利用生物炭改良土壤研究进展
生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展
生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展生物炭是一种由生物质在无氧或低氧环境下热解而成的固碳材料。
它具有具有孔隙结构、高比表面积和良好的化学稳定性等特点，因此被广泛应用于土壤改良和碳固定领域。
下面将对生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展进行探讨。
首先，生物炭作为土壤改良剂可以提高土壤质量，增强土壤水分保持能力和肥力。
研究表明，生物炭可以增加土壤水分保持能力，减少土壤中的水分蒸发和流失。
它的孔隙结构可以增加土壤孔隙度，改善土壤通气性和保水性，提高土壤肥力和作物产量。
此外，生物炭还可以吸附和保持土壤中的营养物质，如氮、磷、钾等，减少营养物质的流失，提高土壤肥力。
因此，生物炭在土壤改良方面的应用有助于固碳并提高土壤质量。
其次，生物炭可以降低甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放。
研究发现，生物炭可以吸附和稳定有机物质，使其不易分解为甲烷等温室气体的前体物质。
此外，生物炭还可以提高土壤中的微生物活性，促进土壤中的硝化和反硝化过程，从而减少氧化亚氮的产生和排放。
因此，生物炭在减少温室气体排放方面具有潜力。
此外，生物炭还可以延缓土壤有机碳的分解和氧化过程，将其长期储存在土壤中。
研究发现，生物炭具有较高的化学稳定性，可以在土壤中长期存在。
它的孔隙结构可以保护生物质和有机质免于微生物分解，延缓有机碳的氧化过程。
此外，生物炭具有很长的生命周期，可以将固定的碳长期储存在土壤中，有效减少大气中的二氧化碳浓度。
总之，生物炭作为一种固碳材料，在土壤固碳方面具有广泛的应用潜力。
它可以改善土壤质量和水分保持能力，减少温室气体排放，延缓有机碳的分解和氧化过程。
然而，生物炭的应用还面临一些问题，如生产成本高和施用量的确定等。
因此，还需要进一步的研究来解决这些问题，并推动生物炭在土壤固碳方面的更广泛应用。
生物炭制备及其应用在土壤修复中的研究
生物炭制备及其应用在土壤修复中的研究生物炭是一种来源于生物质的碳质材料，在高温、无氧的条件下制备而成。
它具有良好的环境友好性和生物活性，因此近年来被广泛应用于土壤修复、肥料改良等领域。
本文将探讨生物炭的制备和应用在土壤修复中的研究进展。
一、生物炭的制备生物炭的制备原料主要包括木材、秸秆、稻壳等生物质，在高温（400-600℃）的条件下进行炭化反应，得到具有良好吸附性、孔隙结构和稳定性的生物炭。
其中，生物炭的物理化学性质受到原料、制备温度、加热速率等因素的影响。
在生物炭的制备过程中，还可以添加一些微生物菌剂、化学物质等辅助剂。
这样可以在生物炭中加入微生物菌群，对土壤中的有益微生物起到促进作用，从而达到提高土壤肥力、改善土壤结构的目的。
另外，生物炭还可以添加一些化学物质，如钾肥、磷酸盐等，从而提高肥料的利用率和作用时间。
二、生物炭在土壤修复中的应用由于生物炭具有高度的吸附性、稳定性和生物活性，因此它在土壤修复中有着广泛的应用。
1. 肥料改良生物炭可以通过增加土壤微生物数量和活性，提高土壤有机物含量、酸碱度、肥料吸收力等，从而改善土壤条件，提高作物产量和质量。
实验证明，将生物炭与化肥混合施用，明显提高了水稻和小麦的产量。
2. 污染物吸附生物炭的微观孔隙结构和吸附性能可以吸附检测中的重金属、农药等有害物质，从而减少有害物质对土壤和水体的污染。
近年来，研究者在实验中使用木屑生物炭，对污染水体进行了修复和净化，效果显著。
3. 土壤改良生物炭具有良好的水保持能力和改善土壤结构的作用，可以为有机农业和生态农业提供更加有利的生态环境。
研究表明，生物炭可以改变土壤孔隙度、提高土壤保水能力和通气性，增加土壤含水量和土壤肥力，从而实现对土壤的改良和恢复。
三、总结生物炭是一种新型的土壤修复材料，具有良好的环保和生物促进作用。
