施用生物质炭对土壤生态系统功能的影响

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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。

生物质炭对喀斯特山区连作蔬菜地土壤有效养分及水分的影响

物质炭的施用对优质蔬菜的生产起到了积极的促进作用］。
生物质炭具有良好的孑Ｌ隙性、通透性及保水性，可以携带大量的有益微生物、氨基酸、微量元素和植物生长调节物质以及有效的氮、磷、钾，在多种作物栽培中已得到广泛的应用［６。生物质炭作为土壤改良剂，可以改善土壤理化性质，提高土壤孑Ｌ隙度和比表面积，降低土壤容重，提高土壤保水能力，调节土壤通透性，提高植
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土壤与肥料・
北方园艺２０１４（０７）：１５８～１６２
生物质炭对喀斯特山区连作蔬菜地土壤有效养分及水分的影响
刘方，冯仕江，张雷一，刘元生
（贵州大学环境与资源研究所，贵州贵阳５５００２５）
物养分的有效性，促进作物生长及改善作物品质［１ ¨ 。目前，有关有机肥对连作蔬菜地土壤性质的影响方面已
在２０１３年３～４月进行连作蔬菜地土壤调查，选择坡度及种植年限相对一致、由石灰岩发育的旱作土，按
连作玉米地和连作蔬菜地（种植年限１０ａ以上）设置样
中施用等量的生物质炭来自。关键词：连作蔬菜地；生物质炭；土壤养分；土壤水分中图分类号：ｓ３４４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－０００９（２０１４）０７一Ｏ１５８ —０５蔬菜的生长发育需要不同数量的大量、中量及微量元素，土壤中保持适宜的养分数量和合理的养分比例有利于蔬菜的优质高产。由于连作蔬菜的种植面积不断扩大，农户为了获得高产，往往无限制量的投入化学肥料，致使土壤中有机质含量下降，进而出现土壤养分比

农田土壤-生物炭固碳减排的影响因素及潜力估算

农田土壤-生物炭固碳减排的影响因素及潜力估算随着人们对环境问题的日益关注，如何减少温室气体排放并实现气候变化的全球应对已成为全球亟待解决的问题。

作为全球最大的碳汇之一，农田土壤中的有机质含量对于温室气体减排至关重要。

在此背景下，生物炭固碳减排引起了广泛的关注。

本文将探讨生物炭固碳减排的影响因素及潜力估算。

一、生物炭固碳减排的影响因素1.生物炭性质生物炭的性质对其作为土壤改良物质、改善土壤结构、维持土壤肥力、促进植物生长、尤其是对固碳减排的效果有着决定性的影响。

生物炭的性质可以通过其原料、制备工艺、炭化条件等来调节。

例如，生物炭的炭化温度能够影响其孔隙结构大小，进而影响其吸附和贡献土壤的效果。

研究表明，炭化温度在500-600°C范围内，生物炭的孔隙度和比表面积最高，对减缓氮素和磷素的淋失以及固定碳贡献最大。

2.生物炭耕作方式农田生物炭的施用方式可以分为地里、覆盖、混拌和气氛炭等方式，不同的施用方式对于生物炭的固碳减排效果存在一定的影响。

表土施炭和深厚施炭是两种常见的施炭方式。

在表土施炭中，施炭深度通常为0-20 cm，在植物根系范围内施炭。

对于深厚施炭，生物炭可以直接施加到土层深处，以提高土壤总有机碳含量。

研究发现，浅层施炭方式更容易使得生物炭中的碳释放到气体中，而深层施炭则更容易使碳由于较高的压力等条件得以更好的积累。

3.土壤性质生物炭的施用效果还与土壤性质相关，不同的土壤类型和土壤质地会影响生物炭在土壤中的吸附和分解。

例如，沙壤土和红壤土对生物炭的吸附能力较强，所以生物炭在这类土壤中固碳的效果较好。

但在黏重土、黄壤等土壤中，生物炭的释放会比较缓慢，其固碳能力会减弱。

二、生物炭固碳减排的潜力估算生物炭固碳减排的潜力估算需要考虑多个因素，包括生物炭的碳储量、生物炭在农田土壤中的固存能力、不同土地利用方式中固碳减排的贡献程度等。

生物炭的碳储量生物炭碳储量的大小直接影响了其固碳减排的潜力。

生物炭施用对土壤健康的影响及其对烤烟生产的潜在风险

生物炭施用对土壤健康的影响及其对烤烟生产的潜在风险作者：李彩斌张久权陈雪张继光翟欣凌爱芬来源：《中国烟草科学》2018年第06期摘要：近年来，生物炭受到各国科技工作者的广泛关注。

大量研究表明，生物炭具有稳定性、多孔性、吸附性等优良特征，可提高土壤养分有效性和土壤微生物活性，改善土壤结构，增加炭固化，减少温室气体排放，对土壤重金属和其他有害有机物进行钝化失活等，因而是一种很有发展潜力的新型肥料和土壤改良剂。

然而，生物炭因原料和裂解温度等的不同，可能向土壤输入重金属和有机污染物等有害物质，施入土壤后也可能会产生一些对土壤健康和烤烟生长不利的负面作用，目前，人们对这些还缺乏全面系统的了解。

笔者根据近年来国内外的研究结果进行综述，以期为生物炭的推广应用提供理论参考。

关键词：生物炭；土壤健康；风险；烤烟中图分类号：S572.01 文章编号：1007-5119（2018）06-0091-07 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2018.06.013生物炭是在低氧或无氧条件下，对秸秆等生物质材料进行高温分解后的产物。

由于其具有多孔性、吸附性、稳定性等特性[1]，近年来受到了土壤、农业和环境等学术界的广泛关注。

生物炭在SCI期刊的发文量从2007年的7篇飙升到2017年的1492篇，增长213倍，目前已经成为土壤学等领域的研究热点。

生物炭能在减少温室气体排放、固炭、土壤改良[2]，提高土壤肥力[3]，土壤环境修复[4]等方面能发挥巨大作用。

施用生物炭对土壤和烤烟能产生大量有益的效果，但同时也可能会带来一部分风险，如在某些条件下，生物炭可能会带来重金属、农药有效性、二噁英、多环芳烃化合物等方面的问题，也可能会造成烤烟等作物对养分的不平衡吸收等负面效果。

因此，笔者根据现有的研究结果，对生物炭施用对植烟土壤健康和烤烟生长的影响和风险进行综合评估，以期为生物炭的推广应用提供理论基础。

1 生物炭施用对土壤健康的影响土壤健康主要是指土壤维持和提高作物产、质量的能力。

生物炭对土壤肥力、作物产量及品质的影响研究

生物炭对土壤肥力、作物产量及品质的影响研究摘要：所谓生物炭，主要是在厌氧或无氧条件下，经过低温热解，生物材料会形成一类具有孔隙率发达、性质稳定、含有碳素、比表面积较大等特点的固态多功能材料。

