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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

我国是农业大国，农业是国民经济的基础。全国13亿人口的粮食、肉类、蔬菜、水果等食物和纺织用纤维等，约为20.33万吨，除少数年份为调剂品种而有进口外，都来自本国农业。农业发达也带来了相应的弊端，大量的农业活动带来了诸多农林废物。农业废弃物是指农林牧副渔各项生活中丢弃的固体废物，主要有是农作物秸秆、枯枝落叶、木屑、动物尸体、大量家禽家畜粪便、以及农业用资材废弃物（肥料袋、农用膜）等。这些农林废弃物处理不当，便会对环境造成很大的危害。一般对于秸秆、木屑等废弃物，在农林用地上焚烧，以灰肥田，然而这样会造成土地化肥施加需求量增加，土壤板结。焚烧所产生的大量co、co₂等有害气体会对空气造成严重污染。焚烧这种手段很大程度上浪费了原材料的肥力，也是一种火灾隐患。动物粪便作为肥料堆积于土地上容易发酵，产生有害气体污染空气，还会产生恶臭。直接排放到水体中会造成水体富营养化污染水体。

然而，这些农林废弃物却是生产改善土壤质量的生物炭的绝佳材料，对其善加利用不但能消除原本对环境造成的危害，还能产生极高的农艺和环境效益。

国内外研究现状

生物炭（biochar）一般是指生物质原材料在厌氧或缺氧的条件下，经一定的温度（约700 益）热解产生的含碳量高、具有较大比表面积的固体生物燃料，也称为生物质炭^[1]。常见的生物炭包括木炭、稻壳炭、秸秆炭和竹炭等^[2]。它们主要由芳香烃和单质碳或具有石墨结构的碳组成，除了c 元素，还包括h、o、n、s以及少量的微量元素^[3]。虽然生物炭的性质受制备条件的影响较大，但总体来说，生物炭比表面积大、容重小、稳定性高、吸附能力强^[4]，被广泛应用于生态修复、农业和环保领域^[5]。将生物炭添加到土壤中，不仅可以增加土壤肥力，提高农作物产量，还能够有效吸附土壤或沉积物中的重金属（如pb² 、cd² 、hg² 等）和有机污染物（如农药、pahs 等）^[6]。同时，生物炭具有很高的化学稳定性、难以被微生物降解，可以起到固定大气碳素、增汇减排、缓解气候变化的作用。生物炭来源广泛，是一种更环保、更具成本效益的材料，因而有利于其在环境修复中推广应用^[7]。

2. 研究的基本内容

我们通过对由农林废弃物（鸡粪，谷壳等）生产的生物炭的表征进行研究分析，判断其在提高土壤肥力，改善土壤质量的能力，以确定其在农艺和环境方面的潜在效益。我们假设由富营养生物质制成的生物炭具有较好的肥力，而由植物材料如甘蔗渣制成的生物炭能有效增加土壤中碳的螯合作用。我们同时假设生物炭的浸灰值受原材料灰分含量的影响且不受pH值影响；鸡粪中所含的矿物质有效地防止了有机化合物在高温下被降解，从而使得即使在750摄氏度的高温下也能产生高CEC生物炭。本文的研究目标主要集中于两方面：（1）评估由木材和富营养生物质制成的生物炭的物理和化学表征，以及其在农艺和环境方面的潜在效益；（2）确定生物炭的潜在用途和其生产方面的缺点，为将来农林废弃物生物炭在土壤处理方面的实验提供经验。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2019/3/1~2019/3/31:确定研究内容，完成开题报告

2019/4/1~2019/4/30：研究文献，完成论文主体撰写

2019/5/1~2019/5/18：论文修改以及定稿。准备答辩

4. 参考文献

[1] wardle d a,nilsson m c, zackrisson o. fire-derived charcoal causes

loss of foresthumus[j]. science, 2008, 320（5876）：629-629.

[2] 张峥嵘. 生物炭改良土壤物理性质的初步研究[d]. 杭州：浙江大学,