不同裂解溫度下3種豆科植物生物炭理化特性分析

徐玉娥 邵曉輝 謝軍海 丁榕 柯用春

摘??要：為研究3種豆科植物在不同溫度下裂解所得生物炭的理化性質(zhì)差異，確定適宜用于熱帶地區(qū)酸性土壤改良的生物炭。以花生秸稈、大豆秸稈和柱花草3種豆科植物為原料，在300、500、700?℃下制備成花生秸稈炭（Pe）、大豆秸稈炭（Be）和柱花草炭（St），利用傅里葉紅外光譜儀對(duì)生物炭表面官能團(tuán)進(jìn)行定性分析，并測(cè)定生物炭的pH、C和N含量等理化性質(zhì)。結(jié)果表明：3種原料制備的生物炭在500?℃顯著高于300?℃，500?℃后基本平穩(wěn)；生物炭的N含量和產(chǎn)率隨溫度升高而降低，3種材料制備的生物炭中，Be的碳含量和C/N最高，N含量和產(chǎn)率最低；生物炭的灰分含量、灰分堿度和pH均隨裂解溫度升高而升高，同一裂解溫度，不同材料均表現(xiàn)為Be>St>Pe；生物炭的孔徑和比表面積均隨溫度升高而增大；3種原料生物炭隨溫度升高形成更穩(wěn)定的芳香族化合物，結(jié)構(gòu)主要以C=O和C=C為主。該研究豆科植物生物炭適宜的熱解溫度為500?℃，溫度再升高，對(duì)生物炭理化性質(zhì)影響不大。綜上，500?℃裂解生成的大豆生物炭適合于農(nóng)田酸性土壤改良，而花生和柱花草生物炭有利于農(nóng)田土壤固碳減排。

關(guān)鍵詞：生物炭；制炭率；豆科植株；裂解溫度中圖分類(lèi)號(hào)：S529??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis?of?Physicochemical?Characteristics?of?Biochar?from?Three?Legume?Plants?at?Different?Pyrolysis

XU?Yue1，2，?SHAO?Xiaohui3，?XIE?Junhai4，?DING?Rong5，?KE?Yongchun1*

1.?Agriculture?and?Rural?Bureau?of?Sanya?City，?Sanya，?Hainan?572000，?China;?2.?Nanjing?Hongtai?Environmental?Testing?Co.，?LTD，?Nanjing，?Jiangsu?211500，?China;?3.?Sinochem?Modern?Agriculture?（Hubei）?Co.，?LTD，?Wuhan，?Hubei?430000，?China;?4.?Agricultural?Service?Center?of?Baoting?Li?and?Miao?Autonomous?County，?Hainan?Province，?Baoting，?Hainan?572300，?China;?5.?Hainan?Baoting?Li?and?Miao?Autonomous?County?Agricultural?product?Quality?and?Safety?Inspection?and?Testing?Service?Center，?Baoting，?Hainan?572300，?China

Abstract：?To?study?the?differences?in?the?physical?and?chemical?properties?of?biochar?obtained?from?three?legumes?at?different?temperatures，?and?to?determine?the?appropriate?temperature?range?for?legume?biochar.?Using?leguminous?plant?peanut?straw，?soybean?straw?and?stylofoam?as?raw?materials，?peanut?straw?biochar?（Pe），?soybean?straw?biochar?（Be）?and?stylofoam?biochar?（St）?were?prepared?at?300?℃，?500?℃?and?700?℃.?A?Fourier?infrared?spectrometer?was?used?to?qualitatively?analyze?the?functional?groups?on?the?surface?of?the?biochar，?and?the?surface?morphology?of?the?biochar?was?observed?with?a?scanning?electron?microscope，?and?the?physical?and?chemical?properties，?such?as?pH，?C?and?N?content，?were?measured.?The?results?showed?that?the?carbon?content?of?biochar?prepared?from?three?kinds?of?raw?materials?increased?with?the?increase?of?pyrolysis?temperature?at?300?℃?to?500?℃，?and?was?basically?stable?after?500?℃;?the?nitrogen?content?and?yield?of?biochar?decreased?with?the?increase?of?temperature.?Among?the?biomass?charcoal?prepared?from?the?three?materials，?Be?has?the?highest?carbon?content?and?C/N，?and?N?content?and?yield?are?the?lowest.?The?ash?content，?ash?alkalinity?and?pH?of?biochar?all?increase?with?the?increase?of?pyrolysis?temperature.?The?same?pyrolysis?temperature?and?different?materials?are?all?expressed?as?Be>St>Pe.?Both?the?pore?size?and?specific?surface?area?of?biochar?increase?with?increasing?temperature.?The?three?raw?materials?of?biochar?form?more?stable?aromatic?compounds?with?increasing?temperature，?and?the?structure?is?mainly?C=O?and?C=C.?In?this?study，?the?suitable?pyrolysis?temperature?of?legume?biochar?is?500?℃，?and?the?temperature?rises?again，?which?has?little?effect?on?the?physical?and?chemical?properties?of?biochar.?In?summary，?the?soybean?biochar?produced?by?cracking?at?500?℃?is?more?used?in?farmland?soil?improvement，?and?can?also?try?soil?remediation，?carbon?sequestration?and?emission?reduction?applications.

