生物炭對土壤肥料的作用

張生來

（懷寧縣茶嶺鎮農業站，安徽 懷寧 246127）

在社會經濟發展的背景下，農業技術得到了不斷創新，新型農業技術被廣泛使用。土壤是農業生產的基礎，但是經過長期利用，我國土地資源面臨較嚴重的問題。其中，環境污染和資源匱乏等嚴重降低土壤的質量，制約了我國農業經濟的發展。生物炭是一種功能多樣的材料，是生物有機材料（生物質）在缺氧或絕氧環境中經高溫熱裂解后生成的固態產物。生物炭具有良好的堿性和吸附能力，將其運用于土壤中，可以提高土壤的質量，為農作物生產質量的提升提供支持。

1 生物炭

生物炭主要是指生物中的有機化合物，可以在含氧量較低的環境下經過系列低溫處理裂解，形成固體生物炭。通過生物炭的使用，能為廢氣物的利用、生物能源的使用以及土地質量的改良等提供支持。生物炭通常由大部分碳、少量的礦物質及揮發性有機物組成。生物炭通常為堿性物質，其多孔性和表面積大的特點有效提高了碳的吸附能力和離子交換能力。將其運用于土壤改良中，可以逐漸提高土壤的肥力，從而提高作物產量，積極促進農業生產［1］。

2 生物炭對土壤肥料的作用

2.1 對有機物質的作用

土壤有機質是土壤肥力的重要指標之一，土壤有機質可以改善土壤結構。生物炭的應用可以提高土壤有機碳含量水平，其提高幅度取決于生物炭的用量及穩定性。土壤有機碳含量增高可提高土壤的碳氮比，從而促進土壤對氮素及其他養分元素吸收量，進而培肥土壤。研究發現，生物炭與其他肥料相比，在土壤肥料改良中具有明顯優勢，可以不斷增強土壤的肥效。農作物生產中，為提高作物產量，不能一直使用土壤，而是應有一定時間的修養，通過修養可以使土壤中的腐殖物質增加。以往會通過免耕和堆肥的方法進行修養處理。這種處理技術不能實現對土壤肥料的真正改良。通過生物炭的使用，可以逐漸增加土壤中的碳含量，提高土壤有機物質使用的穩定性。因此，生物炭成為現代農業中較為重要的有機肥料［2］。

2.2 物理性質的作用

由于生物炭存在多孔的特點，空隙與空隙之間的距離較大，親水性較強。結合以上優勢將生物炭運用于土壤中，可以達到疏松土壤、降低土壤硬度的效果，逐漸改善土壤性能，為作物的生長和產量的提升提供支持。此外，將生物炭運用于土壤中，可以調節土壤的滲水性，使土壤得到充分浸潤，保證土壤水分的飽和狀態，可以使土壤中水分的作用得到充分發揮，并逐漸實現軟化土壤的目的，進而使土壤的肥料得到充分發揮，提高作物產量。另外，生物炭的應用，可以實現對重金屬污染的改良。首先，由于生物炭具有較大表面積和微孔結構，當生物炭粒徑越小、表面積越大時，其吸附能力越強。當生物炭具有微小空隙時，表面存在大量的負電荷，可以通過吸附作用實現對土壤重金屬污染的有效處理。其次，生物炭的表面含有大量的氧官能團，在靜電作用和離子作用下，可以通過擴散作用吸附重金屬離子，有效降低土壤污染的風險，提高重金屬污染控制的有效性。最后，生物炭可以促進重金屬形態發生轉變。一是土壤pH值的影響。生物炭的pH值為堿性，通過生物炭的融合，土壤pH值可以得到顯著提升，從而有效改變重金屬的形態。二是土壤有機物質的影響。有機物中通常含有多種官能團，對重金屬具有較強的吸附能力，因此利用有機物質，可以形成一種重金屬固化狀態，降低重金屬毒性。三是重金屬形態變化的影響。當土壤中的交換態、水溶態以及有機組合重金屬危害性較大時，通過生物炭的使用可以增加土壤中的pH值，破壞土壤中的殘渣液態金屬，實現重金屬土壤的有效改良［3］。

2.3 化學性質的作用

生物炭化學性質的作用具體體現在以下3個方面。首先，由于土壤中的化學性質通常體現在酸堿度和養分上，將生物炭加工成堿性物質，并將其運用于土壤中，能將生物炭中的鹽基離子和土壤中的氫離子進行交換，通過系列化學反應使土壤中的pH值提升，達到土壤酸堿性中和的目的。其次，生物炭可以產生正負電荷。這些電荷可以對土壤有機物進行吸附，以全面提高土壤的養分。最后，若將動物糞便分解成生物炭，其蘊含的礦物質十分豐富。當這類生物炭在土壤中分解時，可以使土壤中的氮、磷及鉀不斷增加，有效提高土壤肥力。

2.4 作物效應分析

人們在日常生活中會通過多種手段進行土壤肥料的改良，其核心目的是提高作物產量。生物炭的使用，可以積極促進作物生長和提高產量。例如，生物炭可以促進茶樹、紫荊樹的生長，而且會提高豇豆、玉米以及水稻等作物的產量。具體的作物效應體現在以下兩個方面。首先，對于一些含揮發物質的生物炭，會抑制作物的生長。其次，在土壤中合理使用生物炭，可以積極促進作物生長。例如，將生物炭利用在生產水稻的土壤中，會對土壤碳、磷等物質產生顯著影響，從而逐漸提高水稻的產量［4］。

3 生物炭技術的發展

分析生物炭使用狀況發現，生物炭出現后，由于技術限制，生物炭的相關技術并沒有得到充分發揮，影響了生物炭的使用性能。因此，在未來生物炭研究及發展中，應該結合土壤的基本特點進行生物炭使用方法的分析，通過技術、資金以及研究方法的創新，執行有效的研究方法，以提高生物炭使用的有效性，使生物炭在土壤肥料改良中的價值得到充分發揮［5］。

4 結語

農業產業經濟發展中，為實現生物炭的有效利用，應該結合生物炭的特點進行土壤改良方案的完善，使其在農業產業發展中起到促進作用。此外，應該不斷突破生物炭的使用限制，通過影響生物炭性能的技術改良，實現生物炭的科學運用，有效改良土壤環境，為農業產業的生態化發展提供支持。