本文關(guān)鍵詞：生物炭對(duì)土壤環(huán)境及作物生長(zhǎng)影響的研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

姜玉萍，等.生物炭對(duì)土壤環(huán)境及作物生長(zhǎng)影響的研究進(jìn)展

改良修復(fù)土壤、減少溫室氣體排放從而調(diào)節(jié)氣候 等也受其影響。因此，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的學(xué)者研究有關(guān)以熱裂解方式生產(chǎn)生物炭，并將

越大， p H值也相應(yīng)提高。此外，其生物學(xué)穩(wěn)定性與熱裂解溫度有關(guān)，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(zhì)比例相應(yīng)增高，其生物學(xué)穩(wěn)定性則會(huì)增大。 生物炭表面積、羧基官能團(tuán)決定

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

其運(yùn)用到修復(fù)土壤、改良環(huán)境、提高作物產(chǎn)量等方面。尤其在生物炭的制備、特征和特性、對(duì)土壤環(huán)境修復(fù)及作物增產(chǎn)等方向作了大量的研究l 3 l 4 J。雖然我國(guó)生物炭的生產(chǎn)資源豐富，但其 作用及應(yīng)用的研究才剛剛開(kāi)始 _ l J,其在農(nóng)業(yè)及環(huán)境中的應(yīng)用也尚未受到足夠的重視，此外，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)生物炭的制備技術(shù)心存疑慮。鑒

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

等_ l。。對(duì)秸稈炭的研究發(fā)現(xiàn)，等熱裂解溫度為 3 0 0￣ C時(shí)，生物炭的持水量是 1 3×1 0~m L m~, 而當(dāng)熱裂解溫度升至在 7 0 0￣ C時(shí)，其持水量則降 至4 . 1×1 0~m L m~,酸性基團(tuán)則下降到 0 . 3 m m o l g~,堿性基團(tuán)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(zhì)在 完全或部分缺氧情況下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類(lèi)

因可能是熱裂解溫度升高，生物炭表面的極性官能團(tuán)則會(huì)減少，從而使生物炭持水量減少，同時(shí)生物炭的酸性基團(tuán)會(huì)隨熱裂解溫度升高而減少， 但堿性基團(tuán)則會(huì)增加，最終導(dǎo)致總官能團(tuán)減少， 從而官能團(tuán)的密度也相應(yīng)減少。

高度芳香化的難熔性固態(tài)物質(zhì) j,具有高度熱穩(wěn) 定性和較強(qiáng)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(jiàn)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(zhì)炭主要成分是碳 (一般可達(dá) 6 0%以上 ),其次是氫、氧、灰分等 (包括鉀、鈣、鈉、鎂、硅等 )]。據(jù) D e m i r b a s 報(bào)道，生物質(zhì)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(duì)土壤環(huán)境的影響 2 . 1 對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

目前，關(guān)于生物炭對(duì)土壤性質(zhì)的影響研究多集中在風(fēng)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(jī)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(tuán)，因而具有較大的離子交換量 ( C E C)。

其空隙結(jié)構(gòu)，具有很大的表面積，對(duì)土壤的物理性質(zhì)，如土壤的保水性和團(tuán)聚體的形成有一定影響。生物炭對(duì)土壤類(lèi)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(duì)大小及生物炭的親水性決定了不同類(lèi)型土壤的持水量¨。

富含生物炭的土壤因此具有更多有機(jī)質(zhì)，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(xiàn)生物炭通�？梢酝ㄟ^(guò)增深土壤顏色、增加土壤吸熱能力，進(jìn)而提高土

生物質(zhì)種類(lèi)和來(lái)源對(duì)生物炭化學(xué)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(zhì)養(yǎng)分含量則相對(duì)較低；而廄肥及秸稈中二者含量則相反。原生物質(zhì)在生物炭中的殘留碳含量、揮發(fā)有機(jī)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(zhì)地是因?yàn)槠淙葜氐�、粘性差，因此降低了粘質(zhì)土壤的容重和硬度¨。此外，加入生物炭的土壤的 陽(yáng)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(jī)碳、全氮及微生物呼吸系統(tǒng)也會(huì)相應(yīng)增加。

質(zhì))、礦物質(zhì) (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(zhì)，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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