Abstract Biochar not only provides an important way to utilize agricultural and forestry waste, but also plays an important role in soil improvement and soil carbon sequestration. This study mainly investigated the effect of pyrolysis temperatures(300, 500 and 650 °C) and feedstock types including Banana Leaf (BL), Banana Stalk (BS), Banana Pseudo stem (BP), Sugarcane Leaf (SL), Sugarcane Stalk (SS), Cassava Stem (CS), Mulberry Stalk (MS), and Eucalyptus Branches (EB) on the biochar properties an its inorganic N holding ability. The results showed that the physical properties of biochar were more affected by agricultural and forestal residues types e.g.; herbaceous feedstock materials resulted in lower surface area (2–70 m2/g) while woody materials obtained relatively higher surface area (200-380 m2/g). However, the chemical properties of biochar were affected by pyrolysis temperature, as results indicated that BL biochar obtained pH 10.0 at 650 °C, while 8.45 at 300 °C, BS got highest CEC value 13.79 cmol kg−1 at 650 °C, while 6.83 cmol kg−1at 300 °C. NH4+-N sorption amount was ranging from 609.59 to 2040.40 mg/kg by different biochars, BS biochar adsorbed the highest amount of NH4+-N (1668.11 to 2040.4 mg/kg) among all the feedstock materials. Biochar derived from herbaceous biomass had relatively lower yield and C content as compared with that of wooden biomass. However, herbaceous biochars showed relatively better chemical properties than that of wooden biochars. The inorganic nitrogen holding ability of biochar was significantly affected by feedstock resources.

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华南农林残渣热解生物质炭特性及无机氮持水能力

摘要 生物炭不仅为农林废弃物的利用提供了重要途径，而且在土壤改良和土壤固碳方面也发挥着重要作用。本研究主要研究了热解温度（300、500和650°C）和原料类型的影响，包括香蕉叶（BL）、香蕉茎（BS）、香蕉假茎（BP）、甘蔗叶（SL）、甘蔗茎（ SS)、木薯茎 (CS)、桑茎 (MS) 和桉树枝 (EB) 对生物炭特性及其无机 N 保持能力的影响。结果表明，生物炭的物理性质受农林残留物类型的影响较大，例如；草本原料的表面积较低 (2–70 m2/g)，而木质原料的表面积相对较高 (200-380 m2/g)。然而，生物炭的化学性质受热解温度的影响，结果表明，BL biochar 在 650 °C 时的 pH 值为 10.0，而在 300 °C 时为 8.45，BS 在 650 °C 时的 CEC 值最高为 13.79 cmol kg-1，而 6.83 cmol kg−1 在 300 °C。不同生物炭对NH4+-N的吸附量为609.59~2040.40 mg/kg，在所有原料中，BS生物炭吸附NH4+-N的量最高（1668.11~2040.4 mg/kg）。与木质生物质相比，源自草本生物质的生物炭的产量和碳含量相对较低。然而，草本生物炭表现出比木质生物炭更好的化学性质。生物炭的无机持氮能力受原料资源的影响显着。在 650 °C 时为 0，而在 300 °C 时为 8.45，BS 在 650 °C 时获得最高 CEC 值 13.79 cmol kg-1，而在 300 °C 时为 6.83 cmol kg-1。不同生物炭对NH4+-N的吸附量为609.59~2040.40 mg/kg，在所有原料中，BS生物炭吸附NH4+-N的量最高（1668.11~2040.4 mg/kg）。与木质生物质相比，源自草本生物质的生物炭的产量和碳含量相对较低。然而，草本生物炭表现出比木质生物炭更好的化学性质。生物炭的无机持氮能力受原料资源的影响显着。在 650 °C 时为 0，而在 300 °C 时为 8.45，BS 在 650 °C 时获得最高 CEC 值 13.79 cmol kg-1，而在 300 °C 时为 6.83 cmol kg-1。不同生物炭对NH4+-N的吸附量为609.59~2040.40 mg/kg，在所有原料中，BS生物炭吸附NH4+-N的量最高（1668.11~2040.4 mg/kg）。与木质生物质相比，源自草本生物质的生物炭的产量和碳含量相对较低。然而，草本生物炭表现出比木质生物炭更好的化学性质。生物炭的无机持氮能力受原料资源的影响显着。在所有原料中，BS biochar 吸附的 NH4+-N 量最高（1668.11 至 2040.4 mg/kg）。与木质生物质相比，源自草本生物质的生物炭的产量和碳含量相对较低。然而，草本生物炭表现出比木质生物炭更好的化学性质。生物炭的无机持氮能力受原料资源的影响显着。在所有原料中，BS biochar 吸附的 NH4+-N 量最高（1668.11 至 2040.4 mg/kg）。与木质生物质相比，源自草本生物质的生物炭的产量和碳含量相对较低。然而，草本生物炭表现出比木质生物炭更好的化学性质。生物炭的无机持氮能力受原料资源的影响显着。