生物炭的研究現(xiàn)狀與農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用分析

聞藝 王昌梅 張無敵 徐銳 王潤 宋榮平 何姝彥 李靜秋 劉安琪 馬敏 劉青松 孔令熙 張成昊 李揚(yáng)

摘要 在加快推動(dòng)以清潔低碳為導(dǎo)向的新一輪能源變革、減少二氧化碳排放與實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的背景下，我國生物質(zhì)能產(chǎn)學(xué)研結(jié)合得更加緊密，生物炭的研究日益成熟，在大力呼吁與促進(jìn)生物炭從實(shí)驗(yàn)室推廣向產(chǎn)業(yè)化、生物炭產(chǎn)品投入農(nóng)業(yè)使用的過程中，還存在需要解決的標(biāo)準(zhǔn)化問題。綜述生物炭的性狀特征、制備方法、應(yīng)用現(xiàn)狀，指出農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用中需要評(píng)估環(huán)境、生物風(fēng)險(xiǎn)，展望生物炭在未來農(nóng)業(yè)推廣中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 生物炭;研究現(xiàn)狀;農(nóng)業(yè)推廣;應(yīng)用分析

中圖分類號(hào) S156.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）22-0010-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.003

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research Status and Analysis in Agricultural Extension Application of Biochar

WEN Yi，WANG Chang-mei，ZHANG Wu-di et al （School of Energy and Environment Science，Yunnan Normal University，Kunming，Yunnan 650500）

Abstract In the background of promoting the clean and low carbon oriented new energy revolution to reduce carbon emissions and to realize the sustainable development of green ecological，China's biomass energy production，education and research are more closely combined，the research of biochar matures，the research on biochar is becoming more and more mature.In the process of calling for and promoting biochar from laboratory to industrialization and agricultural use of biochar products，there are still some problems that need to be solved.The characteristics，preparation methods and application status of biochar were reviewed，and the problems existing in the agricultural application were analyzed.Meanwhile，the application prospect of biochar in future agricultural extension was prospected.

Key words Biochar;Research status;Agricultural extension;Application analysis

自工業(yè)化以來，日益嚴(yán)重的糧食危機(jī)、環(huán)境污染和氣候變暖等問題逐漸成為制約各個(gè)國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。如何化解這些危機(jī)，成為各國政府和科學(xué)家們共同關(guān)注的焦點(diǎn)。生物炭的研究和應(yīng)用在此背景下應(yīng)運(yùn)而生。生物炭是木材、糞肥或樹葉等生物質(zhì)在缺氧或者無氧的條件下，經(jīng)過熱解得到的一類高度芳香化的、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的高含碳量的固體物質(zhì)[1-3]。定義直接或者間接地涉及生物炭的制備條件和在土壤中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的木炭不同，生物炭是以碳儲(chǔ)存和應(yīng)用于環(huán)境為目的的，而木炭是生物質(zhì)作為燃料和能源而進(jìn)行的碳化產(chǎn)品[4]，二者的主要區(qū)別在于最終應(yīng)用。目前常見的生物炭種類包括秸稈生物炭、木質(zhì)類生物炭以及固體廢棄物類生物炭等。

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)業(yè)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的水稻、玉米、小麥、棉花、油菜等作物秸稈。《關(guān)于編制“十三五”秸稈綜合利用實(shí)施方案的指導(dǎo)意見》指出，2015年我國秸稈總量約為10.4億t，是2002年秸稈總量的近2倍[5]。傳統(tǒng)的秸稈焚燒會(huì)帶來嚴(yán)重的大氣污染、降低土壤肥力，危害人體健康和影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展;并且由于秸稈在土壤中易降解，改良效果不持久，導(dǎo)致溫室氣體增加[6]。基于此，可將廢棄農(nóng)作物、廢棄農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等制備形成生物炭，以期獲得更大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與綠色生態(tài)循環(huán)。

1 生物炭的研究現(xiàn)狀

1.1 生物炭的性狀特征

生物炭是生物質(zhì)在限氧環(huán)境下通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化得到的產(chǎn)物。農(nóng)作物秸稈數(shù)量多、來源廣，是制備生物炭的主要原料[7]。生物炭的表面官能團(tuán)結(jié)構(gòu)賦予了生物炭諸多的表面化學(xué)性質(zhì)。表面官能團(tuán)結(jié)構(gòu)主要包括羥基、環(huán)氧基、羧基、酰基、羰基、醚、酯基、酰胺基、磺酸基、氨基等，研究者對(duì)生物炭上多種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同角度的研究[8-9]。

