与作物类型相比，品种差异对玉米和高粱残余物及其衍生生物炭性质的影响更为显著

《Scientific Reports》：Cultivar variation has a stronger influence than crop type on the properties of maize and sorghum residues and derived biochars

　　

摘要

将作物残留物转化为生物炭可以增加土壤碳储量并减少农业土壤的二氧化碳 (CO₂) 排放，这些效果受作物类型、品种和热解条件的影响。本研究表征了两种玉米品种 (SC701 和 R201) 和两种高粱品种 (AS8 和 PAN8816) 的残留物，以及在马弗炉中以 350 和 650 °C 以及在窑中以约 400 °C 产生的生物炭。对原料和生物炭进行了工业分析成分、元素组成、化学性质、表面形态和功能团分析。每种作物内的品种间观察到显著差异，而作物类型的影响相对较小。增加热解温度将水分含量从原料中的 12.79% 降低至生物炭中的低至 2.08%，并将灰分含量从 6.50 至 11.48% 增加至 41.82-46.13%，pH 值从 4.26 至 5.09 增加至 10.58-11.40。固定碳从原料中的 12.23 至 14.10% 增加至 R201-B650 中的最高 47.13%，而窑生产的 PAN8816 和 SC701 生物炭保留了最高的氮含量 (分别为 4.55% 和 3.77%)。增加热解温度还降低了挥发分和 H:C 及 O:C 比。原料理化特性中的品种特异性差异，包括木质素含量、元素组成和其他化学性质，加上热解条件，在决定所得生物炭的性质方面比作物类型更重要。这些发现强调了在生产用于碳封存和土壤肥力改善的生物炭时，选择具有理想原料特性及适当热解条件的品种的重要性。