Keywords：?biochar;?biochar?production?rate;?legume?plants;?pyrolysis?temperature

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2023.12.019

生物炭是由生物質(zhì)材料在無(wú)氧或缺氧條件下經(jīng)高溫裂解（通常小于700?℃）形成，所有的生物質(zhì)均可通過(guò)熱解過(guò)程獲得穩(wěn)定形態(tài)[1]。生物炭含有豐富的官能團(tuán)[2]，較多的孔隙結(jié)構(gòu)及較大的比表面積[3]，是一種吸附力極強(qiáng)的堿性多用途材料[4]。農(nóng)田土壤施入生物炭后，可以減少溫室氣體排放[5]，改良酸性土壤[6]，提高作物產(chǎn)量等作用[7]。生物炭的功能取決于其理化特性，而原料類(lèi)型和熱解溫度是影響生物炭理化特性的2個(gè)重要因素[8]。

生物炭的物理結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)率等會(huì)隨制備材料、裂解溫度以及生產(chǎn)工藝不同而有所差異[9-10]。高溫條件下，生物炭產(chǎn)率，氮?dú)湓乇壤档停邷啬軌虼龠M(jìn)生物炭的芳構(gòu)化，增大比表面積，提高吸附能力[11-13]。于曉娜等[14]研究指出，裂解溫度700?℃時(shí)，花生殼生物炭的孔隙度比較發(fā)達(dá)，微孔和中孔均比較豐富。簡(jiǎn)敏菲等[15]研究不同裂解溫度水稻秸稈生物炭發(fā)現(xiàn)，生物炭比表面積在600?℃最大。生物質(zhì)經(jīng)高溫裂解，會(huì)析出大量鹽基離子，生物炭的堿性官能團(tuán)比例逐漸增多，酸性官能團(tuán)比例隨溫度升高而逐漸減少，所以生物炭一般呈堿性[16]。生物炭施入土壤后有利于酸性土壤改良，且降低土壤溫室氣體排放，季雅嵐等[17]研究得出，500?℃和700?℃制備的生物炭能夠顯著抑制土壤N2O排放。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)生物質(zhì)的熱解炭化過(guò)程做了大量研究，結(jié)果均表明熱解溫度是決定生物炭理化特性的重要因素[9]。而在生物質(zhì)制作生物炭過(guò)程中，由于制備原料的不同，會(huì)導(dǎo)致不同生物炭本身理化性質(zhì)[18]和吸附特征[19-20]存在差異。高海英等[21]研究發(fā)現(xiàn)，竹炭灰分含量、礦質(zhì)養(yǎng)分元素種類(lèi)和pH均高于木炭。生物炭的碳含量跟材料相關(guān)，一般秸稈生物炭全碳含量約為40%～80%，而木質(zhì)生物炭分布于60%～85%[22]。

海南省是我國(guó)最大的島嶼，其蔬菜種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，同時(shí)，大量的施肥也造成了嚴(yán)重的土壤酸化。柱花草作為一種豆科綠肥，在海南各地區(qū)均有種植，其還田有助于提高土壤養(yǎng)分含量；而海南地區(qū)豆科植物大豆和花生種植面積分別達(dá)到0.78萬(wàn)hm2和4.58萬(wàn)hm2，關(guān)于這3種豆科植物在制作為生物炭后，其理化特征是否存在差異，現(xiàn)階段并未有相關(guān)報(bào)道。因此，本研究選取海南地區(qū)廣泛種植的3種豆科植物（花生、大豆和柱花草）為材料，分別在300、500、700?℃下厭氧熱裂解制備生物炭，對(duì)比分析元素含量、表面結(jié)構(gòu)等理化性質(zhì)，以期為海南地區(qū)酸性土壤改良和土壤固碳提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1??材料與方法

1.1??材料

3種生物質(zhì)原料為豆科植物花生秸稈、大豆秸稈和柱花草，取自海南省三亞市吉陽(yáng)區(qū)南繁科學(xué)技術(shù)研究院基地內(nèi)（109°35′52″E，?18°17′16″N）。采用限氧控溫炭化法對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行炭化。具體制備過(guò)程為：將生物質(zhì)材料干燥、粉碎，稱(chēng)取600?g置于鋁箔紙中，包裹好后用針頭在鋁箔紙表面均勻扎孔，然后置于KTF管式真空氣氛電阻爐（江蘇前錦爐業(yè)設(shè)備有限公司）內(nèi)，密封后抽真空，然后充氮?dú)猓兌取?9.99%）形成厭氧環(huán)境并加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度300、500、700?℃后開(kāi)始計(jì)時(shí)，2?h后切斷電源，持續(xù)通入氮?dú)饫鋮s至室溫，取出樣品稱(chēng)重。所獲得的生物炭分別標(biāo)記為：Pe（花生秸稈炭）、Be（大豆秸稈炭）、St（柱花草炭）。

1.2??方法

1.2.1??pH測(cè)定??將生物炭與水以液固比1∶20混合，室溫180?r/min振蕩3?h，靜置1?h，取上清液用PHS-3C型pH計(jì)（上海雷磁）測(cè)定。

1.2.2??產(chǎn)率測(cè)定??稱(chēng)量3種材料在300、500、700?℃炭化前、后質(zhì)量，炭化后與炭化前質(zhì)量比即為生物炭在不同溫度下的產(chǎn)率。

