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Characterization of halophyte biochar and its effects on water and salt contents in saline soil.
Environmental Science and Pollution Research ( IF 5.8 ) Pub Date : 2021-09-22 , DOI: 10.1007/s11356-021-16526-2
Xinliang Dong 1 , Jintao Wang 1 , Xiaojing Liu 1 , Bhupinder Pal Singh 2, 3 , Hongyong Sun 1
Affiliation  

Biochar is a beneficial soil amendment; however, biochar-based properties are mainly determined by the feedstocks and the pyrolysis temperature. Nevertheless, considering the vast biomass of halophyte, little is known about how the halophyte-derived biochar improves saline soils. In this study, we firstly produced biochars by using three different halophytes, including Tamarix chinensis (recretohalophyte), Suaeda salsa (euhalophyte), and Phragmites australis (pseudo-halophyte) at 300, 500, and 700 °C, and compared their chemical and physical properties. We applied halophyte (Tamarix chinensis and Phragmites australis) biochars (pyrolysis at 500 °C) into 0-20 cm saline soil at 2% and 4% (w/w) rates to investigate the saline soil water, salt, and pH dynamics in a 12-month column experiment. The results showed that as the pyrolytic temperature increase, biochar yield and pore diameter decreased by 37.5-44.0% and 34.6-89.7%, respectively; in contrast, biochar pH, specific surface area, and total volume increased by 24.8-47.8%, 3-37 times and 1-9 times, respectively. The halophyte types significantly controlled biochar carbon and dissolved salt content and electrical conductivity. Halophyte biochar application can increase soil water and salt content, and application of 4% of Tamarix chinensis-derived biochar can increase more soil moisture than the soil salinity, and it can maintain soil pH at a stable level, which would be a potential way to improve saline soil properties. The results are valuable for choosing halophyte types and optimizing pyrolytic temperatures for halophyte biochar production through specific environmental usage.

中文翻译:

盐生植物生物炭特征及其对盐渍土水盐含量的影响[J].

Biochar 是一种有益的土壤改良剂;然而,基于生物炭的特性主要取决于原料和热解温度。然而,考虑到盐生植物的巨大生物量,人们对盐生植物衍生的生物炭如何改善盐碱地知之甚少。在这项研究中,我们首先在 300、500 和 700 °C 下使用三种不同的盐生植物生产生物炭,包括柽柳(recretohalophyte)、碱蓬(真盐生植物)和芦苇(伪盐生植物),并比较了它们的化学和物理特性。我们将盐生植物(Tamarix chinensis 和 Phragmites australis)生物炭(在 500 °C 下热解)以 2% 和 4% (w/w) 的比例施用到 0-20 cm 盐渍土中,以研究盐渍土水、盐和 pH 动态为期 12 个月的色谱柱实验。结果表明,随着热解温度的升高,生物炭产率和孔径分别降低了37.5-44.0%和34.6-89.7%;相比之下,生物炭的pH值、比表面积和总体积分别增加了24.8-47.8%、3-37倍和1-9倍。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。生物炭产率和孔径分别下降了37.5-44.0%和34.6-89.7%;相比之下,生物炭的pH值、比表面积和总体积分别增加了24.8-47.8%、3-37倍和1-9倍。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。生物炭产率和孔径分别下降了37.5-44.0%和34.6-89.7%;相比之下,生物炭的pH值、比表面积和总体积分别增加了24.8-47.8%、3-37倍和1-9倍。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。分别为 6-89.7%;相比之下,生物炭的pH值、比表面积和总体积分别增加了24.8-47.8%、3-37倍和1-9倍。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。分别为 6-89.7%;相比之下,生物炭的pH值、比表面积和总体积分别增加了24.8-47.8%、3-37倍和1-9倍。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。分别为3-37次和1-9次。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。分别为3-37次和1-9次。盐生植物类型显着控制生物炭碳和溶解盐含量以及电导率。施用盐生生物炭可增加土壤水盐含量,施用 4% 的柽柳生物炭可使土壤水分增加大于土壤盐分增加,并可将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是一种潜在的途径改良盐碱地性状。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。施用 4% 的柽柳生物炭可以增加土壤水分而不是土壤盐分,并且可以将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是改善盐渍土性质的潜在途径。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。施用 4% 的柽柳生物炭可以增加土壤水分而不是土壤盐分,并且可以将土壤 pH 值保持在稳定水平,这将是改善盐渍土性质的潜在途径。该结果对于通过特定环境使用选择盐生植物类型和优化盐生植物生物炭生产的热解温度很有价值。
更新日期:2021-09-22
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