将生物炭应用在土壤中，可改善土壤结构、增加土壤养分、强化蓄肥保水力，使植物菌根更好的生长，最终可达到作物品质及产量提升的目的。

鉴于此，文章详细论述了生物炭对土壤肥力及作物产量和品质的影响，以期对业界人士有所参考与借鉴，最终能够为农业更好的发展助力。

关键词：生物炭；土壤肥力；作物产量；品质；影响前言：将生物炭应用在土壤改良中，不但能够改善土壤结构，也会使土壤养分含量获得更好提升，确保植物菌根的稳固健康生长，切实实现农作物产量与品质的提升。

如今，业界人士也在深入开展对生物炭的有关研究工作，相信在未来的农业发展中，一定会广泛的应用生物炭。

1生物炭对土壤养分的影响生物炭对土壤容重和孔隙度的影响与土壤团聚体的形成有关。

大量实验证明，生物炭中的醌基等官能团及其多孔性可使土壤团聚体的结构得以有效改善，且生物炭的性质与施加量均会使改善效果受到影响。

比如，生物炭粒径的大小会影响生物炭、微生物及土壤彼此间的互相作用效果，粒径粗的生物炭能够使大团聚体延缓形成，将生物炭加入到质地黏重的土壤中，一般会使大团聚体含量增加，同时也会使微团聚体含量降低。

与此同时，若生物炭施加量低或土壤和生物炭反应时间短时，那么会使团聚体的分布及稳定性得不到有效调节，将适量的生物炭长期施加在特定的土壤中，会显著提升土壤团聚体的形成过程，最终可有效提高其稳定性。

生物炭中有很多矿质营养元素，比如钙、钾、氮、磷等，这部分矿质营养元素能够有效提高土壤养分，同时也可保证生产力的提高。

生物材料通过低温热解后可得到生物炭，其中含有很高的碳元素，且碳氮比与钾含量等也非常高，然而，磷与氮的含量却很少，一旦温度不断增加，其中的碳含量会显著降低，其中的钾、磷和氮的含量则会增加，与此同时，PH值也会得到提升。

生物炭在农业生产和土壤修复中的应用

第49卷第2期2019年6月Vol.49No.2Jun.2019杭州化工HANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY生物炭在农业生产和土壤修复中的应用吕耀,杨耀帅，罗海鲍,杨丽萍，巫静（广州市环境保护科学研究院，广东广州510620）摘要：生物炭作为重要的碳汇，近年来在土壤修复和农业生产中广泛应用，受到专家学者们的高度关注。

该文针对生物炭在改良土壤和重金属污染治理方面的国内外研究现状作了简要概述，阐述了生物炭的应用价值，分析了生物炭修复和改良土壤的机制机理，最后对生物炭未来的发展方向提出了展望，以期为生物炭的大规模农用提供参考。

关键词：生物炭;土壤;农业;修复doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2019.02.001生物质炭化技术是公认的解决气候变化问题的可行技术措施之一，具有成本低、来源广泛且无污染等显著优点⑴。

生物炭施入农田，既可以有效改善土壤的理化性质，增加作物产量，促进农业可持续发展，也能够钝化土壤中的重金属，降低重金属的生物有效性，减少植物对重金属的吸收，从而达到修复重金属污染农田的作用⑵。

生物炭的利用在一定程度上可以解决土壤改良、粮食增产和环境治理等领域面临的复杂问题，有利于构建低碳经济模式，对国家经济可持续发展具有重大意义⑶。

本文针对生物炭在农业、环境等领域的应用研究开展了简要的综述，并对未来生物炭的应用研究提出了展望，以期为生物炭产业的发展提供参考。

1生物炭的基本结构及理化性质生物炭是指生物质在缺氧或无氧条件下高温分解形成的产物,主要包含竣基、酯基、苯环等化学基团⑷。

生物炭溶解度极低，具有较大的孔隙度和比表面积，因而具有较强的吸附能力和抗氧化能力⑴。

生物质在低温条件下热解,只会蒸发出部分物理吸附水、CO2和CO,产生的是无定形的炭。

随着热解温度的继续升高,生物质的化学键会发生断裂并重新组合，C、N总量减少,主要原因是生物炭中的易挥发物质在高温条件下会分解成C02和比0等物质。

生物炭对土壤肥料的作用

生物炭对土壤肥料的作用1. 引言1.1 生物炭的定义生物炭是一种由生物质经过高温热解或氧化制备而成的黑色炭质材料。

它具有多孔结构和大表面积，具有很强的吸附性能。

生物炭不同于一般的煤炭或木炭，它经过特殊制备过程后含有丰富的微生物和有机物质，对土壤具有很好的改良作用。

生物炭在土壤中可以增加土壤的肥力、改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力，并且可以促进土壤微生物的活性。

生物炭与其他肥料混合使用，可以提高肥料的利用率，减少肥料的流失，从而减少环境污染。

生物炭是一种具有很高应用价值的土壤改良剂，它不仅可以提高土壤肥力，改善土壤质地，还可以减少化肥的使用量，减少环境污染。

生物炭对土壤肥料的作用是非常积极的，有着广阔的应用前景。

1.2 生物炭对土壤肥料的重要性生物炭具有很强的吸附能力，能够吸附并固定土壤中的营养元素和有害物质，减少其在土壤中的流失和淋洗，从而提高土壤的肥力和保护环境的效果。