Qian等[10]研究認(rèn)為，生物炭表面帶電，是因?yàn)槠鹪从谏锾恐拘?芳香性表面及其表面官能團(tuán)的質(zhì)子化或者解離，能夠形成像土壤一樣的雙電層結(jié)構(gòu)，同時(shí)其表面電性受pH的影響較大。

還有研究者對(duì)不同原料制備的生物炭進(jìn)行了研究（表1）。由表1可知，即使是同一種原料，制備生物炭的時(shí)間和溫度不同，所獲得的生物炭特性的灰分含量、碳含量以及pH值等都各不相同;不同原料制備的生物炭，其性質(zhì)差異特別明顯。

1.2 生物炭的制備工藝

生物炭的制備方法可分為熱解、汽化、水熱碳化、瞬時(shí)碳化等[15]，另有分類方法分為批式制備與連續(xù)制備。我國目前多數(shù)采用的是地窖、磚窯等傳統(tǒng)的堆埋裂解方式，這種批式制備的設(shè)備構(gòu)造簡單、易于實(shí)施、成本也比較低，但是也導(dǎo)致產(chǎn)率低、耗能高、沒有熱量回收、生產(chǎn)不能連續(xù)等一系列問題[16]。

韋思業(yè)[17]證實(shí)了熱解溫度和原料種類對(duì)生物炭的物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)均有重要影響，同時(shí)熱解溫度的影響要比原料種類的影響要大。結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，低溫（<300 ℃）下制備的生物炭的產(chǎn)率較高，并且可較好保留原料中對(duì)于改善土壤質(zhì)量有很大益處的官能團(tuán)，如羧酸、羥基和羰基等;而在500 ℃以上，表面的活性官能團(tuán)基本上被去除，生物炭以穩(wěn)定的高度芳香化碳結(jié)構(gòu)物質(zhì)為主，較適用于封存。林肖慶等[18]以竹片、山核桃殼、水稻及油菜秸稈4種生物質(zhì)為原料進(jìn)行熱重分析，研究結(jié)果表明，在低溫段（300～400 ℃），生物質(zhì)材料中的纖維素、木質(zhì)素等組分對(duì)生物炭產(chǎn)率影響較明顯;400 ℃以上則是灰分含量對(duì)生物炭產(chǎn)率影響較大。黃玉威[19]用31種原料制備的生物炭研究表明，隨著碳化溫度升高，不同原料對(duì)生物炭產(chǎn)炭率影響逐漸減小;不論是低溫碳化階段還是高溫碳化時(shí)期，原料差異對(duì)于生物炭產(chǎn)率的影響都比較小。

肖欣[20]對(duì)多種生物質(zhì)原料在不同裂解溫度下制備生物炭的極性、疏水性、表面電性、芳香性等物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)生物炭在一定溫度下的產(chǎn)率取決于生物質(zhì)材料來源，而生物炭的穩(wěn)定性則主要由炭化溫度決定，且溫度越高性質(zhì)越穩(wěn)定。

綜上可知，生物炭物理化學(xué)性質(zhì)與裂解溫度有重要的關(guān)聯(lián)。

1.3 生物炭的應(yīng)用場(chǎng)景

生物質(zhì)炭目前廣泛應(yīng)用為土壤改良劑[21]。2017年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于推介發(fā)布秸稈農(nóng)用十大模式的通知》中推薦“秸-炭-肥還田改土模式”秸稈資源化利用方法。即將具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、高度難降解性和堿度特性的秸稈生物炭用以改善土壤肥力，可有效減少溫室氣體等的產(chǎn)生，同時(shí)完善土壤持續(xù)的固碳能力。眾多學(xué)者發(fā)表文章強(qiáng)調(diào)生物炭的固碳效應(yīng)并進(jìn)行關(guān)于生物炭在土壤環(huán)境中的研究[22-24]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，生物炭在土壤改良及污染修復(fù)等方面也展現(xiàn)出巨大潛力[25-27]。

