜牛粪在190℃和260℃下水热炭化处理不同时间(1、6、12?h)，收集并测定生物炭性质，并用熵权TOPSIS模型评价其农学应用价值。结果表明，牛粪生物炭理化性质因炭化温度和时间而异。炭化温度从190℃升高到260℃，反应时间由1?h延长至12?h，牛粪生物炭碳、全磷、全钾含量分别增加17.88%、39.06%和85.19%，而产率、氢与碳原子比、氧与碳原子比、氧氮与碳原子比、铵态氮含量、交换态磷含量和交换态钾含量则分别降低26.65%、24.00%、68.42%、64.29%、98.91%、89.26%和42.30%，炭化程度显著提高。牛粪生物炭红外谱图官能团吸收峰位置变化较小，随着炭化温度升高和时间延长，含氧官能团吸收峰强度降低，金属-卤素化合物吸收峰强度增加。提高炭化温度，延长反应时间，牛粪生物炭表面电荷量及其pH值依变性减弱，比孔容和比表面积也降低。整体而言，炭化温度对牛粪生物炭性质影响大于反应时间。低温短时间处理制备牛粪生物炭的农学应用潜力较大，更适宜作为土壤调理剂。

来源：2018年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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