生物炭可以改善土壤的结构和通气性，增加土壤孔隙度，有利于根系生长和水分渗透，促进植物的生长和发育。

生物炭还可以促进土壤微生物的活性和多样性，增加土壤有机质的含量，提高土壤的肥力和生态系统的稳定性。

生物炭在土壤肥料中的应用具有重要的意义，可以提高土壤的肥力和水分保持能力，减少化肥的使用量，改善环境质量，实现可持续农业发展的目标。

研究和推广生物炭对土壤肥料的作用具有重要的现实意义和发展前景。

"2. 正文2.1 生物炭的制备方法生物炭的制备方法有多种，其中主要包括炭化和激活两个过程。

在炭化过程中，生物质被加热至高温而不氧化，使其转化为炭，而这个过程可以通过不同的方式来实现，比如慢炭化、快炭化、气化等。

慢炭化是将生物质加热到500-700摄氏度，这个过程需要一定的时间，但可以获得高质量的生物炭。

快炭化则是通过高温快速加热生物质，不需要太长时间，但生产的生物炭质量可能略低。

气化是指通过气体对生物质进行碳化，这个方法比较节能环保，但成本略高。

生物炭的重要作用

生物炭的重要作用
生物炭是生物质在缺氧条件下热解形成的稳定的富碳产物，它具有以下重要作用：
1. 土壤改良：生物炭可以改善土壤的物理、化学和生物学性质。

它能增加土壤的碳含量，提高土壤的保水性、通气性和肥力，促进植物生长。

2. 碳封存：生物炭可以将生物质中的碳固定在土壤中，从而减少二氧化碳的排放，有助于应对全球气候变化。

3. 环境修复：生物炭对一些污染物如重金属、农药和有机物具有吸附能力，可以用于污染土壤和水体的修复。

4. 能源生产：生物炭可以作为一种可再生能源，通过热解生物质产生热能。

此外，生物炭还可以用于生产生物燃料。

5. 温室气体减排：生物炭的生产和使用可以减少甲烷等温室气体的排放，因为它可以将甲烷转化为二氧化碳。

6. 废弃物处理：生物炭可以将农业废弃物、城市固体废弃物等转化为有价值的产品，实现废弃物的资源化利用。

总之，生物炭在环境保护、可持续农业、能源领域等方面具有重要的应用价值。

然而，生物炭的应用也需要综合考虑其环境影响和可持续性，以确保其正面作用的发挥。

生物质炭和腐殖质对稻田土壤CH4和N2O排放的影响

第36卷第1期2022年2月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .36N o .1F e b .,2022收稿日期:2021-06-29资助项目:浙江省重点研发计划项目(2019C 02008-03);国家自然科学基金项目(31700540) 第一作者:陈峰(1994 ),男,硕士研究生,主要从事土壤碳汇与全球气候变化研究㊂E -m a i l :c h e n f e n g z a f u @126.c o m 通信作者:刘娟(1978 ),女,副教授,硕士生导师,主要从事土壤碳汇与全球气候变化研究㊂E -m a i l :l i u ju a n @z a f u .e d u .c n 生物质炭和腐殖质对稻田土壤C H 4和N 2O 排放的影响陈峰1,2,刘娟1,2,郑梅群1,2,姜培坤1,2,吴家森1,2,李永夫1,2,李松昊3(1.浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室,浙江临安311300;2.浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室,浙江临安311300;3.杭州市临安区农林技术推广中心,浙江临安311300)摘要:为探讨生物质炭与腐殖质单独施用与配合施用对稻田土壤C H 4和N 2O 气体排放以及水稻产量的影响㊂以浙江临安潜育性水稻土的稻田系统为研究对象,设置2个水稻秸秆生物质炭添加水平(0,20t /h m 2)和3个腐殖质水平(0,0.6,1.2t /h m 2),共6个处理,分别为:(1)B 0F 0(对照,不添加生物质炭和腐殖质);(2)B 0F 1(腐殖质用量为0.6t /h m 2);(3)B 0F 2(腐殖质用量为1.2t /h m 2);(4)B 1F 0(生物质炭用量为20t /h m 2);(5)B 1F 1(生物质炭和腐殖质用量分别为20,0.6t /h m 2);(6)B 1F 2(生物质炭和腐殖质用量分别为20,1.2t /h m 2),研究生物质炭和腐殖质输入对水稻产量㊁稻田C H 4和N 2O 气体排放的影响㊂结果表明:(1)与B 0F 0相比,单独施用生物质炭和腐殖质或生物质炭与腐殖质配施均降低了土壤C H 4累积排放量,但增加了土壤N 2O 累积排放量;(2)生物质炭处理对GW P (g l o b a lw a r m i n gp o t e n t i a l )和G H G I (g r e e n h o u s e g a s i n t e n s i t y )没有显著影响(P >0.05),腐殖质处理显著降低了GW P 和G H G I (P <0.05),生物质炭和腐殖质对GW P 和G H G I 存在显著交互作用(P <0.05);(3)与B 0F 0相比,单独施用生物质炭和腐殖质或者生物质炭与腐殖质配施均能在一定程度上减少单位水稻产量的温室气体排放强度(G H G I ),B 0F 2处理的G H G I 最低,表明单施腐殖质处理(腐殖质用量为1.2t /h m2)稻田土壤的减排效果和环境效应最好㊂研究结果为进一步探讨稻田土壤固碳减排提供数据支撑和理论依据㊂关键词:生物质炭;腐殖质;温室气体;综合温室效应;温室气体强度中图分类号:S 511.3 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2022)01-0368-07D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2022.01.047E f f e c t s o fB i o c h a r a n dH u m u s o nC H 4a n dN 2OE m i s s i o n s i nP a d d y Fi e l d C H E NF e n g 1,2,L I UJ u a n 1,2,Z H E N G M e i qu n 1,2,J I A N GP e i k u n 1,2,WUJ i a s e n 1,2,L IY o n g f u 1,2,L I S o n gh a o 3(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S u b t r o p i c a lS i l v i c u l t u r e ,Z h e j i a n g A&F U n i v e r s i t y ,L i n a n ,Z h e j i a n g 311300;2.Z h e j i a n g K e y L a b o r a t o r y o f C a r b o nC y c l i n g i nF o r e s tE c o s y s t e ma n dC a r b o nS e q u e s t r a t i o n ,Z h e j i a n g A&F U n i v e r s i t y ,L i n a n ,Z h e j i a n g 311300;3.L i n a nA g r i c u l t u r a lT e c h n o l o g y E x t e n s i o nC e n t r e ,L i n a n ,Z h e j i a n g 311300)A b s t r a c t :T o e v a