總體來說，生物炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是廣泛且相對(duì)成熟的。生物炭可以直接還田[28-35]，也可以作為載體生成更加綠色環(huán)保可持續(xù)的生物炭基肥[36-40]與生物炭基農(nóng)藥[41-42]。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，生物炭基的復(fù)合材料也在監(jiān)測(cè)農(nóng)藥中得到推廣與應(yīng)用。在環(huán)境保護(hù)與治理方面，生物炭以及通過不同方式改性處理之后的生物炭副產(chǎn)品在吸附土壤和水環(huán)境中的重金屬元素污染方面有較好的潛力[43-47]。

在一些已經(jīng)成熟的生物質(zhì)能運(yùn)用技術(shù)中，生物炭作為新的催化劑與添加劑，也有大量學(xué)者探究其添加效果與作用機(jī)理[48-53]。例如在厭氧發(fā)酵技術(shù)中添加不同比例的生物炭，對(duì)于厭氧發(fā)酵的周期和甲烷產(chǎn)量會(huì)產(chǎn)生一定的影響。此外，在電化學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)行的鋰離子電池對(duì)環(huán)境污染問題不容忽視，急需對(duì)鋰離子電池進(jìn)行技術(shù)革新[54]，而生物炭憑借優(yōu)異的性能、廉價(jià)性、易獲得性、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)脫穎而出，對(duì)于生物炭作為負(fù)極材料制作鋰離子電池的研究也在不斷深入與發(fā)展[55]。

今后，在探索更多原料來源的生物炭同時(shí)，也應(yīng)對(duì)生物炭應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展進(jìn)行探索。

2 生物炭對(duì)土壤特征的影響研究現(xiàn)狀

2.1 對(duì)土壤理化性質(zhì)影響

在土壤中施入生物炭會(huì)達(dá)到改良土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提高土壤保水能力的目的。數(shù)據(jù)表明，土壤中添加生物炭后保水能力達(dá)到18%[56]。直徑小的生物炭與土壤顆粒結(jié)合在一起形成微小團(tuán)粒結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)水分子在土壤中的附著力。生物炭還能降低土壤水分蒸發(fā)，保持土壤收縮程度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高土壤持水能力[57];也為傳統(tǒng)酸性土壤改良提供了一種新的方向，在改良酸性土壤的同時(shí)，也為廢棄物資源化利用提供了更多可能[58]。

2.2 對(duì)作物產(chǎn)量影響

廖萍等[59]通過田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生物炭作為酸化土壤改良劑對(duì)提高南方雙季稻區(qū)水稻產(chǎn)量、改良土壤酸化和增加農(nóng)民收入效果較好。肖和友等[60]采用炭化爐法制備以煙葉、煙稈和玉米秸稈為原料的生物質(zhì)炭，田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加生物質(zhì)炭能提高煙葉的葉綠素含量、促進(jìn)煙草生長。陳心想等[61]發(fā)現(xiàn)生物炭與肥料混合使用比單施肥料水稻增產(chǎn)更多。唐光木等[62]研究發(fā)現(xiàn)在新疆灰漠土施用生物炭量使得作物增產(chǎn)。

但是，也有研究表明，在低于400 ℃的溫度下生產(chǎn)的生物炭具有較低的pH、CEC和表面積，因此可能不適合提高土壤肥力[63]。Liu等[64]綜合36篇相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)果進(jìn)行Meta分析指出，生物炭施用對(duì)氮素淋失會(huì)產(chǎn)生先正面后負(fù)面的效果。

利用生物炭理化性質(zhì)影響土壤的pH、土壤碳氮比、土壤保水率等，可對(duì)作物的生長周期、果實(shí)發(fā)育成熟度、產(chǎn)物營養(yǎng)元素比產(chǎn)生影響，但作用機(jī)理并不明確，作用效果也存在差異性。小劑量生物炭施加會(huì)產(chǎn)生增產(chǎn)、減少氮素淋失等效果，但超過閾值會(huì)對(duì)土壤微生態(tài)、作物產(chǎn)量、作物質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3 對(duì)土壤修復(fù)影響 秸稈生物炭在改善土壤通氣性、改良土壤酸性、提高土壤陽離子交換量及促進(jìn)土壤微生物生長方面具有較好的效果。生物炭的添加能夠顯著降低土壤交換性H+和Al3+，有效減弱活性酸的補(bǔ)充能力，對(duì)土壤的酸性改善明顯[65-67]。