本文探讨了生物炭的制备方法和应用领域，并重点介绍了它在土壤修复中的应用。
随着对生物炭的深入研究和推广，相信它将在未来的生态环境修复和农业可持续发展中发挥重要的作用。
生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展
生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展作者：张祥，王典，姜存仓，彭抒昂来源：《湖北农业科学》2013年第05期摘要：近年来，生物炭以其特殊的性质及环境生态效应日益成为众多学科研究的前沿热点，特别是其在酸性土壤改良方面有较大的应用前景。
随着中国农业种植方式和结构的不断变化，一些区域的土壤酸化现象逐渐加重。
主要从生物炭的性质及其对酸性土壤改良方面的最新研究成果进行了阐述，并对今后生物炭的研究方向进行了展望。
关键词：生物炭；性质；酸性土壤；改良机制中图分类号：X71；S156.6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）05-0997-04Biochar and Research Advances of Biochar in Acidic Soil ImprovementZHANG Xianga，WANG Diana，JIANG Cun-canga，PENG Shu-angb（a.College of Resources and Environment；b.College of Horticulture and Forestry Science，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）Abstract： In recent years， increasing attention has been paid in many disciplines to biochar which has special properties and potential beneficial effects to environment and ecosystem，especially in the improvement of acidic soil. With the changing of agriculture cropping patterns and structure in China，the phenomenon of the soil acidification in some regions has gradually increased. The biochar’s properties and the late st research results on the improvement of acidic soil by biochar are reviewed， and the outlook of the future research on biochar is put forward.Key words： biochar； property； acidic soil； improvement mechanism酸性或弱酸性土壤主要分布在热带和亚热带地区，土壤酸化会直接导致耕地土壤理化性质变差，并打破原有的适宜作物生长的土壤生态环境条件，使土壤pH下降，导致土壤中有效硼、钼等含量下降，而土壤中有效铁、铝、锰等含量增加，使作物产生锰、铝中毒等，进而导致土壤中钙、镁等元素的缺乏，使作物生长发育不良，产量和品质下降[1]。
生物炭制备方法及其应用的研究进展
生物炭制备方法及其应用的研究进展生物炭制备方法及其应用的研究进展引言：生物炭是一种通过高温无氧热解生物质制得的碳质副产品，其具有高孔隙度、大比表面积和孔径可调等特点。
因此，生物炭在农业、环境保护和能源等领域具有广泛的应用前景。
本文将综述生物炭制备方法及其在农业、环境保护和能源利用方面的研究进展。
一、生物炭的制备方法目前，生物炭的制备方法主要包括热解和气化两种。
1. 热解法热解法是将生物质放置在封闭的容器中进行高温无氧热解，从而生成生物炭。