l u a t e t h e e f f e c t s o f s i n g l e a n d c o m b i n e d a p p l i c a t i o no f b i o c h a r a n dh u m u so nC H 4a n dN 2Oe m i s s i o n i n p a d d yf i e l d a n d r i c e y i e l d ,t a k i ng th e p a d d y fi e l ds y s t e mo f g l e y i c p a d d y s o i l i nL i n 'a n ,Z h ej i a n g P r o v i n c e a s t h e r e s e a r c ho b j e c t ,t w o a d d i t i o n l e v e l s o f r i c e s t r a wb i o c h a r (0a n d 20t /h m 2)a n d t h r e e a d d i t i o n l e v e l s o f h u m u s (0,0.6a n d 1.2t /h m 2)w e r e s e t i n t h e e x p e r i m e n t ,a n d a t o t a l o f s i x t r e a t m e n t sw e r e c a r r i e d o u t ,w h i c hw e r e B 0F 0(c o n t r o l ,w i t h o u t b i o c h a r o r h u m u s ),B 0F 1(h u m u s d o s a g e o f 0.6t /h m 2),B 0F 2(h u -m u s d o s a g e o f 1.2t /h m 2),B 1F 0(b i o c h a rd o s a geo f 20t /h m 2),B 1F 1(t h e a m o u n t so f b i o c h a r a n dh u m u s w e r e 20t /h m 2a n d 0.6t /h m 2,r e s p e c t i v e l y ),B 1F 2(t h e a m o u n t so f b i o c h a r a n dh u m u sw e r e 20t /h m 2a n d 1.2t /h m 2,r e s p e c t i v e l y ).E f f e c t s o f b i o c h a r a n d h u m u s a d d i t i o n o n r i c e y i e l d ,C H 4a n dN 2Oe m i s s i o n s i n r i c e f i e l d sw e r e s t u d i e d .T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t :(1)C o m p a r e dw i t hB 0F 0,a p p l i c a t i o no fb i o c h a ra n dh u m u s a l o n e o r c o m b i n a t i o na l l r e d u c e d c u m u l a t i v eC H 4e m i s s i o na n d i n c r e a s e d c u m u l a t i v e e m i s s i o no fN 2Oin s o i l .(2)B i o c h a r t r e a t m e n t h a dn o s i g n i f i c a n t e f f e c t o nGW P (g l o b a lw a r m i n gp o t e n t i a l )a n dG H G I (gr e e n h o u s e g a s i n t e n s i t y )(P >0.05).H u m u s t r e a t m e n t s i g n i f i c a n t l y de c r e a s e dGW Pa n dG H G I (P <0.05).B i o c h a r a n d h u m u sh a d s i g n if i c a n t i n t e r a c t i o no nGW Pa n dG H G I (P <0.05).(3)C o m p a r e dw i t hB 0F 0,t h e a p pl i c a t i o no f b i o c h a r a n d h u m u s a l o n e o r t h e c o m b i n e d a p p l i c a t i o n c o u l d r e d u c e g r e e n h o u s e g a s e m i s s i o n i n t e n s i t y(G H-G I)p e r u n i t r i c e y i e l d t o a c e r t a i ne x t e n t.T h eG H G I o f B0F2t r e a t m e n tw a s t h e l o w e s t,i n d i c a t i n g t h a t t h e a p p l i c a t i o no f h u m u s a l o n e(t h e a m o u n t o f h u m u sw a s1.2t/h m2)h a d t h e b e s t e m i s s i o n r e d u c t i o n e f f e c t a n d e n v i r o n m e n t a l e f f e c t.T h e r e s u l t s c o u l d p r o v i d ed a t as u p p o r t a n dt h e o r e t i c a l b a s i s f o r f u r t h e rd i s c u s s i o no n c a r b o n s e q u e s t r a t i o na n d e m i s s i o n r e d u c t i o n i n p a d d y s o i l.K e y w o r d s:b i o c h a r;h u m u s;g r e e n h o u s e g a s;GW P;G H G I2013年I P C C的第5次评估报告[1]指出,气候变化及其应对问题是当今国际社会极为关注的重大全球性问题㊂C H4和N2O作为最主要的温室气体,其单位质量的增温潜势分别是C O2的25,298倍[1]㊂稻田是农田土壤主要的C H4排放源,全球稻田C H4排放量为25~50T g/a,约占全球人为总排放的12%~ 26%[2]㊂由于化学氮肥的大量施用,增加了农田土壤氧化亚氮(N2O)的排放,稻田N2O排放约占农田N2O排放的11%[3]㊂水稻是我国主要粮食作物,国内约有65%以上的人口以稻米为主食[4],中国稻田面积约占世界水稻总面积的23%,位居世界第二[5]㊂因此,如何减少稻田C H4和N2O排放是我国乃至世界的研究热点㊂生物质炭(b i o c h a