2.3.1 施入生物炭影響土壤的固氮作用。農(nóng)業(yè)溫室氣體排放主要是作物在土壤中釋放CO 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[68]，我國僅秸稈每年的總產(chǎn)量就達(dá)7億多t。用丟棄的秸稈制作生物炭不僅能夠降低環(huán)境污染，還可以減少化肥的使用量[69]。與秸稈還田對(duì)比，生物炭施入土壤后就變成碳的凈匯[70]。

2.3.2 生物炭對(duì)于鹽堿地土壤的改良具有較好潛力。鄭悅[71]對(duì)大慶地區(qū)鹽堿地施加生物炭后土壤養(yǎng)分得到改善，土壤pH值降低，水稻也增產(chǎn)了。張芙蓉等[72]對(duì)上海地區(qū)鹽漬土的改良對(duì)比試驗(yàn)也顯示，與施用有機(jī)肥相比，生物炭顯著降低了鹽漬土壤的電導(dǎo)率。

在不同地區(qū)的鹽堿地，生物炭對(duì)土壤的改良效果均顯著，但其長期還田效應(yīng)仍不明確，還需要基于田間試驗(yàn)進(jìn)行長期大量的數(shù)據(jù)觀測(cè)。

3 生物炭農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

3.1 應(yīng)用機(jī)遇 2016年國家發(fā)展改革委印發(fā)的《關(guān)于編制“十三五”秸稈綜合利用實(shí)施方案的指導(dǎo)意見》指出，要促進(jìn)農(nóng)作物秸稈的綜合利用，到2020年在全國建立較完善的秸稈還田社會(huì)化服務(wù)體系，秸稈綜合利用率達(dá)到85%以上[73]。

秸稈焚燒會(huì)導(dǎo)致大氣污染、降低土壤肥力，危害人體健康和影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。秸稈在土壤中易降解，改良效果不持久。而用廢棄農(nóng)作物、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等制備生物炭，可獲得更大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與綠色生態(tài)循環(huán)，受到國家政策大力提倡和鼓勵(lì)。

中共十八大以來，中國發(fā)展進(jìn)入新時(shí)代，中國的能源發(fā)展也進(jìn)入新時(shí)代[74]。我國要堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念，加快推動(dòng)以清潔低碳為導(dǎo)向的新一輪能源變革，共建清潔美麗世界。

3.2 應(yīng)用瓶頸與挑戰(zhàn)

3.2.1 生物炭使用潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。長期或過量施用生物質(zhì)炭，可能會(huì)對(duì)土壤有機(jī)碳的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，減弱土壤有機(jī)質(zhì)活性，從而影響農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量。Shen等[75]發(fā)現(xiàn)富含重金屬和不含污染物的生物炭均有固定重金屬的作用，但前者會(huì)增加輕度污染土壤中重金屬的積累。

生物質(zhì)原料中的各類重金屬、有機(jī)物等在制備過程中形成小顆粒固體，會(huì)對(duì)大氣環(huán)境與周圍土壤生態(tài)產(chǎn)生影響。Kusmierz等[76]對(duì)生物炭工廠附近收集的土壤樣品進(jìn)行PAHs含量分析，發(fā)現(xiàn)16種多環(huán)芳烴的含量總和在1.80～101.3 μg/g范圍內(nèi)，超過歐洲許多國家的允許范圍;土壤中的PAHs潛在來源很大可能與生物炭生產(chǎn)過程相關(guān)，與該土壤接觸的人群患癌風(fēng)險(xiǎn)較高。研究表明，粉粒狀形態(tài)生物炭顆粒與人體呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)疾病具有顯著相關(guān)性，易跟隨氣流通過呼吸道、皮膚等途徑進(jìn)入人體產(chǎn)生健康風(fēng)險(xiǎn)[77]。

生物炭在還田應(yīng)用中不可避免地產(chǎn)生土壤重金屬的富集與超標(biāo)。生物炭施加后因其顆粒小、分布廣泛，造成施加容易、撿出來難的現(xiàn)狀。在后續(xù)處理中，富含重金屬以及高度熟化后的生物炭該如何處理也是具有生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的問題。

生物炭使用長期效果不明確，短期會(huì)產(chǎn)生生態(tài)、健康風(fēng)險(xiǎn)，因此在推廣過程中要謹(jǐn)慎，有待進(jìn)一步探究。