热解法主要分为固体热解和液体热解两种方法。
固体热解法的步骤包括颗粒处理、真空干燥、缩小颗粒尺寸、热解和冷却等。
常用的固体热解设备有木屑炭化炉、橡胶炭化炉和稻壳炭化炉等。
液体热解法主要是在有机溶剂中对生物质进行热解。
具体步骤包括溶解生物质、热解和产出生物炭。
常用的液体热解方法有溶剂溶解法、水蒸气热解法和微波热解法等。
2. 气化法气化法是将生物质在高温下与气体反应，产生可燃气体和生物炭。
气化法主要分为固体气化和液体气化两种方法。
固体气化是将固体生物质与气体（如氢气、氧气等）或蒸汽进行反应。
常用的固体气化设备有气流气化炉、床式气化炉和流化床气化炉等。
液体气化是将生物质与液体（如超临界水、液氨等）反应，产生气体和生物炭。
液体气化法主要有湿法气化和超临界流化床气化等方法。
二、生物炭在农业中的应用1. 土壤改良剂生物炭具有多孔性和高比表面积，能够增加土壤的保水性和通气性，改善土壤结构。
此外，生物炭中的微量元素和有机质有助于植物生长和养分吸收。
因此，生物炭被广泛应用于土壤修复、农作物生产和园艺种植等领域。
2. 肥料添加剂生物炭可以与肥料混合使用，提高肥料的利用率和吸附性能。
生物炭能够吸附肥料中的养分，延缓养分释放速度，并减少养分流失。
此外，生物炭还能调节土壤pH值，提高土壤酸碱性，改善肥料的利用效果。
三、生物炭在环境保护中的应用1. 污水处理剂生物炭具有吸附性能，能够有效去除废水中的有机物、重金属和氮磷等污染物。
减氮配施生物炭对农作物氮素吸收利用影响的研究进展 文献综述
减氮配施生物炭对农作物氮素吸收利用影响的研究进展文献综述减氮配施生物炭是一种控制农业氮素流失、减少环境污染的重要措施。
生物炭具有高碳含量和多孔结构，对氮素的吸附和保持有良好效果。
本文将综述减氮配施生物炭对农作物氮素吸收利用的影响的研究进展。
一、生物炭的特性生物炭是由生物质热解或燃烧得到的有机碳材料，在农业上主要用于改善土壤质地和提供肥力。
它具有高孔隙度和大比表面积，能够增加土壤的保水能力、改善通气性和提供生态条件。
此外，生物炭表面带有负电性，可以吸附和保持氮素，并在土壤中稳定存储，从而减少氮素的损失和迁移。
二、生物炭对农作物氮素吸收利用的影响1. 促进根系生长和分泌生物炭可以提供良好的土壤物理和化学性质，促进根系的发育和分泌物的分泌，从而增加农作物对氮素的吸收能力。
研究表明，添加生物炭可以显著增加作物的根长、根表面积和根系分叉数，提高根系对氮素的吸收能力。
2. 提高土壤氮素的供应能力生物炭作为一种碳质材料，可以提高土壤的肥力和养分存储能力。
它能够吸附土壤中的氮素，并在土壤中稳定储存，从而增加土壤中的有效氮素含量。
研究发现，配施生物炭可以显著提高土壤中氨态氮和硝态氮的含量，增加土壤氮素的供应能力，促进农作物对氮素的吸收和利用。
3. 调节土壤氮素的转化和氮素肥料的利用率生物炭不仅可以吸附土壤中的氮素，还可以影响土壤中氮素的转化过程。
研究发现，在生物炭的影响下，土壤中氨化作用和硝化作用的速率减缓，氮素的转化速度相对较慢，从而减少氮素的损失。
此外，生物炭还可以提高农作物对氮素肥料的利用率，减少氮素的农化效应。
4. 降低农业氮素流失和环境污染农业氮素的不合理利用会导致氮素的损失和环境污染。
生物炭的吸附和保持能力可以有效地减少氮素的流失，特别是抑制硝酸盐和氨挥发的现象。
研究表明，配施生物炭可以显著降低土壤氮素流失，减少氮素对地下水和表面水体的污染。
综上所述，减氮配施生物炭对农作物氮素吸收利用具有显著的促进作用。
生物炭对农业土壤及作物生长影响的研究进展
ｐｌｏｒｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｂｉｏｃｈａｒ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌꎬｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ
ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｔｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬｉｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｃｉ￣
摘 要:生物炭是一种高效利用废弃生物质材料ꎬ在缺氧或厌氧条件下经过高温炭化得到的多孔富碳黑色固态
物ꎮ 生物炭的研究推广不仅可以促进废弃生物质资源再利用ꎬ且对土壤固碳培肥有巨大潜力ꎮ 本文综合前人研
究成果ꎬ探究了生物炭对土壤物理性质、化学性质及生物性质的改良作用和对作物生长的促进效果ꎬ同时对生物
炭需要进一步研究的科学问题和应用前景提出了展望ꎬ旨在为废弃生物质资源化利用提供思路ꎬ为广泛应用生物
严重ꎬ如秸秆等农业废弃物就地焚烧ꎮ 生物质炭化
提高的同时作物秸秆广泛分布ꎬ主要有水稻、玉米、
超过 １０ 亿 ｔꎬ居世界秸秆总产量的 ２０％ ~ ３０％
[１]
ꎮ
秸秆是收获农产品后残留的茎叶部分ꎬ富含 Ｎ、Ｐ、
Ｋ、பைடு நூலகம்ｇ、Ｃａ 和 Ｓ 等植物营养元素ꎮ 然而ꎬ目前我国
秸秆资源化利用效率低ꎬ资源极大浪费且对环境造
Ａ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｂｉｏｃｈａｒ ｏｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｃｒｏｐ Ｇｒｏｗｔｈ
ＳＨＩ Ｄｅｎｇｌｉｎ １ ꎬＷＡＮＧ Ｘｉａｏｌｉ １∗ ꎬＤＵＡＮ Ｊｉａｎｊｕｎ ２ ꎬＬＵＯ Ａｎｈｕａｎ １ ꎬＬＩ Ｒｕｉｄｏｎｇ １
《2024年生物炭改性及其应用研究进展》范文
《生物炭改性及其应用研究进展》篇一一、引言随着人类对环境的关注度不断提高，绿色、低碳、环保成为科学研究与技术应用的热议话题。
生物炭作为一种环保的能源与改良剂，近年来受到了广泛的关注。
它具有巨大的碳封存潜力，能够有效地改善土壤质量，并促进农业可持续发展。
然而，生物炭的利用仍面临诸多挑战，如制备过程中的技术问题、性能的局限性等。
因此，生物炭的改性及其应用研究显得尤为重要。
本文将就生物炭的改性方法、性能优化及其应用研究进展进行综述。
二、生物炭的改性方法生物炭的改性主要目的是提高其稳定性、比表面积、孔隙结构以及表面官能团的含量等，以改善其应用性能。
目前，生物炭的改性方法主要包括物理改性、化学改性和生物改性。
1. 物理改性物理改性主要包括热解温度控制、气氛调节、颗粒大小控制等。
适当的热解温度与气氛条件有助于生成具有良好结构与性能的生物炭。
此外，通过球磨、研磨等方法可以调整生物炭的颗粒大小，以适应不同的应用需求。
2. 化学改性化学改性是利用化学试剂或催化剂对生物炭进行表面处理，以提高其性能。
常用的化学试剂包括酸、碱、盐等。
化学改性可以增加生物炭的表面官能团含量，提高其亲水性、吸附性能等。
3. 生物改性生物改性是利用微生物、酶等生物因子对生物炭进行改性。
这种方法可以引入更多的有机质和营养物质，改善生物炭的生物学性质，如对植物生长的促进作用等。
三、性能优化及应用研究通过上述改性方法，可以显著提高生物炭的性能，并拓展其应用领域。
以下是几个典型的应用方向：1. 土壤改良生物炭具有良好的保水性能和养分保持能力，经过改性后的生物炭可以更有效地改善土壤质量。
研究显示，改性后的生物炭能够提高土壤的pH值、增加土壤有机质含量、改善土壤微生物群落结构等，从而提高作物的产量与品质。
2. 农业废弃物处理农业废弃物如秸秆、畜禽粪便等经过热解可制备成生物炭。
利用生物炭吸附农业废弃物中的有害物质，再将其作为肥料还田，既能实现废弃物的资源化利用，又能改善土壤质量。
生物炭改良污染土壤效能探究
生物炭改良污染土壤效能探究一、生物炭的概述与土壤污染背景生物炭是一种由生物质在缺氧或低氧条件下热解得到的固体物质，它具有高度的孔隙性、丰富的化学稳定性和较高的比表面积。
生物炭的这些特性使其在土壤改良、污染物固定、温室气体减排等方面展现出巨大的应用潜力。
随着工业化进程的加快，土壤污染问题日益严重，其中重金属污染、有机污染物和盐碱化等问题尤为突出。