1.2.3??灰分和C、N含量測(cè)定??灰分含量按照GB/T?212—2001中所述的緩慢灰化法進(jìn)行測(cè)定，將30?mL瓷坩堝于650?℃下置于高溫爐中灼燒至恒重，冷卻稱(chēng)重，稱(chēng)取生物炭1?g置于已灼燒至恒重的瓷坩堝中，將坩堝送入高溫電爐中，打開(kāi)坩堝蓋，逐漸升高溫度，在800?℃灰化4?h，冷卻取出稱(chēng)量。稱(chēng)取100?mg過(guò)100目篩生物炭樣品，用LECO?CNS?2000儀（LECO公司，US）測(cè)定C、N含量。

1.2.4??生物炭傅立葉變換紅外線(xiàn)光譜（FTIR）分析官能團(tuán)變化??用傅立葉變換紅外光譜儀（Nicolet?6700，美國(guó)）測(cè)定生物炭的紅外光譜。將生物炭磨碎后過(guò)100目篩，烘干后，將樣品與KBr以質(zhì)量比1∶2000混合，用瑪瑙研缽研磨后于壓片機(jī)上壓成均勻的薄片，紅外光譜儀測(cè)定范圍為400～4000?cm–1，分辨率為4?cm–1，通過(guò)波譜特征分析生物炭的表面特征。

1.2.5??掃描電鏡分析測(cè)定生物炭表面特征??采用掃描電子顯微鏡（日立S-3400?N，日本）觀測(cè)生物炭樣品形狀及表面特征。分析前將生物炭過(guò)篩烘干，隨機(jī)選取生物炭樣品外表面部位，放置在黑色背景膠板上，調(diào)整視野清晰度，選擇結(jié)構(gòu)完整的部位拍照，分析并保存。

1.2.6??能譜分析??取1?g生物炭樣品，用OCT化合物（Sakura?Finetek，日本）涂片，立即置于液氮中冷卻，在–150?℃低溫下測(cè)定表面形態(tài)及元素組成。

1.3??數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果為3次重復(fù)的平均值，采用Microsoft?Excel?2016軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，Origin?2016軟件制圖。通過(guò)DPS?16.05軟件分析文中各指標(biāo)的差異性和相關(guān)性，多重比較采用least?significant?difference（LSD）法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平為P<0.05。

2??結(jié)果與分析

2.1??不同裂解溫度下3種豆科C、N含量和C/N對(duì)比

由表1可知，3種豆科生物炭C含量在裂解溫度為500?℃時(shí)顯著高于300?℃，而500?℃和700?℃無(wú)顯著差異。各溫度條件下，3種豆科生物炭的C含量表現(xiàn)為Be>St>Pe。Pe和St的N含量300?℃>500?℃>700?℃，而B(niǎo)e處理的N含量基本保持不變。相同溫度下，3種生物炭N含量均表現(xiàn)為St>Pe>Be。生物炭裂解溫度越高，C/N比越大。

2.2??不同裂解溫度下3種豆科生物炭制碳率、灰分含量、灰分堿度和pH變化

裂解溫度越高，3種生物炭的制碳率越低（圖1A）。相比300?℃，500?℃時(shí)Pe、Be和St的灰分含量分別增加9.73%、18.12%和14.59%，700℃分別增加14.88%、27.40%和44.28%（圖1B）。3種生物炭裂解溫度越高，灰分堿度和pH越高（圖1C和1D）；Pe、Be和St在500?℃時(shí)的pH較300?℃時(shí)分別增加29.91%、12.28%和7.79%，而700?℃時(shí)的pH較300?℃時(shí)分別增加42.88%、17.16%和19.41%。

不同材料對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Pe的制碳率最高，而B(niǎo)e在各溫度條件下制碳率最低；但Be的灰分含量最高，Pe的最低。Pe的灰分堿度在3種材料各溫度制成生物炭后均最低。各溫度條件下，Be的pH最高。

2.3??不同裂解溫度下對(duì)3種豆科生物炭微觀形貌及孔隙結(jié)構(gòu)的影響

圖2為3種生物炭在300、500和700?℃的掃描電鏡圖，Pe在300?℃熱裂解炭化處理后，表現(xiàn)出規(guī)則的絮狀結(jié)構(gòu)，孔隙結(jié)構(gòu)清晰良好，當(dāng)溫度為500?℃時(shí)，絮狀結(jié)構(gòu)開(kāi)始消失，出現(xiàn)光滑的條狀結(jié)構(gòu)，形成不規(guī)則的小孔狀，有一些碎屑覆蓋，孔隙直徑均小于10?μm，溫度達(dá)到700?℃時(shí)，生物炭表面變得光滑，碎屑消失，且表面孔徑變大。300?℃時(shí)，生物炭Be有規(guī)則的孔徑結(jié)構(gòu)，且孔徑結(jié)構(gòu)比較大，基本超過(guò)10?μm，500?℃時(shí)炭化更加完全，孔徑結(jié)構(gòu)更加規(guī)整，且孔徑基本為10?μm，700?℃時(shí)則由原本較光滑的內(nèi)壁變得粗糙，且表面有碎屑生成，表明700?℃時(shí)炭化完全。St在300?℃時(shí)，表面存在大量的規(guī)整絮狀，當(dāng)溫度達(dá)到500?℃時(shí)，絮狀結(jié)構(gòu)開(kāi)始消失，表面形成條紋結(jié)構(gòu)，且附碎屑，溫度達(dá)到700?℃時(shí)，表面更加粗糙，附著在外部的碎屑物減少。豆科植物高溫條件下制備的生物炭具有更發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和更大的比表面積。