3.2.2 施用生物炭導(dǎo)致成本增加。

凌遵學(xué)等[78]發(fā)現(xiàn)雖然一次性施用足量的生物炭基尿素可替代常規(guī)分次施肥，節(jié)省施肥次數(shù)及施肥用工數(shù)，但單位面積施肥成本高，其雖節(jié)省工費(fèi)，但生物炭基尿素單價(jià)高，并需配施磷、鉀肥，單位面積的成本反而高于現(xiàn)行使用的緩釋劑。因此，生物炭在推廣過程中還需輔以元素配比指導(dǎo)，借助政府和村集體科技補(bǔ)貼加強(qiáng)生物炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推廣普及。

3.2.3 生物炭品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化不完備。目前生物炭有以下4種典型類型：殼基生物炭、糖基生物炭、淀粉基生物炭、纖維基生物炭。即使在制備原料品類與制備工藝相同的情況下，由于制備儀器、原料生長地域等變量，制備的生物炭理化性質(zhì)也具有差異性。一些非常規(guī)原料制備的生物炭，大多還處于實(shí)驗(yàn)室小批量生產(chǎn)階段，未形成工業(yè)化流水線生產(chǎn)。生物炭的標(biāo)準(zhǔn)與界定還沒有完備的文件指導(dǎo)，不同用途的生物炭制備方式和品質(zhì)未得到標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定。

不同原料制備的生物炭因其灰分與表面官能團(tuán)的不同而具有不同的特性與功能。例如，殼基生物炭之一的大閘蟹殼生物炭，其為高灰分原料制備的生物炭富含磷元素，研究發(fā)現(xiàn)蟹殼生物炭對(duì)重金屬鉛的吸附性較好[79]。

不同類型生物炭具有不同功能，定向制備生物炭的需求應(yīng)運(yùn)而生。未來可以通過規(guī)定原料、溫度、壓力等制備條件對(duì)生物炭組分進(jìn)行控制，從而得到滿足特定功能的生物炭，故而相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定完善迫在眉睫。

4 生物炭農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用的前景與展望

（1）亟待出臺(tái)生物炭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同溫度、原料、壓強(qiáng)等制備條件下的產(chǎn)品進(jìn)行理化性質(zhì)分析，制定出合格標(biāo)準(zhǔn)線，對(duì)生物炭組分含量等基本數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)化文件可使試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比更直觀，使得生物炭產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化路徑更清晰。

（2）科研人員不斷擴(kuò)展生物炭的制備原料與應(yīng)用場(chǎng)景。例如目前大家熟知的林業(yè)廢棄物，除了焚燒也有一部分進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，但是基于林業(yè)廢棄物大多木質(zhì)素含量較高、發(fā)酵周期較長特點(diǎn)，將其通過碳化的方式進(jìn)行再次利用，可能取得比厭氧堆肥發(fā)酵產(chǎn)沼氣更高效的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）面對(duì)生物炭作用機(jī)理不清晰的現(xiàn)狀，政府部門要在政策與資金上幫扶鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，多進(jìn)行田間試驗(yàn)，找到作物生長所需的土壤與元素需求條件。在推廣應(yīng)用中，應(yīng)通過與他人的橫向數(shù)據(jù)比較和生物不同周期的縱向數(shù)據(jù)比較分析，不斷優(yōu)化試驗(yàn)條件，力求摸清相對(duì)穩(wěn)定的生物炭作用機(jī)制，將試驗(yàn)成果推廣轉(zhuǎn)化、落地實(shí)踐，轉(zhuǎn)化為農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，改善農(nóng)村人居生活條件與生活水平。

通過生物炭標(biāo)準(zhǔn)制定、政策的支持、科技人員實(shí)踐幾方面的協(xié)調(diào)配合，生物炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用具有很好的前景。

參考文獻(xiàn)

[1]

陳再明，陳寶梁，周丹丹.水稻秸稈生物碳的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)有機(jī)污染物的吸附性能[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，201 33（1）：9-19.

[2] 杜佳姚.納帕海高原濕地生物炭的制備及理化性質(zhì)研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2014.

[3] 范行軍.氣溶膠中類腐殖質(zhì)的分離定量、化學(xué)表征和來源分析研究[D].廣州：中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所），2015.

[4] 黃艷芳，馬正飛，姚虎卿.活性炭吸附CO2與其微孔體積的關(guān)系[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2008，36（3）：343-348.