土壤污染不仅影响农作物的生长和产量，还可能通过食物链对人类健康造成威胁。
1.1 生物炭的特性及其在土壤改良中的作用生物炭具有吸附、离子交换、缓冲pH值和增加土壤有机质等多种功能。
它可以提高土壤的保水性和通气性，改善土壤结构，从而促进植物根系的生长。
此外，生物炭的孔隙结构能够吸附土壤中的有害物质，减少污染物对植物的毒性。
1.2 土壤污染的类型与危害土壤污染主要包括无机污染物和有机污染物两大类。
无机污染物如重金属，可以通过植物吸收进入食物链，对人体健康构成威胁。
有机污染物如农药残留、石油烃等，长期积累会对土壤生态系统造成破坏。
土壤盐碱化则影响土壤的肥力和作物的生长条件。
二、生物炭改良污染土壤的机理与应用生物炭作为一种环境友好型材料，在改良污染土壤方面具有独特的优势。
本文将探讨生物炭如何通过物理、化学和生物作用改善土壤环境，以及其在实际应用中的效果。
2.1 生物炭对土壤物理性质的改善生物炭的加入可以显著改善土壤的物理性质。
它的孔隙结构有助于提高土壤的孔隙度，增加土壤的持水能力和通气性，从而改善土壤的排水和渗透性能。
此外，生物炭还能够增加土壤的团聚体稳定性，减少土壤侵蚀。
2.2 生物炭对土壤化学性质的调节生物炭具有调节土壤pH值的能力，能够缓冲土壤酸碱度，为植物生长提供适宜的化学环境。
同时，生物炭表面的官能团可以吸附土壤中的重金属离子和有机污染物，降低它们在土壤中的生物有效性，减少对植物的毒性。
2.3 生物炭对土壤生物活性的影响生物炭可以作为微生物的栖息地，增加土壤微生物的多样性和数量。
《2024年生物炭改性及其应用研究进展》范文
《生物炭改性及其应用研究进展》篇一一、引言生物炭作为一种环境友好型材料，具有多孔性、高比表面积和良好的吸附性能等特点，近年来在农业、环境治理和能源领域得到了广泛关注。
随着对生物炭研究的深入，人们发现通过改性可以进一步提高其性能，拓宽其应用范围。
本文将就生物炭的改性方法及其应用研究进展进行综述。
二、生物炭的改性方法1. 物理改性物理改性主要包括热解温度控制、气氛调控和物理破碎等方法。
通过调整热解条件，可以改变生物炭的孔隙结构、比表面积和表面化学性质等。
此外，物理破碎可以将大块生物炭破碎成不同粒径的颗粒，以适应不同应用需求。
2. 化学改性化学改性主要包括酸碱处理、氧化处理、还原处理和有机/无机负载等方法。
这些方法可以通过引入官能团、负载其他材料等手段，改变生物炭的表面性质和吸附能力。
3. 生物改性生物改性是通过微生物、植物等生物体的生长代谢来改变生物炭的结构和性质。
这种方法具有环保、可持续等优点，但目前应用较少。
三、生物炭的应用研究进展1. 农业领域应用生物炭在农业领域的应用主要包括土壤改良、肥料缓释和作物生长促进等。
通过将生物炭施入土壤，可以改善土壤结构，提高土壤保水能力和肥力，促进作物生长。
此外，生物炭还可以作为肥料缓释载体，提高肥料的利用率。
2. 环境治理应用生物炭在环境治理方面的应用主要包括废水处理、重金属吸附和气体吸附等。
由于生物炭具有较高的比表面积和良好的吸附性能，可以有效地吸附废水中的有机物和重金属离子，降低废水的污染程度。
此外，生物炭还可以用于吸附大气中的有害气体，如二氧化碳、甲烷等。
3. 能源领域应用生物炭在能源领域的应用主要包括制备燃料和储能材料等。
由于生物炭具有较高的热值和良好的燃烧性能，可以作为替代化石燃料的可再生能源。
此外，通过将生物炭与其他材料复合制备储能材料，可以提高其储能性能和循环稳定性，为新能源领域提供新的选择。
四、研究展望未来，生物炭的改性和应用研究将朝着以下几个方向发展：一是开发更高效的改性方法，提高生物炭的性能；二是拓宽生物炭的应用领域，如在水处理、固废处理等领域的应用；三是加强生物炭的产业化研究，推动其在实际生产中的应用；四是开展与其他新型技术的结合研究，如与纳米技术、催化技术等结合，进一步提高生物炭的性能和应用效果。
生物炭在农业生产中的应用进展