r)是植物生物质在无氧或缺氧的条件下经高温热解产生的一类高度芳香化㊁富含碳的难熔性固态物质,具有高稳定性和强吸附性的特点[6]㊂农田土壤中施用生物质炭增加了土壤有机碳含量和稳定性,对土壤C㊁N循环和温室气体排放产生重要影响[7-9]㊂通过整合分析方法(m e t a-a n a l y s i s)对我国农田土壤生物质炭的研究[10]表明,生物质炭施用显著降低了农田土壤N2O排放量㊁稻田C H4排放量和GW P,平均降低幅度分别为14%,15%,16%㊂生物质炭中存在一些易降解的有机碳成分,为产甲烷菌提供了底物,施用生物质炭增加了稻田C H4排放[7]㊂腐殖质是动植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球化学的一系列过程积累起来的一类有机物质,其对土壤有机质和作物产量具有重要影响[11-12]㊂陈佳等[11]在盐碱地的试验结果表明,与对照相比,单施腐殖质㊁复合肥和腐殖质配施土壤有机质分别增加了35%,61%㊂张沁怡等[12]研究发现,腐殖质添加显著增加了水稻产量,当腐殖质用量为1,10,100k g/ h m2时,水稻产量分别增加了10%,13%,8%㊂农田土壤添加腐殖质的研究多集中于其对作物生长和产量的影响,但腐殖质施用对稻田土壤温室气体排放的研究较少㊂少数农田土壤腐殖质添加的研究[13]表明,腐殖质添加促进了土壤N2O排放,对C H4排放没有显著影响㊂本文以浙江临安潜育性水稻土的稻田系统作为研究对象,研究生物质炭与腐殖质单独施用与配合施用对稻田土壤C H4和N2O气体排放以及水稻产量的影响,为进一步探讨稻田土壤固碳减排提供数据支撑和理论依据㊂1材料与方法1.1研究区概况试验地点为浙江省杭州市临安区於潜镇,地处浙江省西北部,属于亚热带季风性气候㊂全年平均降水量约为1614mm,降雨大多发生在4 10月,年平均降水日158天,全年平均气温16.6ħ,年平均无霜期241天,年日照时间达1900h以上,土壤类型属于潜育性水稻土,试验开始前的种植制度为稻麦轮作㊂试验期间(2020年7 11月)累积降水量777 mm,月平均气温25.7ħ㊂试验前0 20c m耕作层土壤理化性质为:p H(H2O)5.61,有机碳和全氮分别为19.2,1.34g/k g,碱解氮㊁速效钾㊁有效磷分别为100.03,131.04,19.50m g/k g,容重1.02g/c m3,阳离子交换量(C E C)13.3c m o l/k g㊂生物质炭购自江苏华丰农业生物工程有限公司,为工厂储存的水稻秸秆生物质炭,温度为600ħ热解炭化得到,其基本性质为:p H(H2O)8.51,有机碳140.9g/k g,全氮5.9g/k g,容重为0.26g/c m3,C E C 为25.3c m o l/k g㊂腐殖质购自安徽无为县花卉肥料厂,其p H(H2O)7.71,有机碳含量32.5g/k g,腐殖质含量20%~40%㊂生物质炭和腐殖质在施加前均过2mm筛处理㊂1.2试验设计本试验为2因素(生物质炭和腐殖质)不同添加水平的田间小区试验㊂生物质炭添加水平分别为0, 20t/h m2,腐殖质添加水平分别为0,0.6,1.2t/h m2㊂6个处理分别为:B0F0(对照,不添加生物质炭和腐殖质);B0F1和B0F2(不添加生物质炭,腐殖质添加量分别为0.6和1.2t/h m2);B1F0㊁B1F1和B1F2(生物质炭添加量均为20t/h m2,腐殖质添加量分别为0, 0.6,1.2t/h m2),每个处理3次重复㊂试验共18个小区,每个小区大小为5mˑ5m,随机排列㊂为了防止串水串肥,小区田埂用黑色塑料膜包裹,每个小区设963第1期陈峰等:生物质炭和腐殖质对稻田土壤C H4和N2O排放的影响独立的灌排水口㊂供试水稻品种为嘉丰优2号 ,水稻于7月12日移栽,行㊁株距为24c mˑ24c m,11月15日收获㊂水稻生长前期保持淹水,分蘖期后排水晒田,晒田期为8月16 31日,之后恢复灌溉,保持土壤湿润,后期逐渐排干水分㊂所有处理的施肥量㊁施肥方式㊁田间病虫害管理措施同当地农户习惯常规管理一致㊂水稻施氮肥(以N计)㊁磷肥(以P2O5计)㊁钾肥(以K2O 计)分别为270,75,150k g/h m2,基肥(7月11日)和分蘖肥(7月24日)的氮肥用量均为135Nk g/h m2,基肥采用当地农民常用复合肥(NʒP2O5ʒK2O为17ʒ10ʒ17),追肥采用尿素(含氮量46%)和氯化钾㊂基肥撒施于土壤表层并均匀翻耕,追肥均匀撒施于土壤表层㊂生物质炭和腐殖质于7月11日一次性施加到土壤0 20c m耕作层,手工充分混匀㊂1.3样品采集与测定采用静态箱气相色谱法对稻田土壤C H4和N2O排放通量进行测定㊂样品的采集从水稻移栽开始至水稻收获,约1周采集1次样品,追肥后相应地增加取样频率㊂水稻插秧前每个小区布置1个静态箱底座㊂静态箱为组合式,由顶箱㊁箱体和基座3部分组合而成,制作材料为P V C硬塑料板,顶箱的尺寸为0.5mˑ0.5mˑ0.5m,在顶箱侧面中心有采气孔,采样前用橡胶塞进行密封;基座的尺寸规格为0.5mˑ0.5mˑ0.2m㊂气体采样时间安排在上午9:00 11:00㊂采样前1天,检查气袋的密封性,并对气袋进行抽真空㊂每次采样前将底座注满水防止采样时底座漏气,接着将顶箱放入基座凹槽中㊂然后利用60m L注射器从橡胶密封塞处插入静态箱中进行气体的采集,采样时间分别为盖上顶箱后的0,10, 20,30m i n,抽取好气样后立即注入气袋㊂后期等到水稻长到一定高度,每次采样前先将箱体放入基座凹槽中,然后将顶箱放入箱体凹槽中采气㊂为确保箱体内气体密度均匀,顶箱内部装有个小风扇,取样前10 m i n开启使箱内气体混匀㊂采样结束后,利用岛津G C-2014气相色谱仪(S H I MA D Z U,G C-2014,日本)对气体样品的浓度进行测定,C H4由火焰离子化检测器(F I D)分析,温度为200ħ,载气为高纯氢气和氧气㊂N2O由电子捕获检测器(E C D)分析,温度为250ħ,载气为高纯氮气㊂每次采集气体样品的同时,采集0 20c m土层的土壤样品,带回实验室后,先除去可见的石块和根系,放在4ħ冰箱备用㊂参考鲁如坤[14]的试验方法,对样地土壤基本性质进行测定:分别采用p H计法(土水比1ʒ2.5)㊁重铬酸钾外加热法㊁碱解扩散法㊁H C l-N H4F浸提钼锑抗比色法㊁乙酸铵浸提火焰光度计法㊁环刀法㊁凯氏定氮法㊁乙酸铵交换法测定土壤p H㊁土壤总有机碳㊁土壤碱解氮㊁土壤有效磷㊁速效钾㊁容重㊁全氮㊁阳离子交换量㊂2020年11月15日水稻收获,每个小区实打实收,人工收割脱粒,测定含水量,计算水稻产量(k g/h m2)㊂1.4数据处理土壤N2O和C H4排放通量的计算公式为:F=ρV A P PT0Td C td t式中:F为C H4㊁N2O的排放通量(m g/(m2㊃h));ρ为标准状态下C H4㊁N2O气体的密度(m g/m3);A为静态箱的底面积大小,即采集土壤表面积(m2);V为静态箱内的空间体积(m3);d C t/d t为单位时间静态箱内C H4㊁N2O气体浓度的变化量(μL/(m3㊃h)); T0为标准状态下的空气的绝对温度(ħ);P0为标准状态下的气压(k P a);T为取样时静态箱内空气的绝对温度(ħ);P为大气压(k P a)㊂土壤N2O和C H4累积排放通量的计算公式为: M=ðni=1(F i+1+F i)/2ˑ(t i+1-t i)ˑ24ˑ10-5式中:M为C H4㊁N2O累积排放量(k g/h m2);F为土壤C H4㊁N2O排放通量(m g/(m2㊃h));i为采样次数;t为采样时间;n为总测定次数;t i+1-t i为2次采样时间的间隔天数(d)㊂在100年时间尺度上,C H4和N2O的GW P分别为C O2的25,298倍[1],因此,全球增温潜势GW P (C O2-e q k g/h