[5] 郭冬生，黃春紅.近10年來中國農(nóng)作物秸稈資源量的時(shí)空分布與利用模式[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，201 29（4）： 948-954.

[6] 游東海.秸稈直接還田效果及秸稈熱解制成生物炭還田模擬研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

[7] WANG M M，ZHU Y，CHENG L R，et al.Review on utilization of biochar for metal-contaminated soil and sediment remediation[J].J Environ Sci，2018，63（1）：156-173.

[8] RAO B V S K，CHANDRA MOULI K，RAMBABU N，et al.Carbon-based solid acid catalyst from de-oiled canola meal for biodiesel production[J].Catal Commun，201 14（1）：20-26.

[9] MAO J D，JOHNSON R L，LEHMANN J，et al.Abundant and stable char residues in soils： Implications for soil fertility and carbon sequestration[J].Environ Sci Technol，201 46（17）：9571-9576.

[10] QIAN L B，CHEN M F，CHEN B L.Competitive adsorption of cadmium and aluminum onto fresh and oxidized biochars during aging processes[J].J Soil Sediment，201 15（5）：1130-1138.

[11] YAN F，SCHUBERT S，MENGEL K.Soil pH changes during legume growth and application of plant material[J].Biol Fertil Soils，199 23（3）：236-242.

[12] TANG C，UNKOVICH M J，BOWDEN J W.Factors affecting soil acidification under legumes.Ⅲ.Acid production by N2-fixing legumes as influenced by nitrate supply[J].New Phytol，1999，143（3）：513-521.

[13] 王章鴻，郭海艷，沈飛，等.熱解條件對(duì)生物炭性質(zhì)和氮、磷吸附性能的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，201 35（9）：2805-2812.

[14] WANG D，AI J，SHEN F，et al.Improving anaerobic digestion of easy-acidification substrates by promoting buffering capacity using biochar derived from vermicompost[J].Bioresour Technol，2017，227：286-296.

[15] MEYER S，GLASER B，QUICKER P.Technical，economical，and climate-related aspects of biochar production technologies：A literature review[J].Environ Sci Technol，201 45（22）：9473-9483.

[16] 羅煜，趙立欣，孟海波，等.不同溫度下熱裂解芒草生物質(zhì)炭的理化特征分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，201 29（13）：208-217.

[17] 韋思業(yè).不同生物質(zhì)原料和制備溫度對(duì)生物炭物理化學(xué)特征的影響[D].廣州：中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所），2017.

[18] 林肖慶，呂豪豪，劉玉學(xué)，等.生物質(zhì)原料及炭化溫度對(duì)生物炭產(chǎn)率與性質(zhì)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，201 28（7）：1216-1223.

[19] 黃玉威.生物炭微觀解剖結(jié)構(gòu)表征及理化性質(zhì)研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[20] 肖欣.生物炭的多級(jí)結(jié)構(gòu)特征、構(gòu)效關(guān)系及其吸附作用研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2018.

[21] 王玲麗，黃谷城，羅毅，等.生物質(zhì)炭現(xiàn)今的發(fā)展綜述[J].江西化工，2018（2）：51-52.

[22] LEHMANN J.A handful of carbon[J].Nature，2007，447（7141）：143-144.

[23] MARRIS E.Putting the carbon back：Black is the new green[J].Nature，200 442（7103）：624-626.

[24] WOOLF D，AMONETTE J E，STREET-PERROTT F A，et al.Sustainable biochar to mitigate global climate change[J].Nat Commun，2010，1：1-9.

[25] 解鈞.農(nóng)田土壤中莠去津和乙氧氟草醚污染的生物炭修復(fù)研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[26] 王睿.新型生物炭對(duì)設(shè)施菜地吡蟲啉和啶蟲脒的強(qiáng)化降解研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[27] 蔣靖佰倫，楊再磊，馬雯琪，等.生物炭對(duì)草銨膦污染農(nóng)田土壤呼吸的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，42（6）：444-450.

[28] 趙海成，鄭桂萍，靳明峰，等.連年秸稈與生物炭還田對(duì)鹽堿土理化性狀及水稻產(chǎn)量的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，31（9）：1836-1844.

[29] 黎嘉成，高明，田冬，等.秸稈及生物炭還田對(duì)土壤有機(jī)碳及其活性組分的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2018，27（5）：39-50.