生物炭在农业生产中的应用进展目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 研究目的与内容 (3)二、生物炭概述 (3)2.1 生物炭的定义与特性 (4)2.2 生物炭的来源与制备 (5)2.3 生物炭在农业中的潜在价值 (7)三、生物炭在土壤改良中的作用 (7)3.1 改善土壤结构与通气性 (9)3.2 增加土壤有机质含量 (10)3.3 调节土壤酸碱度 (11)四、生物炭对作物生长的影响 (12)4.1 提高作物产量与品质 (13)4.2 促进作物抗逆性 (14)4.3 改善作物营养吸收 (15)五、生物炭在农业生产中的具体应用 (16)5.1 生物炭作为有机肥料的应用 (18)5.2 生物炭在土壤修复中的应用 (19)5.3 生物炭在病虫害防治中的应用 (20)六、生物炭应用中的问题与挑战 (21)6.1 生物炭的环境影响评估 (22)6.2 生物炭的成本效益分析 (24)6.3 生物炭应用的法规与政策限制 (25)七、生物炭在农业中的未来发展趋势 (26)7.1 新型生物炭材料的研发 (27)7.2 生物炭与其他农业技术的融合 (29)7.3 生物炭在全球农业中的应用前景 (30)八、结论 (31)8.1 研究总结 (32)8.2 研究展望 (33)一、内容概括本文全面综述了生物炭在农业生产中的应用进展，从生物炭的性质与制备出发，详细探讨了其在土壤改良、肥料替代、病虫害防控以及作物种植等方面的应用效果和作用机制。
结合具体案例，分析了生物炭在不同农业环境下的应用策略及其对农产品品质和产量的影响。
还对生物炭应用的挑战与前景进行了展望，指出生物炭作为一种绿色、可持续的农业材料，有望在未来农业生产中发挥更加重要的作用。
1.1 研究背景与意义随着全球人口的持续增长和人均生活水平的提高，对食物的需求也在不断增加，这给全球的农业生产带来了巨大的压力。
传统的以化肥和农药为主的农业模式虽然在短期内提高了粮食产量，但长期来看，它导致了土壤退化、水体富营养化和生态系统的失衡，这对农业生产可持续性构成了严重挑战。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
・
１ ２・
现代化农业
２ ０ １ ５年第 １ Ｏ期 （ 总第 ４ ３ ５ 期）
等和 Ｌ ＡＩ Ｒ Ｄ等基 于室 内培养 试验 表 明 ， 施 用 生物 炭 能显 著 提 高 土壤 的持水 特 性 。施 用生 物炭 可 提 高 土壤
改善也会影响其他土壤物理特性 ， 如Ｇ Ｌ ＡＳ Ｅ Ｒ等指出， 施用生物炭使土壤容重降低意味着总孔 隙度和大孔
隙增 加 ， 从 而可 能增 大土 壤水 分人 渗速 率 。 国外 研 究 发 现 ， 巴西 亚 马逊 盆地 富含 木 炭 的黑 土 比相 邻 元 木 炭 土 壤 的 田间持 水 量 高 １ ８ 。 Ｐ Ｉ Ｃ Ｃ ＯＬ Ｏ
现代化农业
２ ０ １ ５ 年第 １ Ｏ期（ 总第 ４ ３ ５ 期）
・ １ １ ・
利 用 生物 炭 改 良土壤 研 究进 展
徐 刚
（ 黑 龙 江 省饶 河 农 场 ， 黑龙 江 饶 河 １ ５ ５ ７ ４ １ ）
摘要： 生物炭 成为近年来农林 、 环境及 能源等诸 多研 究领域关 注的 焦点 ， 为废弃 生物质利 用、 生物 能源 生产 、 土 壤 改 良培肥 、 肥料创新 、 温 室气体 的减排等提 出了综合解决方案 。通过对近年文 献资料 的搜 集与整理 ， 对 生物炭技
近年来 ， 生物炭改 良土壤提高土壤肥力和减缓气候变化方向的研究越来越受到重视 。生物炭因其结构
特性 有利 于 土壤 固持 养分 ， 提 高养 分利用 率 ， 改善 微 生物 环境 ， 从 而 达 到提 高 土壤 质 量 而促 进 作 物 增产 的双
赢 效果 。
１ 生物炭 的性质与特征
生物炭含碳约为 ４ ０ ９ ／ ６ ～７ ５ ， 含少量矿物质和挥发有机化合物 ， 植物所需的营养元 素 Ｎ、 Ｐ 、 Ｋ、 Ｃ ａ和 Ｍｇ等 含量 也较 高 。生物 炭一 般呈 碱性 ， 表 面含 有 丰富 的一 Ｃ ＯＯ一（ － Ｃ Ｏ ＯＨ） 和一 Ｏ一（ 一 ＯＨ） 等含 氧 官能 团 ， 其所
的能 力 。生物 炭在 土壤 中稳 定存 在 的时 间 因土壤类 型和 生物 炭 的种 类 而 有所 差 异 。实 际 上 ， 还 有许 多 生 物
