植物13C标记对生物质炭理化性质的影响

研究了未标记和¹³C脉冲标记的水稻和杨树在不同温度下制备得到的生物质炭理化性质的差异.以水稻和杨树为原料,进行¹³C脉冲标记,分别在300 ℃和500 ℃下裂解,得到8种不同的生物质炭,即300 ℃和500 ℃未标记水稻生物质炭、300 ℃和500 ℃ ¹³C标记水稻生物质炭、300 ℃和500 ℃未标记杨树生物质炭及300 ℃和500 ℃ ¹³C标记杨树生物质炭,分析植物¹³C标记、裂解温度和原料对生物质炭主要理化性质的影响.结果表明,植物¹³C标记后,制备得到的生物质炭TC含量降低,固定碳含量增加,水稻生物质炭的NO₃^--N含量增加.随着裂解温度从300 ℃升高到500 ℃,¹³C标记生物质炭的灰分、pH、固定碳含量增加,DOC、TN和NH₄⁺-N含量减少,C/N有所增加.三因素方差分析表明,制备原料是影响生物质炭的灰分、TC和固定碳含量的最重要因素,对变异的解释程度分别为0.87、0.92和0.55;裂解温度是影响生物质炭的pH、DOC、TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量的最重要因素,对变异的解释程度分别为0.94、0.91、0.79、0.47和0.67;生物质炭的理化性质受到制备原料、裂解温度和植物¹³C脉冲标记三者的交互作用的影响,尤其是制备原料和裂解温度之间的交互.进一步通过主成分分析发现,裂解温度对生物质炭的理化性质影响最大,其次是制备原料,植物¹³C标记的影响最小.综上所述,植物¹³C脉冲标记对所制备的生物质炭的主要理化性质存在明显影响,易分解碳和氮则主要受裂解温度的影响.本研究将为同位素技术在生物质炭研究中的应用提供基础数据,并为相关研究选择合适的生物质炭种类提供参考.