[30] 羅梅，田冬，高明，等.紫色土壤有機(jī)碳活性組分對(duì)生物炭施用量的響應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)，2018，39（9）：4327-4337.

[31] 徐國鑫，王子芳，高明，等.秸稈與生物炭還田對(duì)土壤團(tuán)聚體及固碳特征的影響[J].環(huán)境科學(xué)，2018，39（1）：355-362.

[32] 田冬.農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳收支對(duì)秸稈與生物炭還田的響應(yīng)[D].重慶：西南大學(xué)，2017.

[33] 田冬，高明，黃容，等.油菜/玉米輪作農(nóng)田土壤呼吸和異養(yǎng)呼吸對(duì)秸稈與生物炭還田的響應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)，2017，38（7）：2988-2999.

[34] 侯亞紅，王磊，付小花，等.土壤碳收支對(duì)秸稈與秸稈生物炭還田的響應(yīng)及其機(jī)制[J].環(huán)境科學(xué)，201 36（7）：2655-2661.

[35] 鄭悅.生物炭與秸稈還田對(duì)鹽堿地水稻土壤理化形狀及產(chǎn)量的影響[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2015.

[36] 李艷梅，張興昌，廖上強(qiáng)，等.生物炭基肥增效技術(shù)與制備工藝研究進(jìn)展分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，48（10）：1-14.

[37] 劉沖，劉曉文，吳文成，等.生物炭及炭基肥對(duì)油麥菜生長及吸收重金屬的影響[J].中國環(huán)境科學(xué)，201 36（10）：3064-3070.

[38] 魏春輝，任奕林，劉峰，等.生物炭及生物炭基肥在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，201 45（3）：14-19.

[39] 戰(zhàn)秀梅，彭靖，王月，等.生物炭及炭基肥改良棕壤理化性狀及提高花生產(chǎn)量的作用[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，201 21（6）：1633-1641.

[40] 康日峰，張乃明，史靜，等.生物炭基肥料對(duì)小麥生長、養(yǎng)分吸收及土壤肥力的影響[J].中國土壤與肥料，2014（6）：33-38.

[41] 張牡丹.幾種外源物緩解環(huán)境脅迫對(duì)植物生理影響的研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2019.

[42] 鐘曉曉.油菜秸稈生物炭的制備及農(nóng)藥負(fù)載—緩釋應(yīng)用研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[43] 陳坦，周澤宇，孟瑞紅，等.改性污泥基生物炭的性質(zhì)與重金屬吸附效果[J].環(huán)境科學(xué)，2019，40（4）：1842-1848.

[44] 李冉，孟海波，沈玉君，等.改性生物炭對(duì)豬糞堆肥過程重金屬鈍化效果研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2018，37（10）：2304-2311.

[45] 胡紅青，黃益宗，黃巧云，等.農(nóng)田土壤重金屬污染化學(xué)鈍化修復(fù)研究進(jìn)展[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2017，23（6）：1676-1685.

[46] 楊蘭，李冰，王昌全，等.改性生物炭材料對(duì)稻田原狀和外源鎘污染土鈍化效應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)，201 37（9）：3562-3574.

[47] 董雙快，徐萬里，吳福飛，等.鐵改性生物炭促進(jìn)土壤砷形態(tài)轉(zhuǎn)化抑制植物砷吸收[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，201 32（15）：204-212.

[48] 張振，楊紅，尹芳，等.核桃殼生物炭對(duì)厭氧干發(fā)酵的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2020，35（5）：885-891.

[49] 王粟，李家磊，史風(fēng)梅，等.玉米秸稈生物炭與牛糞混合厭氧發(fā)酵工藝優(yōu)化[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020（6）：87-93.

[50] 李丹妮，張克強(qiáng)，梁軍鋒，等.三種添加劑對(duì)豬糞厭氧干發(fā)酵的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 2019，38（8）：1777-1785.

[51] 章欽，羅景陽，操家順，等.生物炭對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響[J].環(huán)境科技，2019，32（1）：1-6.

[52] 許彩云，靳紅梅，常志州，等.麥秸生物炭添加對(duì)豬糞中溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，201 35（6）：1167-1172.

[53] 陳真.溫度對(duì)生物炭介導(dǎo)的雞糞厭氧消化產(chǎn)氣特性的影響[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2015.