2.4??不同裂解溫度下3種豆科生物炭元素組成

由圖3可知，不同裂解溫度下生物炭的元素組成存在較大差異。300?℃，Pe的元素組成主要為C、O、P、Cl、K和Ca，其中C含量最高，其次為Cl和K元素，當(dāng)裂解溫度升高到500?℃時(shí)，析出Na、Mg和Al等金屬離子及Si和S等非金屬離子，當(dāng)裂解溫度為700?℃時(shí)，生物炭的元素組成主要為C、O、Mg、Al、Si、Cl、K和Ca。Be的元素主要為C、O、K和Ca，其中以C元素含量最高，其次為O和K。500?℃時(shí)析出Si、P、S和Cl等離子，其中K含量升高，700?℃則析出Mg金屬離子。St于300?℃裂解溫度制成生物炭后，主要元素為C、O、Si、Cl和K，當(dāng)裂解溫度升高至500?℃時(shí)，析出Ca離子，700?℃時(shí)，Mg、P和S離子析出。

2.5??熱解溫度對(duì)生物炭表面官能團(tuán)變化的影響

以波數(shù)（4000～500?cm–1）為橫坐標(biāo)，透光率（%）為縱坐標(biāo)，繪制不同材料生物炭在不同溫度下的FTIR圖譜（圖4）。不同溫度熱解生物炭均出現(xiàn)相似的吸收峰，主要包括3432、2924、1744、1659、1375、1082、880、785?cm–1附近的振動(dòng)峰，表現(xiàn)出隨溫度升高，堿性官能團(tuán)含量增加。3種材料不同裂解溫度下所制成的生物炭在3432?cm–1左右出現(xiàn)吸收峰，溫度越高，峰值越低。說(shuō)明溫度升高減少了生物炭中的-OH基團(tuán)。烷烴中的C-H振動(dòng)吸收峰出現(xiàn)在2924?cm–1附近，脂肪族的CH3和CH2基團(tuán)開(kāi)始出現(xiàn)，可能是脫羧作用導(dǎo)致脂肪族碳?xì)浠衔锏男纬桑S溫度升高，吸收峰越強(qiáng)。在1375～1744?cm–1波段，生物炭振動(dòng)吸收峰值加強(qiáng)，此波段中振動(dòng)吸收峰主要由C=O和C=C的伸縮振動(dòng)引起，隨溫度升高，振幅升高。在1082?cm–1波段出現(xiàn)的伸縮振動(dòng)為Si-O-Si，880?cm–1和785?cm–1波段的吸收峰隨溫度升高而降低。

3??討論

3.1??裂解溫度對(duì)生物炭理化性質(zhì)的影響

本試驗(yàn)中裂解溫度500?℃時(shí)，3種豆科植物C含量較300?℃時(shí)顯著升高，裂解溫度為500?℃和700?℃時(shí)，C含量基本不變，原因在于低于500?℃情況下，生物質(zhì)分解以半纖維素、纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)為主，當(dāng)溫度超過(guò)500?℃時(shí)，形成難降解的芳香族結(jié)構(gòu)，產(chǎn)率變化趨于緩慢[23]。生物炭C/N比隨裂解溫度升高而增大，這與葉協(xié)鋒等[24]的研究結(jié)果一致。其中大豆秸稈炭的C/N最大，高C/N比值生物炭添加至土壤后會(huì)降低土壤N素利用率[25]。生物炭的裂解過(guò)程分為3個(gè)階段，隨著裂解溫度升高，半纖維素、纖維素和木質(zhì)素依次分解，溫度越高，原材料的分解越徹底[14]。因此溫度越高，產(chǎn)率越低。生物炭pH隨溫度升高而升高，生物炭熱解過(guò)程中，會(huì)形成酸性物質(zhì)，隨溫度升高，這些物質(zhì)會(huì)逐漸揮發(fā)。高溫條件下，酸性物質(zhì)減少，pH升高[26]，其次裂解溫度升高，Ca2+、Mg2+和K+等鹽基離子析出也是pH升高的重要原因[14]。簡(jiǎn)敏菲等[15]通過(guò)對(duì)生物炭灰分和pH相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，二者呈極顯著相關(guān)關(guān)系，本研究中，灰分含量隨溫度提高的同時(shí)，pH相應(yīng)增加，可能是隨溫度升高，生物炭的堿性物質(zhì)主要為灰分中的無(wú)機(jī)碳酸鹽，灰分含量增加，pH相應(yīng)提高[27]。

