秸秆发电和气化残余物作为基质和肥料的应用研究

【摘要】： 如何处理生物质能源-秸秆发电和气化后的残余物(简称为草木灰),是保证生物质发电行业和农村新能源工程顺利开展的关键的问题。传统处理草木灰的方法主要有填埋和建筑上的运用,但这两种方法均由于淋洗作用而导致地下水水环境的污染,从而最终影响人类的健康。 秸秆发电后残余物将其简称为草木灰1,秸秆气化残余物将其简称为草木灰2,这两种残余物其pH值都呈碱性,还含有丰富的营养元素(Si、K、Ca、Mg、S),因此可将其作为肥料和土壤改良剂施入到农田土壤中,从而增加土壤的养分状况,促进作物生长,提高作物产量。利用草木灰为原料开发研制出一系列肥料产品和基质,可以实现草木灰的资源化,同时还可以减少草木灰对环境的危害。 在草木灰用作基质的试验中,本文选用秸秆气化残余物草木灰2作为烟草的育苗基质,通过烟草漂浮育苗试验,研究了草木灰2与常用育苗基质—泥炭的不同配比对烟草苗期生长的影响,测定和分析了烟草苗期生物量和形态指标以及光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、根系活力等生理指标；在草木灰用作肥料的试验中,本文选用草木灰1、草木灰2作为烟草和水稻生产所需的钾肥,通过盆栽试验,测定和分析了施加草木灰后土壤基本理化性状的变化、土壤中重金属含量的变化、水稻、烟草产量和品质的变化,以及施加草木灰后对烟叶、大米可食用性的安全评估,得出以下研究结果： (1)草木灰2完全替代泥炭作为烟草育苗基质是可行的,最佳替代比例为40%(v／v),且可培育出高品质的幼苗；在烟草漂浮育苗试验中还得出烟草苗期氮磷钾需求比例N:P2O5:K2O应在1：0.35：0.75左右。 (2)对于水稻生产来说,两种草木灰都不能完全取代氯化钾,草木灰1替代氯化钾的最佳比例为50%(肥料养分含量),草木灰2替代氯化钾的最佳比例为75%(肥料养分含量),处理草1-50(50表示替代氯化钾养分的比例)和处理草2-75(75表示替代氯化钾养分的比例)相对于处理有机肥+化肥来说,不仅大大节约了生产成本,而且显著提高了水稻的品质,但对水稻产量无显著性影响。 (3)对于烟草生产来讲,其试验结论大致与水稻试验的结果相符合,草木灰1替代硫酸钾的最佳比例仍为50%(肥料养分含量),草木灰2仍为75%(肥料养分含量),处理草1-50和处理草2-75(50、75仍表示替代硫酸钾养分的比例)与处理有机肥+化肥相比,也大大节约了生产成本,同时还显著的提高了烟叶的产量和改善了烟叶的品质。 (4)通过烟草和水稻的盆栽试验,我们还得出本试验设计添加草木灰的用量是安全的,草木灰施入土壤中没有带来土壤环境的恶化和对大米、烟叶安全食用性方面的任何不利影响。 【关键词】：秸秆发电残余物 秸秆气化残余物 育苗基质 肥料 烟草 水稻 重金属
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S141
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 文献综述10-17
• 1.1 我国秸秆资源利用情况10-11
• 1.2 草木灰的性状11-12
• 1.3 草木灰当前的主要利用方式12-14
• 1.4 草木灰在农田上的应用14-15
• 1.4.1 草木灰应用对土壤质量的影响14
• 1.4.2 草木灰应用对植物生长的影响14-15
• 1.4.3 草木灰农田应用对环境的影响15
• 1.5 小结15-17
• 第二章 秸秆气化残余物作为基质在烟草育苗生产中的应用研究17-25
• 2.1 材料与方法17-19
• 2.1.1 供试材料17-18
• 2.1.2 试验设计18
• 2.1.3 试验管理18-19
• 2.1.4 测定项目19
• 2.1.5 数据统计分析19
• 2.2 结果与讨论19-24
• 2.2.1 不同基质配比对烟草幼苗生长发育的影响19-22
• 2.2.2 不同基质配比对烟苗生理指标的影响22-23
• 2.2.3 泥炭与草木灰2成本的比较23-24
• 2.3 小结24-25
• 第三章 秸秆发电和气化残余物对烟草产量和品质的影响25-35
• 3.1 材料与方法25-27
• 3.1.1 供试材料25-26
• 3.1.2 试验设计26-27
• 3.1.3 试验管理27
• 3.1.4 测定项目27
• 3.1.5 数据统计分析27
• 3.2 结果与讨论27-34
• 3.2.1 施用草木灰对土壤基本理化性状的影响27-28
• 3.2.2 施用草木灰对土壤中重金属含量的影响28-30
• 3.2.3 施用草木灰对烟叶的产量与品质的影响30-32
• 3.2.4 施用草木灰对烟叶中重金属含量的影响32-33
• 3.2.5 各处理生产成本的计算比较33-34
• 3.3 小结34-35
• 第四章 秸秆发电和气化残余物对水稻产量和品质的影响35-44
• 4.1. 材料与方法36
• 4.1.1 供试材料36
• 4.1.2 试验设计36
• 4.1.3 试验管理36
• 4.1.4 测定项目36
• 4.1.5 数据统计分析36
• 4.2. 结果分析36-43
• 4.2.1 施用草木灰对土壤基本理化性状的影响36-37
• 4.2.2 施用草木灰对土壤中重金属含量的影响37-39
• 4.2.3 施用草木灰对水稻产量与品质的影响39-41
• 4.2.4 施用草木灰对水稻大米中重金属含量的影响41-42
• 4.2.5 各处理生产成本的计算比较42-43
• 4.3 小结43-44
• 第五章 全文结论44-48
• 5.1 本文结论44
• 5.2 秸秆发电和气化残余物目前利用存在的问题44-45
• 5.3 秸秆发电和气化残余物的应用前景45-46
• 5.3.1 作为栽培基质45-46
• 5.3.2 作为育苗基质46
• 5.3.3 作为肥料46
• 5.4 本文的创新之处46-48
• 参考文献48-54
• 致谢54-55
• 读研期间发表的论文55

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