m2)计算公式为:GW P=M(C H4)ˑ25+M(N2O)ˑ298式中:GW P为综合温室效应(C O2-e q k g/h m2); M(C H4)为C H4水稻生长期累积排放量(k g/h m2); M(N2O)为N2O水稻生长期累积排放量(k g/h m2)㊂温室气体强度G H G I计算公式为:G H G I=GW P/W式中:G H G I为温室气体强度(C O2-e q k g/k g);W 为水稻产量(k g/h m2)㊂利用S P S S26.0软件进行统计分析,O r i g i n2017软件作图㊂不同处理及时间变化对温室气体排放通量的影响采用重复测量方差分析(r e p e a t e dm e a s u r e s A N O V A),生物质炭和腐殖质对C H4㊁N2O气体累积排放量㊁水稻产量㊁GW P和G H G I的影响采用双因素方差分析(T w o-w a y A N O V A),用L S D多重检验法检验不同处理间差异的显著性㊂本文中所有数据均是3次重复的平均值ʃ标准误差㊂除特殊说明外,显著性水平ɑ=0.05㊂073水土保持学报第36卷2结果与分析2.1C H4排放通量和累积排放量由图1可知,不同处理水稻生长周期内C H4排放通量均呈现了显著的时间分异规律(P<0.01)㊂水稻生长期间B0F0㊁B0F1㊁B0F2㊁B1F0㊁B1F1和B1F2的C H4平均排放通量分别为10.76,7.84,5.49,8.74, 7.10,8.98m g/(m2㊃h)㊂生物质炭处理对土壤C H4排放通量没有显著影响(P>0.05),腐殖酸显著影响C H4排放通量(P<0.05)㊂各处理C H4排放的峰值均出现在水稻生长前期,B0F0峰值在7月31日出现,峰值为50.02m g/(m2㊃h),B0F1㊁B0F2和B1F1峰值均出现在8月7日,分别为33.67,26.03,33.34 m g/(m2㊃h),B1F0和B1F2的峰值均出现在8月14日,分别为39.70,33.56m g/(m2㊃h)㊂由表1可知,双因素方差分析的结果表明,生物质炭处理对C H4累积排放量没有显著影响(P> 0.05),腐殖质处理显著降低C H4累积排放量(P< 0.05),腐殖质和生物质炭之间对C H4累积排放量存在显著交互作用(P<0.01)㊂在B0水平下,添加腐殖质减少了C H4累积排放量,与B0F0相比,B0F1和B0F2的C H4累积排放量分别降低了22.8%,46.6%㊂在B1水平下,与B1F0相比,B1F1和B1F2的C H4累积排放量分别降低了20.3%,4.3%,B1F2与B1F0之间的差异未达显著水平(P>0.05)㊂在F0和F1水平下,施加生物质炭对C H4累积排放量均呈下降趋势,但处理间未达差异显著水平(P>0.05)㊂在F2水平下,与B0F2处理相比,B1F2处理的C H4累积排放量显著增加了59.5%(P<0.05)(图1)㊂注:误差线表示标准误差(n=3);T㊁F㊁B分别为采样时间㊁腐殖质处理㊁生物质炭处理;图柱上方不同大写字母表示同一生物质炭施用量水平下腐殖质施用量不同对甲烷累积排放量的影响差异显著(P<0.05);不同小写字母表示同一腐殖质施用量水平下生物质炭施用量不同对甲烷累积排放量的影响差异显著(P<0.05)㊂下同㊂图1生物质炭和腐殖质对稻田C H4排放通量和累积排放量的影响表1生物质炭和腐殖质对稻田C H4㊁N2O累积排放量㊁水稻产量㊁G W P和G H G I的双因素方差分析变量显著水平生物质炭腐殖质生物质炭ˑ腐殖质C H4累积排放量F2.65026.88320.561P0.130<0.01<0.01N2O累积排放量F0.7744.54720.318P0.396<0.05<0.01产量F0.7663.2790.554 P0.3990.0730.589GW P F2.22524.42918.470P0.162<0.01<0.01G H G I F0.5819.49210.579P0.461<0.01<0.012.2N2O排放通量和累积排放量由图2可知,不同处理水稻生长周期内N2O排放通量均显示了显著的时间分异规律(P<0.01)㊂水稻生长期间B0F0㊁B0F1㊁B0F2㊁B1F0㊁B1F1和B1F2的N2O排放通量的均值分别为0.018,0.044, 0.034,0.042,0.034,0.039m g/(m2㊃h),生物质炭和腐殖质处理对N2O排放通量均没有显著影响(P> 0.05)㊂各处理N2O排放主要出现在水稻生长前期,各处理N2O排放通量出现峰值的时间为:B0F0㊁B1F0和B1F2的峰值均出现在7月31日,分别为0.076,0.332, 0.367m g/(m2㊃h),B0F1和B0F2的峰值均出现在8月14日,分别为0.353,0.180m g/(m2㊃h),B1F1的峰值在7月27日出现,峰值为0.202m g/(m2㊃h)㊂由表1可知,双因素方差分析结果表明,生物质炭处理对N2O累积排放量没有影响(P>0.05),腐殖质处理显著影响了N2O的累积排放量(P<0.05),生物质炭和腐殖质对N2O累积排放量存在显著的交互作用(P<0.01)㊂在B0水平下,添加腐殖质增加了N2O 累积排放量,与B0F0相比,B0F1和B0F2的N2O累积排放量分别显著增加了164.9%,86.9%(P< 0.05);在B1水平下,添加腐殖质减少了N2O累积排放量,与B1F0相比,B1F1和B1F2的N2O累积排放量分别显著降低了28.9%,31.5%(P<0.05)㊂在F0水平下,施加生物质炭显著增加了N2O累积排放量(P<0.05),与B0F0相比,B1F0的N2O累积排放量173第1期陈峰等:生物质炭和腐殖质对稻田土壤C H4和N2O排放的影响显著增加了114.1%(P<0.05);在F1水平下,与B0F1相比,B1F1的N2O累积排放量降低了42.5%(P<0.05);在F2水平下,施加生物质炭对N2O累积排放量没有显著影响(P>0.05)(图2)㊂图2生物质炭和腐殖质对稻田N2O排放通量和累积排放量的影响2.3水稻产量由表1可知,生物质炭和腐殖质对水稻产量均没有显著影响(P>0.05),生物质炭与腐殖质对水稻产量没有显著交互作用(P>0.05)㊂B0F0㊁B0F1㊁B0F2㊁B1F0㊁B1F1和B1F2的平均产量分别为10307, 9197,9483,10148,9651,9875k g/h m2(图3)㊂图3生物质炭和腐殖质对水稻产量的影响2.4G W P和G H G I生物质炭对GW P没有显著影响(P>0.05),腐殖质处理显著降低了GW P(P<0.05),生物质炭和腐殖质对GW P存在显著的交互作用(P<0.05)(表1)㊂水稻生长期间B0F0㊁B0F1㊁B0F2㊁B1F0㊁B1F1和B1F2的GW P分别为5362,4363,3024,4923, 3902,4641C O2-e q k g/h m2(图4)㊂由图4可知,在同一生物质炭水平下,添加腐殖质有减少G W P的趋势㊂在B0水平下,与B0F0相比, B0F1和B0F2的G W P分别降低了18.6%,43.6%(P<0.05);在B1水平下,与B1F0相比,B1F1和B1F2的G W P降低了20.7%(P<0.05),5.7%,B1F2与B1F0的差异未达显著水平(P>0.05)㊂在F0和F1水平下,施加生物质炭有降低G W P的趋势,但处理间差异未达显著水平(P>0.05);在F2水平下,与B0F2处理相比, B1F2的GW P显著增加了53.5%(P<0.05)㊂生物质炭处理对G H G I没有显著影响(P> 0.05),腐殖质处理显著降低了G H G I(P<0.05),生物质炭和腐殖质之间对G H G