3.2??裂解溫度對(duì)生物炭微觀結(jié)構(gòu)及光譜特性的影響

韋思業(yè)[28]研究木質(zhì)生物炭指出，低溫（300?℃）下生物炭表面出現(xiàn)平滑且規(guī)則的管狀孔隙結(jié)構(gòu)，但當(dāng)裂解溫度達(dá)到500～700?℃時(shí)，管狀孔隙結(jié)構(gòu)坍塌，孔徑變大，孔壁變薄，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果相一致。隨裂解溫度升高，3種豆科生物炭比表面積均增大，主要原因是高溫條件下，生物炭中的中孔和微孔打開(kāi)，炭化完全的結(jié)果[29]。隨溫度升高，3種豆科植物生物炭為300?℃和500?℃時(shí)，主要為C、O和K元素，當(dāng)溫度為500?℃和700?℃時(shí)，生物炭中開(kāi)始析出Na+和Mg2+等金屬離子。大豆秸稈碳元素種類(lèi)和含量均最高，這說(shuō)明其在應(yīng)用過(guò)程中，具有更好的碳封存優(yōu)勢(shì)。生物炭在土壤中可保持上百年至數(shù)千年，有機(jī)碳大部分可保存下來(lái)，起到長(zhǎng)期固碳的作用。生物炭自身含碳量一般在60%以上，施入土壤后，可直接提高土壤有機(jī)碳含量，極大地豐富了土壤碳庫(kù)[30]。同時(shí)，生物炭中的Na、K、Ca、Mg等元素常以氧化物和碳酸鹽形態(tài)存在，施入土壤后溶于水，一般呈堿性[31]。

傅立葉紅外圖譜（FTIR）分析能進(jìn)一步探究生物炭在不同溫度下表面官能團(tuán)的變化[32]。3種材料不同裂解溫度下所制成的生物炭在3432?cm–1左右出現(xiàn)吸收峰，說(shuō)明存在酚羥基和醇羥基。隨溫度升高，吸收峰增強(qiáng)，說(shuō)明溫度升高增加了-OH基團(tuán)。烷烴中的C-H振動(dòng)吸收峰出現(xiàn)在2924?cm–1附近，此時(shí)溫度升高，吸收峰逐漸平緩，說(shuō)明隨溫度升高，生物炭烷基基團(tuán)丟失，芳香化程度更高，同時(shí)此波段中有亞甲基振動(dòng)，而溫度升高，逐漸被降解[14]。在1082?cm–1波段出現(xiàn)的伸縮振動(dòng)為Si-O-Si，由此可知，豆科植物在熱裂解過(guò)程中，會(huì)有一定的含硅礦物析出。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，裂解溫度為500?℃時(shí)，柱花草的C-H和O-H鍵的吸收振動(dòng)峰增強(qiáng)，說(shuō)明柱花草生物炭熱穩(wěn)定性異于其余2種生物炭，當(dāng)溫度達(dá)到500?℃時(shí)，生物炭?jī)?nèi)仍保留CH2基團(tuán)，當(dāng)溫度升高，達(dá)到700?℃時(shí)，CH2全部消失，形成難降解的芳香族結(jié)構(gòu)[33]。裂解溫度高于500?℃時(shí)，高度芳香化結(jié)構(gòu)使施入土壤的生物炭極具抗氧化能力和吸附能力[34]，使得生物炭在土壤中可保持上百年至數(shù)千年。

4??結(jié)論

裂解溫度為500?℃時(shí)，3種豆科原料制成的生物炭碳含量、灰分含量、灰分堿度和pH均顯著高于300?℃，500?℃和700?℃無(wú)顯著差異。該研究結(jié)果表明，豆科植物生物炭適宜的熱解溫度為500?℃，溫度再升高，對(duì)生物炭理化性質(zhì)影響不大。大豆炭的灰分含量、pH、碳含量及碳氮比均高于其他2種生物炭，500?℃裂解生成的大豆生物炭更有利于提高土壤pH、土壤修復(fù)和固碳等。

參考文獻(xiàn)

• AHMAD?M，?RAJAPAKSHA?A?U，?LIM?J?E，?ZHANG?M，?BOLAN?N，?MOHAN?D，?VITHANAGE?M，?LEE?S?S，?OK?Y?S.?Biochar?as?a?sorbent?for?contaminant?management?in?soil?and?water：?a?review[J].?Chemosphere，?2014，?99：?19-33.?
• 高凱芳，?簡(jiǎn)敏菲，?余厚平，?陳樸青，?謝永璨，?于培德.?裂解溫度對(duì)稻稈與稻殼制備生物炭表面官能團(tuán)的影響[J].?環(huán)境化學(xué)，?2016，?35（8）：?1663-1669.GAO?K?F，?JIAN?M?F，?YU?H?P，?CHEN?P?Q，?XIE?Y?C，?YU?P?D.?Effects?of?pyrolysis?temperature?on?the?biochars?and?its?surface?functional?groups?made?from?rice?straw?and?rice?husk[J].?Environmental?Chemistry，?2016，?35（8）：?1663-1669.?（in?Chinese）

[3]?SOHI?S?P，?KRULL?E，?LOPEZ-CAPEL?E，?BOL?R.?A?review?of?biochar?and?its?use?and?function?in?soil[J].?Advances?in?Agronomy，?2010，?105（1）：?47-82.

