本课题主要研究秸秆生物炭对土壤氮磷的固持能力的影响。

我国是农业大国，氮磷又是保障作物生长的必不可少的元素。为了保证粮食的安全和质量，我国化肥施用量大大提高。现阶段我国农作物中氮肥施用量占世界氮肥总用量的 32%。如此大量使用氮磷肥的原因主要是氮磷肥利用率过低。大量使用氮磷肥保证了经济效益的同时也产生了一些环境问题。比如通过地表径流和农田渗漏流失的磷元素进入水体后，会引起水体的富营养化，严重时会影响到饮用水的安全；氮肥的流失造成土壤退化等。

我国也是秸秆资源最为丰富的国家之一，如今秸秆的回收利用越来越引起人们的关注。通过生物质原料的热解炭化制备的结构相对稳定的多孔含碳物质，热解制备生物炭是一种固定碳的方法，生成的生物炭是一种优良的贫瘠土壤或者酸化土壤改良剂，可以增加土壤有机碳含量，增强土壤的水土保持能力，生物炭吸附营养元素后，可以继续用于土壤改良而无需再生，可以有效实现秸秆的资源化的利用。

生物炭的概念出现在 20 世纪，发展至今，生物炭在国内外及各领域研究颇多，步入 21 世纪，生物炭研究应用主要在防治环境污染、全球气候变暖、提高粮食产量安全等方面。在农业领域，生物炭在土壤、植物、环境系统及其机制等方面的作用，来自不同国家的研究人员对生物炭在改善土壤结构、物理和化学性质、提高作物产量和处理环境方面进行了大量的调查和初步确认。并且近年来，水体中（主要是地下水和地表水）NO-3-N的污染越来越受到国内外广泛关注。世界各地水体尤其是地下水中 NO-3-N 浓度增加异常迅速，其中一个重要原因是农业上过度地使用氮肥，同时磷肥施用过量后，较难移动的磷也会存在淋溶损失风险，从而污染地下水，造成水体富营养化。因此，寻求一种有效的方法防止氮磷养分淋失已经迫在眉睫。

2. 研究的基本内容与方案

1 实验目的

秸秆属于农业废弃物，脱硫石膏和粉煤灰是固体废物，通过热裂解稻草秸秆制备生物炭，并混掺粉煤灰，脱硫石膏来探究混掺前后，生物质炭对土壤氮磷固持能力的影响。

2 实验原理

生物炭通常是指由生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质。生物炭具有较大的比表面积和较高的电荷密度，将其施入土壤中能提高土壤孔隙度、增强土壤保水保肥能力并促进土壤团聚体的形成，进而增加土壤的稳定性和对养分的吸附能力。近年来，将生物炭用作土壤改良剂来减少养分淋失的研究日益增多。生物炭能够减少土壤中氮磷养分淋失已得到广泛认可。研究表明，生物炭还田可减少土壤中 NO3-N、NH4-N和PO3 4 -P 的淋滤。生物炭表面含有大量的负电荷，易与阴离子产生静电互斥，需要通过改性提高生物炭对阴离子的吸附能力。目前生物炭常用的改性方法主要有酸法、碱法和负载金属改性法，酸法和碱法改性生物炭过程中排放的酸碱会对环境产生危害，通过负载铁改性能有效避免这个问题，同时改性后的生物炭含有较多的阳离子能与含负电荷的阴离子结合，从而提高吸附能力。生物炭改性后施入土壤以减少养分淋失鲜有报道，并且生物炭都是与土壤按一定比例混合施入土壤耕层，这种方法虽然能有效地减少淋溶损失。

3实验内容

①等温吸附实验，溶液吸附，配取KH2PO4溶液/NH4Cl溶液/KNO3溶液，投加一定量的生物质炭/粉煤灰/脱硫石膏吸附剂