I的影响存在显著交互作用(P<0.05)(表1)㊂水稻生长期间B0F0㊁B0F1㊁B0F2㊁B1F0㊁B1F1和B1F2的G H G I分别为0.52, 0.48,0.32,0.49,0.41,0.47C O2-e q k g/k g(图4)㊂由图4可知,在同一生物质炭水平下,添加腐殖质均有减少G H G I的趋势㊂在B0水平下,与B0F0相比,B0F2的G H G I降低了38.4%(P<0.05),B0F1没有显著影响(P>0.05);在B1水平下,与B1F0相比,B1F1的G H G I降低了17.3%(P<0.05),B1F2没有显著影响(P>0.05)㊂在F0和F1水平下,施加生物质炭有降低G H G I的趋势,但处理间差异未达显著水平(P>0.05),在F2水平下,与B0F2相比, B1F2的G H G I显著增加了46.4%(P<0.05)㊂图4生物质炭和腐殖质对G W P和G H G I的影响273水土保持学报第36卷3讨论3.1生物质炭和腐殖质对C H4排放的影响本研究中,在F0和F1水平下,生物质炭均呈现了降低C H4排放的趋势,但处理之间差异未达显著水平㊂蒋晨等[15]通过稻田试验研究了3种类型的生物质炭(稻秆炭㊁麦秆炭㊁竹炭)对C H4排放的影响发现,与对照相比,3种类型的生物质炭均显著降低C H4排放㊂刘成等[10]通过利用整合分析方法(M e t a-a n a l y s i s)对我国农田土壤生物质炭的研究表明,生物质炭施用显著降低了稻田甲烷(C H4)排放量,平均降低幅度为15.2%㊂生物质炭减少C H4排放的原因可能是既增加了产甲烷菌,也增加了甲烷氧化菌,并且对甲烷氧化菌的增高比例显著高于对产甲烷菌的增高比例,从而降低了C H4排放[16]㊂但在F2水平下,添加生物质炭显著增加了C H4累积排放量,说明生物质炭对C H4累积排放量受腐殖质输入水平的影响,当腐殖质用量增加时,C H4累积排放量增加㊂本研究中,双因素方差分析结果表明,腐殖质和生物质炭对土壤C H4排放存在显著交互作用,可能是较高量的腐殖质刺激并加强了微生物活性,但相关机理尚需进一步研究㊂腐殖质是动植物遗骸经过微生物分解㊁转化和地球化学形成的有机物质[12]㊂本研究中,在B0和B1水平下,添加腐殖质均降低了C H4累积排放量,其原因可能是腐殖质通常会作为电子受体限制C H4的排放[17]㊂也有少数相关研究[13]表明,尽管腐殖质的施用为C H4产生提供了丰富的底物,但由于试验样地较高的盐分含量抑制了C H4排放,导致腐殖质施用对C H4排放没有影响㊂3.2生物质炭和腐殖质对N2O排放的影响生物质炭的施用可通过改变土壤的孔隙性和微生物活性,从而影响N2O的排放㊂本研究中,在F0水平下,添加生物质炭显著增加了N2O累积排放量,这与已有的研究[18]结果一致㊂S h e n等[18]通过湖南长沙典型的双季稻田研究发现,与对照相比,添加小麦秸秆制成的生物质炭增加了N2O排放㊂N2O排放增加的原因可能包括:(1)生物质炭能增加土壤氨氧化菌的数量,从而促进土壤硝化过程及相应的N2O 产生[19];(2)生物质炭改善土壤的通气性,更多的O2可能干扰到N2O还原酶,从而导致N2O增加[18]㊂但在F1和F2水平下,添加生物质炭则降低了N2O 累积排放量,说明生物质炭对N2O累积排放量受腐殖质加入水平的影响,可能是生物质炭和腐殖质对N2O累积排放量存在交互作用,使得反硝化作用的底物减少,从而降低N2O的排放,其作用的机理需要进一步研究㊂少数腐殖质添加的研究[13]表明,腐殖质增加了N2O排放量,在无氮肥施用下,添加腐殖质增加了N2O累积排放量35%;在氮肥施用条件下,添加腐殖质增加了N2O累积排放量4%㊂本试验中,在B0水平下,添加腐殖质显著增加了N2O累积排放量,原因是腐殖质施入后增加了土壤氧化还原电位,土壤氧化还原电位与N2O排放呈显著正相关[13]㊂在B1水平下,由于受腐殖质和生物质炭交互作用的影响,添加腐殖质则降低了N2O累积排放量,也说明腐殖质对N2O累积排放量受生物质炭加入水平的影响㊂3.3生物质炭和腐殖质对水稻产量的影响产量是水稻生长的重要指标,可直观体现肥料肥效㊂本试验中,生物质炭和腐殖质处理对水稻产量均没有显著影响,这与已有研究[20-21]结果一致㊂张斌等[20]通过稻田试验发现,在施氮肥处理下,施用生物质炭对水稻产量没有显著影响㊂曲晶晶[21]通过早晚稻试验研究发现,与不添加生物质炭C0(0t/h m2)相比,施用2种水平的生物质炭C1(20t/h m2)㊁C2(40 t/h m2)对早稻产量均无显著影响㊂L i u等[22]根据整合国内外已经发表的试验数据发现,生物质炭对水稻产量的影响受到作物类型㊁土壤性质㊁生物质炭类型等因素的控制,与小麦和玉米相比,生物质炭施用对水稻增产作用非常有限㊂由于当地土壤肥力较高(土壤略呈微酸性,有机质和有效钾较丰富)[20]㊁水肥条件好㊁外源物质(生物质炭和腐殖质)不易产生增产效应㊂3.4生物质炭和腐殖质对G W P和G H G I的影响GW P常被用来比较不同温室气体对气候的潜在效应,G H G I表示农业中生产单位产量的粮食对气候的影响[23]㊂本研究中,在F0和F1水平下,生物质炭有降低GW P和G H G I的趋势,F2水平下,生物质炭显著增加了GW P和G H G I,表明生物质炭对GW P和G H G I的影响受腐殖质处理的影响,二者之间存在显著交互作用㊂但综合生物质炭和腐殖质双因素的方差分析结果表明,生物质炭对G H G I和GW P没有显著影响,腐殖质显著降低了GW P和G H G I与已有研究[13,24]结果一致㊂蓝兴福等[24]通过稻田研究发现,与对照相比,添加8t/h m2的生物质炭对早晚稻的GW P没有显著影响㊂S u n等[13]通过稻田试验研究发现,氮肥配施腐殖质能在一定程度上降低G H G I㊂本试验中,B0F2处理的G W P和G H G I均最低,表明单施腐殖质处理(腐殖质用量为1.2t/h m2)时稻田土壤的减排效果和环境效应最好㊂373第1期陈峰等:生物质炭和腐殖质对稻田土壤C H4和N2O排放的影响4结论稻田生态系统作为重要的农业温室气体排放源,单独施用生物质炭和腐殖质或生物质炭与腐殖质配施均降低了土壤C H4累积排放量,增加了土壤N2O 累积排放量,在一定程度上减少了单位水稻产量的温室气体排放强度㊂单独添加腐殖质处理(腐殖质用量为1.2t/h m2)对GW P和G H G I降低幅度最大,因此,在今后的研究中应更加关注腐殖质对稻田土壤固碳减排效果和环境效应,为实现我国农业碳中和碳达峰提供参考㊂参考文献:[1] S t o c k e rTF,Q i nD,P l a t t n e rG K,e t a l.T h eP h y s i c a lS c i e n c eB a s i s.C o n t r i b u t i o no f W o r k i n g G r o u pΙt ot h eF i f t hA s s e s s m e n tR e p o r to f t h eI n t e r g o v e r n m e n tP a n e lo n C l i m a t e C h a n g e[M].U K:C a m b r i d g e U n i v e r s i t yP r e s s,2013:e1535.[2]尉海东.稻田甲烷排放研究进展[J].中国农学通报,2013,29(18):6-10.[3]薛建福,濮超,张冉,等.农作措施对中国稻田氧化亚氮排放影响的研究进展[J].农业工程学报,2015,31(11):1-9. 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农业废弃物生物质炭在土壤有机污染治理中的应用-PPT汇报

