本文關鍵詞：生物炭對土壤環(huán)境及作物生長影響的研究進展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

姜玉萍，等.生物炭對土壤環(huán)境及作物生長影響的研究進展

改良修復土壤、減少溫室氣體排放從而調節(jié)氣候 等也受其影響。因此，近年來，國內外越來越多的學者研究有關以熱裂解方式生產生物炭，并將

越大， p H值也相應提高。此外，其生物學穩(wěn)定性與熱裂解溫度有關，通常熱裂解溫度越高，易熱解含碳化合物殘留量則越低，生物炭中難分解碳物質比例相應增高，其生物學穩(wěn)定性則會增大。 生物炭表面積、羧基官能團決定

了生物炭的陽離子交換量 ( C E C),在一定溫度范圍內，生物炭表面積達到最大時，C E C也同樣達到最大，，同時生 物質原料也對 C E C有影響 j。 生物炭的持水量與熱裂解溫度有關，一般情況下，持水量與熱裂解溫度呈反比，如 C h u n

其運用到修復土壤、改良環(huán)境、提高作物產量等方面。尤其在生物炭的制備、特征和特性、對土壤環(huán)境修復及作物增產等方向作了大量的研究l 3 l 4 J。雖然我國生物炭的生產資源豐富，但其 作用及應用的研究才剛剛開始 _ l J,其在農業(yè)及環(huán)境中的應用也尚未受到足夠的重視，此外，國內外很多學者對生物炭的制備技術心存疑慮。鑒

于此，本文就生物炭對土壤環(huán)境及對作物肥效及肥效機理等方面作一綜述。

等_ l。。對秸稈炭的研究發(fā)現，等熱裂解溫度為 3 0 0￣ C時，生物炭的持水量是 1 3×1 0~m L m~, 而當熱裂解溫度升至在 7 0 0￣ C時，其持水量則降 至4 . 1×1 0~m L m~,酸性基團則下降到 0 . 3 m m o l g~,堿性基團則升至 0 . 2 9 m mo l g~,其原

1 生物炭的特征與特性 生物炭屬于黑炭的一種，是由植物生物質在 完全或部分缺氧情況下經熱解炭化產生的一類

因可能是熱裂解溫度升高，生物炭表面的極性官能團則會減少，從而使生物炭持水量減少，同時生物炭的酸性基團會隨熱裂解溫度升高而減少， 但堿性基團則會增加，最終導致總官能團減少， 從而官能團的密度也相應減少。

高度芳香化的難熔性固態(tài)物質 j,具有高度熱穩(wěn) 定性和較強的吸附特性。生物炭的 p H值易受裂

解溫度影響，一般情況下呈堿性，且裂解溫度越高、 p H值越高 J。常見的生物炭包括木炭、小麥

稻草等秸稈炭、竹炭、稻殼炭等，生物質炭主要成分是碳 (一般可達 6 0%以上 ),其次是氫、氧、灰分等 (包括鉀、鈣、鈉、鎂、硅等 )]。據 D e m i r b a s 報道，生物質炭的元素組成為碳 ( 6 6 . 6%~ 8 7 . 9%),氫 ( 1 . 2%~2 . 9%),氧 ( 1 0 . 6

%~

2 生物炭對土壤環(huán)境的影響 2 . 1 對土壤物理性質的影響

目前，關于生物炭對土壤性質的影響研究多集中在風化土及典型熱帶貧瘠土壤上。木炭因

2 6 . 6%),且最終炭化溫度決定了元素的組成，其

含碳量及灰分含量隨著最終炭化溫度的升高而增加，而氫和氧的含量則恰恰相反 J。有機碳大多以穩(wěn)定芳香環(huán)不規(guī)則疊層堆積存在于生物炭中，含羥基 (一O H)、烯烴( C=C) J。生物炭具 有多孔性、巨大表面積及羧基基團，因而具有較大的離子交換量 ( C E C)。

其空隙結構，具有很大的表面積，對土壤的物理性質，如土壤的保水性和團聚體的形成有一定影響。生物炭對土壤類型持水量的影響通常不 明顯，生物炭與土壤的比表面積相對大小及生物炭的親水性決定了不同類型土壤的持水量¨。

富含生物炭的土壤因此具有更多有機質，更高的持水能力及更高的養(yǎng)分保持能力，可以更好的利用 N, P, K等…。研究發(fā)現生物炭通�？梢酝ㄟ^增深土壤顏色、增加土壤吸熱能力，進而提高土

生物質種類和來源對生物炭化學成分影響較大" 。生物炭含碳量通常在木本植物中較高， 而礦質養(yǎng)分含量則相對較低；而廄肥及秸稈中二者含量則相反。原生物質在生物炭中的殘留碳含量、揮發(fā)有機物含量、含氮量隨熱裂解溫度升高而減少。生物炭的固定碳含量 (難分解碳物

壤溫度¨引。此外，生物炭之所以可以改良土壤質地是因為其容重低、粘性差，因此降低了粘質土壤的容重和硬度¨。此外，加入生物炭的土壤的 陽離子交換容量可提高 5%~2 0%, p H值可以增 加 1。此外，適量添加生物炭的土壤的有機碳、全氮及微生物呼吸系統(tǒng)也會相應增加。

質)、礦物質 (灰分)含量、 p H值隨熱裂解溫度升高而提高，灰分是堿性物質，所以生物炭的 p H

值由灰分含量決定，熱裂解溫度越高，灰分含量

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