淺談生物炭對土壤肥料的作用

劉添融

（湖南省長沙市南雅中學，湖南 長沙 410008）

淺談生物炭對土壤肥料的作用

劉添融

（湖南省長沙市南雅中學，湖南 長沙 410008）

生物炭是近年來研究的熱點問題，生物炭的應用為生物能源生產、土壤改良、溫室氣體的解決、肥料創新提出了新型解決方案。同時，生物炭對于土壤肥料也具有一定的改良效果，本文主要就生物炭對土壤肥料的作用進行分析。

生物炭；土壤肥料；作用

1 引言

隨著科技的快速發展，環境卻在逐步遭到破壞，為了改善環境，近年來，我們國家開展可循環利用的資源，例如，生物炭就是一種環保能源。因為生活用品，產業垃圾的隨處可見，靠土壤進行氧化處理需要很多年的時間，但是生物炭卻能為廢棄生物質利用、生物能源生產、土壤改良培肥、肥料創新、溫室氣體減排等提供可靠地解決方案。近些年來土壤的破壞越來越嚴重，這項土壤改良劑起到了非常有效的作用。它被發現于南美亞馬遜盆地黑土上，由于肥沃的黑土中含有數百年，數千年的固炭，這一研究發現為土壤的垃圾的降解做出了重大貢獻。同時，科研人員根據其中所含有的成分，在后來研制出以熱裂解生物質生產生物炭，不再單一的靠固炭來解決土壤問題，而是全面的通過物理性、化學行、微生物作用等方面相結合，生產更具有清潔效果的科研型生物炭，并且在實際應用中已經收獲頗豐。

2 生物炭的特性與特征

目前生物降解已運用在許多方面，我們通過有機物材料在無氧或者有氧情況下通過微生物降解來得到固體生物炭，現在科技發展飛速，熱裂解工藝生產的生物炭為粉狀顆粒，在土壤中分解速度迅速，在很短時間內達到很好的改善效果，相比以前來說，傳統的生物炭都為大塊黑炭或者顆粒黑炭，在土壤中存在時間長，但是降解能力比較緩慢，反而會影響土壤成分。生物炭之所以能達到降解的作用，來源于它自身呈多孔性、巨大的吸附面積，并且含有很強的離子分離作用，除此之外，它之間含碳量在40%—75%，沒有很難分解的礦物質；他自身有許多穩定芳香環不規則疊層堆積存在，更提高了分解效果。但是，自然界中一些可分解的草本植物或者能分解的自然物質本身含炭量多少，也限制了生物炭所能起到的作用。

3 生物炭對土壤的改良作用

土壤是我們生活中不可或缺的重要資源，人們依靠土壤生產出來的食物生存，土壤有機質是評判土壤肥力的重要指標，所有的碳含量大部分來源于陸地生態系統。土壤有機質不僅能改善土壤自身潔凈能力而且能像機質或腐殖質一樣可以改良培肥土壤。研究顯示，當土壤發生團聚體活動、水分入滲活動、養分吸持和交換活動以及支持微生物活動時，內部的成分就會發生變化。在提高對氮素及其他養分元素并配合施肥培肥土壤時，土壤肥力便可以得到有效的提升，這都是土壤有機質所起到的作用，與此同時，土壤有機碳含量增高可提高土壤的C/N比，有利于植物對有機物和無機物的吸收，為植物的生長提供養分。

以巴西亞馬遜盆地黑土壤為例，早在1500年前，生活在南美印第安人就用木炭、廄肥及動物骨頭混合物改良土壤，從而使土壤肥力旺盛。在科研調查結果中顯示這里的黑土與其他地區相比，田問持水量高出18%，說明生物炭易于可以有效改善沙質土壤持水量，避免土壤中重要的有機物流失以及水土流失，究其根本原因，是因為“生物炭比表面積”比“沙質土比表面積”更大，生物炭在中間起到聚水的作用。

生物炭具有很奇妙的特點，其孔隙可以收縮自如，在不同的環境下有不同的孔隙尺寸，這種變異性，大到可以使植物靠其生存，小到成為微生物及真菌類的生活棲息地。各種生物得以生存與繁殖，來源于生物炭的孔隙能夠儲存很大的水分和養分，又能吸收營養物質，隔絕有害物的侵入。如果增加生物炭的用量，并不會引起AMF數量的變化，這就說明生物炭的增加不會造成實質的污染，這又是生物炭的一項優勢所在。通過科技研究，發現微生物的類型多種多樣，其生活方式所需的條件也不相同，專業人士認為這與生物炭的類型有關，生物炭的多種多樣，其分解的效果也不相同，微生物可以利用自己所需的碳源來促進自身的生長，目前這一研究仍在繼續，人們希望找出生物炭提高土壤微生物生物量、活性的原因，并利用此類技術更好的提升土壤肥力。

4 生物炭的未來發展趨勢

人們對于生物炭的研究始于20世紀90年代，但在以往的研究中，生物炭的研究還存在著一些問題，其應用還需要進行更深層次的分析。就我國的情況來看，一方面并沒有很好的研究基礎來對生物炭做更好的分析調查，一方面發現生物炭的時間短，人們對于生物炭的結構和性質缺乏系統的分析。如果僅通過一些生物炭的特性來定性整個生物炭的作用，顯然是沒有說服力的。為了更好的利用生物炭，在未來階段，我國應該組建一支專業的科研隊伍，對生物炭的化學結構、組成、揮發物、水溶出物特征、酸堿性、物理結構及孔隙度、吸附作用、陽離子交換量、降解性進行深層次的研究，形成堅實的實驗理論基礎，從而讓生物炭在土壤性質的改良上做出更大的貢獻。

［1］吳層，顏涌捷，李庭琛，亓偉.Preparation of Hydrogen through Catalytic Steam Reforming of Bio-oil［J］.過程工程學報. 2007（06）

［2］ 張文玲，李桂花，高衛東.生物質炭對土壤性狀和作物產量的影響［J］. 中國農學通報. 2009（17）

［3］ 劉玉學，劉微，吳偉祥，鐘哲科，陳英旭. 土壤生物質炭環境行為與環境效應［J］. 應用生態學報. 2009（04）

［4］ 邱敬，高人，楊玉盛，尹云鋒，馬紅亮，李又芳.土壤黑碳的研究進展［J］. 亞熱帶資源與環境學報. 2009（01）

S141

A

1003-5168（2015）11-146-01