[发明专利]一种测定土壤中生物炭含量的方法

说明书

本发明涉及一种土壤中生物炭含量的测定方法，涉及生物炭含量测定技术领域，采集不含生物炭和含有生物炭的土壤样品，风干，磨细过2mm筛备用；称取105℃烘干后含有生物炭的土壤样品10.00g作为TZ值，含有生物炭的土壤样品放于坩埚中，置于马弗炉550℃～600℃焚烧4h，冷却称重，计算该土壤样品焚烧挥发量ZHF；重复上述步骤处理不含有生物炭的土壤样品10.0g，计算不含有生物炭土壤样品燃烧挥发的损失比例THEB；重复上述步骤，焚烧5.00g生物炭，冷却后称重，计算纯生物炭焚烧挥发的比例CHFB，将上述值代入公式TC＝(ZHF‑THFB*TZ)/(CHFB‑THFB)，得到土壤中生物炭含量TC，本发明具有测定准确度高，快速简便，无需添加化学试剂，不会造成环境污染，可批量测定，检测成本低的有益效果。

技术领域

本发明涉及生物炭含量测定方法，尤其是一种测定土壤中生物炭含量的方法。

背景技术

生物炭是生物物料在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，目前已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。近年来，生物炭最为一种潜在的新型肥料和土壤改良剂，受到各国科技工作者的广泛关注。

长期以来，我国农田大量施用化肥，导致土壤有机质含量降低，土壤物理结构变差、肥力下降、微生物大量减少、连作障碍明显等问题，严重影响了作物的产量和品质。大量国内外的研究表明，由于生物炭具有稳定性、多孔性、吸附性等优良特征，施用生物炭，可以改善土壤理化性质，降低土壤容重，增加土壤有机物质含量，提高土壤肥力，改善土壤耕性和养分有效性，对提高土地质量具有很大的应用潜力。另一方面，农业生产中产生的大量废弃物如稻草、小麦和玉米秸秆，对环境造成了大量污染，而这些都是生产生物炭的优质原料。如果能将它们进行高温厌氧裂解，生产生物炭，作为肥料或土壤改良剂施入烟田，能取得双赢的效果。

然而，作为肥料或土壤改良剂，要取得预期的效果，生物炭的施用量一般较大，且一旦施用后，很难将其移除，生物炭会长期宿存于土壤中(可能会超过1000年)，因此，在进行大面积推广之前，我们需要彻底弄清生物炭的施用是否会增加土壤污染，是否会对土壤和作物带来负面的长期影响。

尽管研究生物炭的科技工作者迫切需要测定土壤中的生物炭，但由于生物炭理化性状的复杂性，且很难与土壤中的其他有机质进行分离，现存的测定土壤中的方法要么需要大量手工操作，如通过手工分拣，劳力成本高，需要消耗大量时间；要么需要采用特殊的仪器和设备，如通过扫描量热法，核磁共振光谱法，分子标记分析，重铬酸钾外加热法(差减法)等。马红超(差减法测定土壤中生物炭含量[J].现代农业科技，2017年第15期，173-175)指出关于生物炭测定目前没有统一、完善的方法，使用差减法测定生物炭含量已知的土壤，并通过对比分析测定结果确定差减法的可行性，其测定过程中，需使用0.1mol/L重铬酸钾、2.0mol/L硫酸，水浴加热时间达60h，测定时间较长，而且随着土壤中生物炭添加量的增加，FeSO₄的用量也会增加，导致试验材料的浪费，因此，在测定前需作预试验，初步确定成样量范围，使测定结果更为准确。

现有的测定方法的准确度并不高，不能满足科学研究对试验结果精度的要求，不适合用来做常规的大量分析。目前，缺乏可用于批量测定土壤中生物炭含量的有效方法。为了开展系统研究和调查，科技工作者常常需要测定混入土壤中的生物炭的含量，需要一种简单有效的，低成本的，不需太多特殊仪器的测定土壤中生物炭的方法。

发明内容

本发明提供了一种测定土壤中生物炭含量的方法，解决了现有技术测定土壤中生物炭需要较多的特殊仪器，需要添加化学添加剂的技术问题。

本发明是这样实现的：包括以下步骤，

(1)分别采集不含生物炭的土壤样品，含有生物炭的土壤样品，所述不含生物炭的土壤样品与所述含生物炭的土壤样品土壤性状相同，风干，磨细过2mm筛备用；