炭 的特征 尚待 确定 。
２ 利 用生物炭 改 良土壤
２ ． １ 生物炭 对 土壤 物理 性质 的影 响
施用 生 物炭 可不 同程 度地 改善 土壤 物理 性状 ， 增 加土 壤水 稳 定性 团聚 体 数量 、 田间持 水 量等 ； 生物 炭 使 土壤 颜 色加 深 ， 增加 土壤 的热 容量 ， 从 而提 高 了土壤 温度 ； 生 物 炭容 重低 、 黏性 差 ， 可 以降 低 黏质 土 壤 的容 重
和硬 度 ， 从 而改 善土壤 质地 及其 耕作 性 能 。 高 海英 等将 生物 炭 与土壤 按 照一定 用量 混合 均 匀 ， 采 用土 柱渗 透装 置 ， 经高 速离 心机 法测 定土 壤毛 管最
大 持水 量 和土壤 容重 （ 扰 动土 ） ， 并 绘制 土壤 水分 特征 曲线 。结 果 表 明 ， 在 一 定 土壤 水 吸 力情 况 下 ， 生 物 炭可 提 高土 壤持 水性 能 ， 且 随 着用 量增 加 而增 大 ， 但 这 种增 加 效 应 是 有 限度 的 ， 超 过一 定 用 量 （ ８ ０ ｔ ／ ｈ ｍ ） 反 而会 降低 土壤 持水 性 能 。土壤 容重 随着 生物 炭施 用量 的增 加 总体 呈 下 降趋 势 ， 这与 Ｃ ＨＥ Ｎ等 和 Ｌ ＡＩ ＲＤ等 的研 究结 果 一致 。容 重是 土壤 物理 特性 的一 个 重要 指标 ， 土 壤容 重 降 低一 般 表 明 土壤 结构 得 到改 善 。土 壤结 构
产 生 的Leabharlann 面负 电荷使 生 物炭 具有 较高 的 阳离子 交换 量 ； 生物 炭有 巨大 的表 面积 和很 好 的孑 Ｌ 隙度 ， 可影 响土壤
的通气性 、 保水能力及生物质对分子的转移和吸附 ， 同时也为微生物提供 了生存和繁殖的场所 ； 生物炭主要 由单 环 和多环 的芳 香族 化合 物组 成 ， 这种 性质 特点 决定 了它 具有 更强 的化 学 、 生物 学稳 定性 及抗 微生 物分解
术发展 历程 、 生物炭特性 、 土壤改 良及作物增产理论 等方面进行论述 ， 旨在 为生物炭在农 业领域 中更广泛 的应 用提
供 思路 ， 并 对我 国 开展 生 物 炭 的 应 用 研 究提 供 依 据 。
关键词 ： 生物炭 ； 土壤 ； 改 良
生物 炭 （ Ｂ ｉ ｏ ｃ ｈ ａ ｒ ） 是 指 生物有 机 材料 （ 生 物质 ） 在缺 氧及 低氧 环境 中经 过热 裂解 后 的 固体 产物 ， ２ ０ ０ ７年 在
的田间持水量， 因此对砂性土这种对水分的保蓄能力很弱的土壤具有很大的意义 ， 可作为一种有效手段来提
高干 旱地 区沙性 土 的保 水 能力 。 ２ ． ２ 生物炭 对 土壤化 学 性质 的影 响
生物炭 中灰分含 有较 多 的盐 基离 子 ， 如钾 、 钠、 钙、 镁等 ， 可提 高土 壤 的 ｐ Ｈ值 ， 因此 生物炭 可 以作 为 改 良 剂来 中和 酸性 土壤 的酸度 ； 生物 炭对低 阳离子交 换量 、 酸性 土 壤 的 阳离 子交换 量 改 善作 用 十 分 明显 ； 虽 然 生 物炭 的化学 结构 不 同于有 机质 和土壤 腐殖 质 ， 但是， 生 物炭 与有 机质 和腐殖 质一样 可 以改 良培肥 土壤 。由于
澳大利亚第一届国际生物炭会议上取得统一命名。国内外学者在 生物炭 的性质和特征及其对土壤物理性 质、 化学性质 、 微生物作用 、 作物肥效 以及土壤固碳等方面展开 了广泛的研究工作 ， 并取得 了许多进展 。据
Ｊ ＨＡ 等估 计 ， 全球 每年 生物 炭产 量在 ５ ０ ～２ ７ Ｏ Ｔｇ （ Ｔ ｇ ＝ ＝ ＝ １ ０ １ ２ ｇ ） ， 且８ ０ 以上残 留在 土 壤 中 。Ｌ ＥＨＭＡＮＮ 等 系统 分析 了陆地 系统 中 生 物 炭 的截 留情 况 后 得 出 ， 将生物质转换 为生物炭后 ， 可 以截 留 其 最 初 碳 含 量 的 ５ Ｏ ９ ／ ６ ， 远 高 于焚烧 后 的残 留量 （ 约３ ） 和 生物 降解后 的剩余量 （ １ ０ ～２ Ｏ ， ５ ～１ ０年后 ） 。