[4]?SANCHEZ?M?E，?LINDAO?E，?MARGALEFF?D，?MARTNEZ?O，?MORAN?A.?Pyrolysis?of?agricultural?residues?from?rape?and?sunflowers：?production?and?characterization?of?bio-fuels?and?biochar?soil?management[J].?Journal?of?Analytical?and?Applied?Pyrolysis，?2009，?85（1/2）：?142-144.

[5]?潘鳳娥，胡俊鵬，索龍，?王小淇，?季雅嵐，?孟磊.?添加玉米秸稈及其生物質(zhì)炭對(duì)磚紅壤N2O排放的影響[J].?農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，?2016，?35（2）：?396-402.?PAN?F?E，?HU?J?P，?SUO?L，?WANG?X?Q，?JI?Y?L，?MENG?L.?Effect?of?corn?stalk?and?its?biochar?on?N2O?emissions?from?latosol?soil[J].?Journal?of?Agro-Environment?Science，?2016，?35（2）：?396-402.?（in?Chinese）

[6]?羅煜，?趙立欣，?孟海波，?向欣，?趙小蓉，?李貴桐，?林啟美.不同溫度下熱裂解芒草生物質(zhì)炭的理化特征分析[J].?農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，?2013，?29（13）：?208-217.?LUO?Y，?ZHAO?L?X，?MENG?H?B，?XIANG?X，?ZHAO?X?R，?LI?G?T，?LIN?Q?M.?Physio-chemical?characterization?of?biochars?pyrolyzed?from?miscanthus?under?two?different?temperatures[J].?Transactions?of?the?Chinese?Society?of?Agricultural?Engineering，?2013，?29（13）：?208-217.?（in?Chinese）

[7]?ASAI?H，?SAMSON?B?K，?STEPHAN?H?M，?SONGYIKHANGSUTHOR?K，?HOMMA?K，?KIYONO?Y，?INOUE?Y，?SHIRAIWA?T，?HORIE?T.?Biochar?amendment?techniques?for?upland?rice?production?in?Northern?Laos[J].?Field?Crops?Research，?2009，?111（1/2）：?81-84.

[8]?ZHAO?L，?CAO?X，?MASEK?O，?ZIMMERMAN?A.?Heterogeneity?of?biochar?properties?as?a?function?of?feedstock?sources?and?production?temperatures[J].?Journal?of?Hazardous?Materials，?2013，?256/257：?1-9.

• 張進(jìn)紅，?林啟美，?趙小蓉，?李貴桐.?水熱炭化溫度和時(shí)間對(duì)雞糞生物質(zhì)炭性質(zhì)的影響[J].?農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，?2015，?31（24）：?239-244.?ZHANG?J?H，?LIN?Q?M，?ZHAO?X?R，?LI?G?T.?Effect?of?hydrothermal?carbonization?temperature?and?time?on?characteristics?of?bio-chars?from?chicken?manure[J].?Transactions?of?the?Chinese?Society?of?Agricultural?Engineering，?2015，?31（24）：?239-244.?（in?Chinese）
• MUKOME?F?N?D，?ZHANG?X?M，?SILVA?L?C?R，?SIX?J，?PARIKH?S?J.?Use?of?chemical?and?physical?characteristics?to?investigate?trends?in?biochar?feedstocks[J].?Journal?of?Agricultural?and?Food?Chemistry，?2013，?61（9）：?2196-2204.?
• 黃華，?王雅雄，?唐景春，?朱文英.?不同燒制溫度下玉米秸稈生物炭的性質(zhì)及對(duì)萘的吸附性能[J].?環(huán)境科學(xué)，?2014，?35（5）：?1884-1890.?HUANG?H，?WANG?Y?X，?TANG?J?C，?ZHU?W?Y.?Properties?of?maize?stalk?biochar?produced?under?different?pyrolysis?temperatures?and?its?sorption?capability?to?naphthalene[J].?Environmental?Science，?2015，?35（5）：?1884-1890.?（in?Chinese）
• 孫克靜，?張海榮，?唐景春.?不同生物質(zhì)原料水熱生物炭特性的研究[J].?農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，?2014，?33（11）：?2260-2265.?SUN?K?J，?ZHANG?H?R，?TANG?J?C.?Properties?of?hydrochars?from?different?sources?of?biomass?feedstock[J].?Journal?of?Agro-Environment?Science，?2014，?33（11）：?2260-2265.?（in?Chinese）

[13]?郝蓉，?彭少麟，?宋艷暾，?劉名茗.?不同溫度對(duì)黑碳表面官能團(tuán)的影響[J].?生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，?2010，?19（3）：?528-531.HAO?R，?PENG?S?L，?SONG?Y?T，?LIU?M?M.?Effects?of?different?temperature?on?surface?functional?groups?of?black?carbon[J].?Ecology?and?Environmental?Sciences，?2010，?19（3）：?528-531.?（in?Chinese）

[14]?于曉娜，?張曉帆，?李志鵬，?周涵君，?付仲毅，?孟琦，?葉協(xié)鋒.?熱解溫度對(duì)花生殼生物炭產(chǎn)率及部分理化特性的影響[J].?河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，?2017，?51（1）：?108-114.?YU?X?N，?ZHANG?X?F，?LI?Z?P，?ZHOU?H?J，?FU?Z?Y，?MENG?Q，?YE?X?F.?Pyrolysis?temperature?on?the?peanut-shell-biochar?production?rate?and?some?physical?and?chemical?properties[J].?Journal?of?Henan?Agricultural?University，?2017，?51（1）：?108-114.?（in?Chinese）