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研究表明通过掩埋生物质炭可以将大气中的
二氧化碳大量、长期地储存于土壤表层，而减少从温室气体的排放．在施用生物质炭进行炭封存的
物质炭具有极强的稳定性．的半衰期很长，它在土壤中埋藏的生物质碳往往能存在成百上千年＿，６Ｊ
１生物质炭的吸附性特别强，如同海绵）它
一
随着最终炭化温度的升高，含碳量增加，和氧其氢
的含量降低，分含量亦有所增加 ¨．化学成灰在分上，生物质炭除了含有丰富的多环芳香烃、肪脂
壤微生物的生长，进植物对营养元素的吸收．促生
附，这主要是因为其表面可部分被轻度氧化形成
羰基、基和醌基．［２结果表明往土壤中添酚文１］
收稿日期：０００ —２项目：国科学院知识创新工程重要方向项目（ＺＸ一Ｊ２３；中ＫＣ２Ｙｗ—Ｃ０）中科院创新团队国际合作伙伴计划作者简介：静（９５）女，宋延１８一，山东烟台人。博士研究生，要从事海岸带土壤环境微生物生态学研究。Ｅｍｉｙｏｇｙ．ｃｃ。主 — ａｌｊｎ＠ｉａ．ｎ：ｓｃ
（．国科学院烟台海岸带研究所环境微生物学实验室，．１中２中国科学院、东省海岸带环境过程重点实验室；山山东烟台２４０）６０３
摘要：物质炭在土壤中能存在很长时间，掩埋可以通过多种方式影响土壤生态系统的功能，如改变土壤生其例的理化性质（高土壤ｐ值、机碳含量和阳离子交换量等）促进真菌、氮微生物功能类群的生长，高提Ｈ有，固提
族、氧化态碳等有机碳外，包括钙、等矿物质还镁
以及无机碳酸盐．物质炭具有大量的孔洞结构生以及巨大的表面积，表面带有大量的负电且
样，土壤中起到保持水分、气和溶液的作在空
的含碳量随生物质炭化温度的不同而发生改变，
１生物质炭对土壤性质、肥力的改良
生物质炭作为可持续土壤管理的一个有效的
辅助手段，主要通过以下三种方式改善土壤理化性质以及生物学性质来提高作物的产量．
粪便等，在完全或部分缺氧条件下，以及相对较低
的温度（７０）＜￣０下经热解炭化产生的一种含碳量极其丰富的、质稳定的木炭．属于黑炭性它（ｌｋｃｒｏ）ｂａａｂｎ的一种，ｃ高温干馏使生物质中的可燃烧气体分离，下含碳量丰富的木炭．剩生物质炭
土壤肥力，增加作物产量，固定或吸附重金属、药等污染物，农减少二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等温室气体的排放等．本文就这些方面的研究进展进行了综述．关键词：生物质炭；土壤改良；环境修复；温室气体减排
中图分类号：１６２Ｓ５．文献标志码：Ａ文章编号：６３８２（０００－３１５１７ —００２１）４０６－０
鲁东大学学报（自然科学版）
ＬｄｎｎｖｒｔＪｕｎｌＮｔｒｃｎｅＥｉｏ）ｕｏｇＵｉｓｙｏｒａ（ａａＳｉｃｄｉｅｉｕｌｅｔｎ
蒜一
施用生物质炭对土壤生态系统功能的影响
宋延静，一龚骏，
料排放出的二氧化碳，一定程度上缓解气候变在
化问题，因此生物质炭技术被认为是碳封存的有
效手段之一［］．
生物质炭独特的物理、学性质使其在实现化碳封存的同时，影响着土壤生态系统的一系列也功能，促进农产品生产、持与改良土壤、如维净化与修复被污染土壤、少温室气体排放从而调节减气候等．文就生物质炭的应用导致土壤生态系本统功能改变方面的研究进行综述与展望．
而且极少参与碳循环，以抵消由于消耗化石燃可
同时，还可对土壤生态系统功能产生影响，其具体
表现在生物质炭可以作为改良剂改善土壤环境，促进植物对养分的吸收，提高土壤肥力，控制农田养分流失以及净化修复被污染的土壤．生物质炭是由生物质如作物秸秆、木屑、动物
荷Ｊ因此吸附性很强，吸附水、壤或沉积物，能土
用 ¨ 文［１研究发现，．１］土壤中的生物质炭通过
提高土壤的阳离子交换量来增强对阳离子的吸
中的无机离子（ｃ ¨ ，ｂＨ２等）如ｕＰｎ，ｇ及极性或非极性有机化合物』这种孔洞结构有利于土．