[54] 楊宇，梁精龍，李慧，等.廢舊鋰離子電池回收處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)綜合利用，2018（6）：7-12.

[55] 代鏡濤，楊瑛.生物炭材料制備鋰離子電池負(fù)極的研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（10）：44-45.

[56] 花莉，張成，馬宏瑞，等.秸稈生物質(zhì)炭土地利用的環(huán)境效益研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，19（10）：2489-2492.

[57]

吳昱.施加生物炭對(duì)黑土區(qū)坡耕地土地生產(chǎn)力的影響[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2019.

[58] 劉懷優(yōu).生物炭在酸性土壤改良中的應(yīng)用[J].生物化工，2020，6（4）：126-129，142.

[59] 廖萍，湯軍，曾勇軍，等.生物炭和石灰對(duì)酸性稻田水稻產(chǎn)量、土壤性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響[J].中國稻米，2019，25（1）：44-48.

[60] 肖和友，李宏圖，楊勇，等.煙草廢棄物生物質(zhì)炭對(duì)植煙土壤、烤煙生長及經(jīng)濟(jì)效益的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（6）： 36-39，43.

[61] 陳心想，何緒生，耿增超，等.生物炭對(duì)不同土壤化學(xué)性質(zhì)、小麥和糜子產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，201 33（20）：6534-6542.

[62] 唐光木，葛春輝，徐萬里，等.施用生物黑炭對(duì)新疆灰漠土肥力與玉米生長的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，201 30（9）：1797-1802.

[63]? LEHMANN J.Bio-energy in the black[J].Frontiers in ecology and the environment，2007，5（7）：381-387.

[64]? LIU Q，ZHANG Y H，LIU B J，et al.How does biochar influence soil N cycle？ A meta-analysis[J].Plant and soil，2018，426（1/2）：211-225.

[65] 李貞霞，任秀娟，祁雪嬌，等.辣椒秸稈生物炭對(duì)酸化土壤交換性能及酶活性的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，28（1）：117-124.

[66] 王義祥，辛思潔，葉菁，等.生物炭對(duì)強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的改良效果研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，34（12）：108-111.

[67] 孫贇，MUHAMMAD SHAABAN，何志龍，等.生物質(zhì)炭對(duì)茶園土壤改良及茶葉品質(zhì)的影響[J].中國土壤與肥料，2017（6）：9-14.

[68] 畢于運(yùn).秸稈資源評(píng)價(jià)與利用研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2010.

[69] SMITH P，MARTINO D，CAI Z C，et al.Policy and technological constraints to implementation of greenhouse gas mitigation options in agriculture[J].Agriculture ecosystems& environment，2007，118（1/2/3/4）：6-28.

[70] 王麗淵.生物炭對(duì)植煙土壤主要性狀及烤煙生長的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[71] 鄭悅.生物炭與秸稈還田對(duì)鹽堿地水稻土壤理化形狀及產(chǎn)量的影響[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2015.

[72] 張芙蓉，趙麗娜，張瑞，等.生物炭對(duì)鹽漬化土壤改良及甜瓜生長的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，201 31（1）：54-58.

[73] 《關(guān)于編制“十三五”秸稈綜合利用實(shí)施方案的指導(dǎo)意見》印發(fā)[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，201 9（12）：7.

[74] 中華人民共和國國務(wù)院新聞辦公室.新時(shí)代的中國能源發(fā)展[N].人民日?qǐng)?bào)，2020-12-22（010）.

[75] SHEN X，HUANG D Y，REN X F，et al.Phytoavailability of Cd and Pb in crop straw biochar-amended soil is related to the heavy metal content of both biochar and soil[J].Journal of environmental management，201 168（1）：245-251.

[76] KUS′MIERZ M，OLESZCZUK P.Biochar production increases the polycyclic aromatic hydrocarbon content in surrounding soils and potential cancer risk[J].Environmental science and pollution research，201 21（5）：3646-3652.

[77] 蔡婧.城市個(gè)體黑碳暴露特征與兒童呼吸道健康效應(yīng)關(guān)系研究[D].上海：華東理工大學(xué)，2013.

[78] 凌遵學(xué)，張取仁.生物炭基尿素對(duì)棉花性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，25（6）：58-60.

[79] 郭海艷.蟹殼生物炭對(duì)水體富磷除鉛性能及其機(jī)理研究[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.