[15]?簡(jiǎn)敏菲，?高凱芳，?余厚平.?不同裂解溫度對(duì)水稻秸稈制備生物炭及其特性的影響[J].?環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，?2016，?36（5）：?1757-1765.?JIAN?M?F，?GAO?K?F，?YU?H?P.?Effects?of?different?pyrolysis?temperatures?on?the?preparation?and?characteristics?of?bio-char?from?rice?straw[J].?Acta?Scientiae?Circumstantiae，?2016，?36（5）：?1757-1765.?（in?Chinese）

[16]?AI-WABEL?M?I，?AL-OMARAN?A，?EL-NAGGAR?A?H，?NADEEM?M，?USMAN?A?R?A.?Pyrolasis?temperature?induced?changes?in?characteristics?and?chemical?composition?of?biochar?produced?from?conocarpus?wasters[J].?Bioresource?Technology，?2013，?131：?374-379.

[17]?季雅嵐，?索龍，?解鈺，?王小淇，?方雅各，?楊霖，?趙伶茹，?孟磊.?不同生物質(zhì)炭對(duì)海南磚紅壤性質(zhì)及N2O排放的影響[J].?土壤，?2017，?49（6）：?1172-1178.?JI?Y?L，?SUO?L，?XIE?Y，?WANG?X?Q，?FANG?Y?G，?YANG?L，?ZHAO?L?R，?MENG?L.?Effects?of?different?biochars?on?hainan?latosol?properties?and?N2O?emission[J].?Soils，?2017，?49（6）：?1172-1178.?（in?Chinese）

[18]?UZOMA?K?C，?INOUE?M，?ANDRY?H，?FUJIMAKI?H，?ZAHOOR?A，?NISHIHARA?E.?Effect?of?cow?manure?biochar?on?maize?productivity?under?sandy?soil?condition[J].?Soil?Use?and?Management，?2011，?27（2）：?205-212.

[19]?TAGHIZADEH-TOOSI?A，?CLOUGH?T?J，?SHERLOCK?R?R，?CONDRON?L?M.?A?wood?based?low-temperature?biochar?captures?NH3-N?generated?from?ruminant?urine-N，?retaining?its?bioavailability[J].?Plant?and?Soil，?2012，?353（1/2）：?73-84.

[20]?索桂芳，?呂豪豪，?汪玉瑛，?劉玉學(xué)，?何莉莉，?楊生茂.?不同生物炭對(duì)氮的吸附性能[J].?農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，?2018，?37（6）：?1193-1202.SUO?G，?LYU?H?H，?WANG?Y?Y，?LIU?Y?X，?HE?L?L，?YANG?S?M.?Study?on?the?adsorption?properties?of?nitrogen?by?different?biochars[J].?Journal?of?Agro-Environment?Science，?2018，?37（6）：?1193-1205.?（in?Chinese）

[21]?高海英，?何緒生，?陳心想，?張?chǎng)?耿增超.?生物炭及炭基硝酸銨肥料對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響[J].?農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，?2012，?31（10）：?1948-1955.?GAO?H?Y，?HE?X?S，?CHEN?X?X，?ZHANG?W，?GENG?Z?C.?Effect?of?biochar?and?biochar-based?ammonium?nitrate?fertilizers?on?soil?chemical?properties?and?crop?yield[J].?Journal?of?Agro-Environment?Science，?2012，?31（10）：?1948-1955.?（in?Chinese）

[22]?袁帥，?趙立欣，?孟海波，?沈玉君.?生物炭主要類(lèi)型、理化性質(zhì)及其研究展望[J].?植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，?2016，?22（5）：?1402-1417.?YUAN?S，?ZHAO?L?X，?MENG?H?B，?SHENG?Y?J.?The?main?types?of?biochar?and?their?properties?and?expectative?researches[J].?Journal?of?Plant?Nutrition?and?Fertilizer，?2016，?22（5）：?1402-1417.?（in?Chinese）

[23]?劉慧冉，?謝昶琰，?康亞龍，?江尚燾，?梅新蘭，?徐陽(yáng)春，?董彩霞.?不同裂解溫度對(duì)梨樹(shù)枝條生物炭理化性質(zhì)的影響[J].?南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，?2019，?42（5）：?895-902.?LIU?H?R，?XIE?C?Y，?KANG?Y?L，?JIANG?S?T，?MEI?X?L，?XU?Y?C，?DONG?C?X.?Influence?of?different?pyrolysis?temperatures?on?physical?and?chemical?properties?of?biochar?derived?from?pear?branches[J].?Journal?of?Nanjing?Agricultural?University，?2019，?42（5）：?895-902.?（in?Chinese）

[24]?葉協(xié)鋒，?周涵君，?于曉娜，?張曉帆，?李志鵬，?付仲毅，?孟琦.?熱解溫度對(duì)玉米秸稈炭產(chǎn)率及理化特性的影響[J].?植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，?2017，?23（5）：?1268-1275.?YE?X?F，?ZHOU?H?J，?YU?X?N，?ZHANG?X?F，?LI?Z?P，?FU?Z?Y，?MENG?Q.?Physiochemical?properties?and?yields?of?corn-stalk-biochar?under?different?pyrolyzed?temperatures[J].?Journal?of?Plant?Nutrition?and?Fertilizer，?2017，?23（5）：?1268-1275.?（in?Chinese）

