【摘 要】
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生物质炭作为一种高效低成本的土壤改良剂,受到各界学者的广泛关注。虽然其在环境治理和土壤改良方面已有大量研究,但以茶渣为原料制备的生物质炭在土壤氮、磷吸附固定方面的研究鲜有报道。因此,本文采用在400℃、500℃和600℃条件下制备的茶渣生物质炭,运用现代分析技术对其基本理化性质进行表征。通过培养实验、等温吸附-解吸实验,研究不同热解温度的茶渣生物质炭对酸化土壤的改良、土壤磷素和无机氮的吸附-解吸特
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生物质炭作为一种高效低成本的土壤改良剂,受到各界学者的广泛关注。虽然其在环境治理和土壤改良方面已有大量研究,但以茶渣为原料制备的生物质炭在土壤氮、磷吸附固定方面的研究鲜有报道。因此,本文采用在400℃、500℃和600℃条件下制备的茶渣生物质炭,运用现代分析技术对其基本理化性质进行表征。通过培养实验、等温吸附-解吸实验,研究不同热解温度的茶渣生物质炭对酸化土壤的改良、土壤磷素和无机氮的吸附-解吸特性的影响,并通过响应曲面分析确定最佳吸附条件及理论最大吸附率。为茶渣的资源化利用、提高土壤养分元素的利用率和改善茶园土壤酸化提供理论依据。主要结论如下:（1）通过对茶渣生物质炭的制备和表征,揭示生物质炭的各种理化性质和热解温度之间的变化规律。研究采用在400℃、500℃和600℃条件下制备的茶渣生物质炭,对其进行表征。结果表明,热解温度会对生物质炭的理化性质产生影响。随着热解温度的升高,生物质炭的p H、BET、TP和TOC的含量上升,而生物质炭的产率、CEC和TN的含量下降。（2）探讨茶渣生物质炭对酸化土壤的改良。通过培养实验研究不同温度（400℃、500℃和600℃）制备的茶渣生物质炭对土壤酸化指标和酶活性的影响。结果表明,生物质炭可以提高土壤p H、CEC和交换性盐基饱度,降低土壤交换性酸的含量。同时,生物质炭输入土壤后显著促进了土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶的活性。（3）探讨茶渣生物质炭对土壤中磷（P）的吸附-解吸机制。利用吸附等温模型拟合,分析热解温度（400℃、500℃和600℃）和生物质炭投加量（0.25%、0.50%、1.00%和2.00%）对土壤中磷吸附-解吸过程产生的影响。结果表明,施用1.00%CZ400处理的土壤样品对磷的吸附量最大为1224.70mg·kg-1。同时,生物质炭在一定程度上降低了土壤对磷的解吸率,低温（400℃）条件下制备的茶渣生物质炭对磷的解吸率低于高温（600℃）炭。（4）探讨茶渣生物质炭对土壤中无机氮的吸附-解吸机制,通过吸附-解吸实验研究生物质炭的投加量（0.25%、0.50%、1.00%和2.00%）和热解温度（400℃、500℃和600℃）对土壤吸附无机氮过程的影响。结果表明,随着热解温度降低,土壤对氨氮（NH4+-N）的吸附量增大,解吸率下降。其中施用2.00%CZ400处理的土壤样品对NH4+-N的吸附量最大为1028.01mg·kg-1,解吸率最小为11.67%。不同温度下制备的茶渣生物质炭均不吸附溶液中的硝态氮（NO3--N）,其输入土壤后,会降低土壤对硝氮的吸附。（5）探究环境因素对氮磷吸附过程产生的影响,选取对土壤磷和氨氮吸附率有显著影响的3个变量（投加量、p H和温度）为研究对象,通过批量实验分析单一变量对土壤吸附氮磷的影响。利用RSM的BBD方法设计实验,得出最佳吸附率及最优吸附条件。结果表明,环境因素对磷和氨氮吸附率影响的强弱关系为投加量＞温度＞p H。当生物质炭投加量为1.00%、p H=10、温度为35℃时,茶渣生物质炭对土壤中磷的吸附效果最好,理论能达到的最佳吸附率为81.54%。当生物质炭投加量为1.00%、p H=10、温度为15℃时,茶渣生物质炭对土壤中NH4+-N的吸附效果最好,理论能达到的最佳吸附率为63.25%。图25表16参120
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