[25]?武玉，?徐剛，?呂迎春，?邵宏波.?生物炭對(duì)土壤理化性質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J].?地球科學(xué)進(jìn)展，?2014，?29（1）：?68-79.?WU?Y，?XU?G，?LYU?Y?C，?SHAO?H?B.?Effects?of?biochar?amendment?on?soil?physical?and?chemical?properties：?current?status?and?knowledge?gaps[J].?Advances?in?Earth?Science，?2014，?29（1）：?68-79.?（in?Chinese）

[26]?朱啟林，?曹明，?張雪彬，?陶凱，?柯用春，?孟磊.?不同熱解溫度下禾本科植物生物炭理化特性分析[J].?生物質(zhì)化學(xué)工程，?2021，?55（4）：?21-28.?ZHU?Q?L，?CAO?M，?ZHANG?X?B，?TAO?K，?KE?Y?C，?MENG?L.?Physicochemical?and?infrared?spectroscopic?properties?of?gramineae?plants?biochar?at?different?pyrolysis?temperatures[J].?Biomass?Chemical?Engineering，?2021，?55（4）：?21-28.?（in?Chinese）

[27]?YUAN?J?H，?XU?R?K，?ZHANG?H.?The?forms?of?alkalis?in?the?biochar?produced?from?crop?residues?at?different?temperatures[J].?Bioresource?Technology，?2011，?102（3）：?3488-3497.

[28]?韋思業(yè).?不同生物質(zhì)原料和制備溫度對(duì)生物炭物理化學(xué)特征的影響[D].?北京：?中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，?2017.WEI?S?Y.?Influence?of?biomass?feedstocks?and?pyrolysis?temperatures?on?physical?and?chemical?properties?of?biochar[D].?Beijing：?University?of?Chinese?Academy?of?Sciences，?2017.?（in?Chinese）

[29]?王宏燕，?王曉晨，?張瑜潔，?代琳，?許毛毛，?丁奕君.?幾種生物質(zhì)熱解炭基本理化性質(zhì)比較[J].?東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，?2016，?47（5）：?83-90.?WANG?H?Y，?WANG?X?C，?ZHANG?Y?J，?DAI?L，?XU?M?M，?DING?Y?J.?Comparison?of?biochars?characteristics?from?biomass?residues?produced?through?slow?pyrolysis[J].?Journal?of?Northeast?Agricultural?University，?2021，?47（5）：?83-90.?（in?Chinese）

[30]?馬莉，?呂寧，?冶軍，?茹思博，?李國(guó)峰，?侯振安.?生物炭對(duì)灰漠土有機(jī)碳及其組分的影響[J].?中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，?2012，?20（8）：?976-981.?MA?L，?LYU?N，?YE?J，?RU?S?B，?LI?G?F，?HOU?Z?A.?Effects?of?biochar?on?organic?carbon?content?and?fractions?of?gray?desert?soil[J].?Chinese?Journal?of?Eco-Agriculture，?2012，?20（8）：?976-981.?（in?Chinese）

[31]?楊彩迪，?宗玉統(tǒng)，?盧升高.?不同生物炭對(duì)酸性農(nóng)田土壤性質(zhì)和作物產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)影響[J].?環(huán)境科學(xué)，?2020，?41（4）：?1914-1920.?YANG?C?D，?ZONG?Y?T，?LU?S?G.?Dynamic?effects?of?different?biochars?on?soil?properties?and?crop?yield?of?acid?farmland[J].?Environmental?Science，?2020，?41（4）：?1914-1920.?（in?Chinese）

[32]?孫濤，?朱新萍，?李典鵬，?顧祝禹，?張佳喜，?賈宏濤.?不同原料生物炭理化性質(zhì)的對(duì)比分析[J].?農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，?2017，?34（6）：?543-549.?SUN?T，?ZHU?X?P，?LI?D?P，?GU?Z?Y，?ZHANG?J?X，?JIA?H?T.?Comparison?of?biochars?characteristics?from?different?raw?materials[J].?Journal?of?Agricultural?Resources?and?Environment，?2017，?34（6）：?543-549.?（in?Chinese）

[33]?ZHAO?B，?OCONNOR?D，?ZHANG?J?L，?PENG?T?Y，?SHEN?Z?T，?TSANG?D?C?W，?HOU?D?Y.?Effect?of?pyrolysis?temperature，?heating?rate，?and?residence?time?on?rapeseed?stem?derived?biochar[J].?Journal?of?Cleaner?Production，?2018，?174：?977-987.

[34]?周桂玉，?竇森，?劉世杰.?生物質(zhì)炭結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其對(duì)土壤有效養(yǎng)分和腐殖質(zhì)組成的影響[J].?農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，?2011，?30（10）：?2075-2080.ZHOU?G?Y，?DOU?S，?LIU?S?J.?The?structural?characteristics?of?biochar?and?its?effects?on?soil?available?nutrients?and?humus?composition[J].?Journal?of?Agro-Environment?Science，?2011，?30（10）：?2075-2080.?（in?Chinese）