生物炭基肥特性及其對植物生長影響研究

孔詩雯，任宏鵬

（遼寧大學 環(huán)境學院，遼寧 沈陽 110036）

1 生物炭的性質(zhì)

生物炭是一種富含有機碳的產(chǎn)物，其主要是由有機原料，例如農(nóng)作物秸稈、木屑等，在缺氧等氧氣受限的環(huán)境下通過某些熱解制成的。由于生物炭具有的高度芳香化結(jié)構(gòu)，使得其可以在環(huán)境中存留數(shù)千年或更長時間。除了生物炭本身的長期固碳作用外，將生物炭施入土壤中還可以減少土壤環(huán)境溫室氣體的排放。近年來，生物炭已被公認為農(nóng)業(yè)多功能材料和受害土壤的解決方案之一。生物炭的多孔隙結(jié)構(gòu)十分復雜，具有巨大的表面積，加上本身的羧基、羥基、脂族雙鍵等親水基結(jié)構(gòu)，賦予了生物炭極強的吸附能力和離子交換性能，使其可以成為優(yōu)異的緩釋吸附載體。

2 生物炭基肥

生物炭基肥在農(nóng)業(yè)和環(huán)境應用中具有多種優(yōu)勢，其制備原理是將生物炭作為載體，與化學肥料以摻混法、吸附法、包膜法、反應法及混合造粒法等方式復混而成的復合型肥料。生物炭基肥的作用原理主要是得益于生物炭的性質(zhì)，促使其可以負載大量的肥料，不僅起到提高肥料的利用效率、緩釋肥料的釋放速率等作用，還可以提高土壤活性、改良土壤理化性質(zhì)，并以此對植物產(chǎn)量的提高與品質(zhì)的改善有著促進作用。生物炭基肥可以彌補單施生物炭和單施化學肥料的不足，其作用效果更加穩(wěn)定、高效，對植物生長的促進、產(chǎn)量的增加作用也更加明顯。

3 植物生長影響因素

植物的生長發(fā)育主要受水分、空氣、光照、溫度和土壤特性的影響。水是構(gòu)成植物體最主要的物質(zhì)，參與植物體內(nèi)幾乎全部的生理活動；空氣中的氧氣及二氧化碳是植物呼吸和光合作用最重要的原料；同樣，充足的光照可以使得植物進行充分的光合作用，積累養(yǎng)分，促進植物生長；植物生長適宜的溫度通常在8～38℃，植物大多數(shù)生理生化作用均是在適宜的溫度下進行的；土壤是植物生長環(huán)境的載體，為植物生長提供其必需的水分、空氣、礦質(zhì)元素等。因此，土壤的理化性質(zhì)是影響植物生長的關(guān)鍵，其中，酸堿度直接影響植物的生化反應，養(yǎng)分含量直接影響植物的生長發(fā)育，含水量影響植物的根部呼吸作用，疏松度影響植物根部的發(fā)育和生化反應。土壤特性對植物的影響頗深，而生物炭基肥對土壤質(zhì)量、植物生長和產(chǎn)量均有明顯的提升效果。

4 生物炭基肥對植物生長的影響

生物炭基肥不僅繼承了生物炭的眾多優(yōu)點，改變土壤環(huán)境，將生物炭負載肥料還能提升化肥的作用效果，提升土壤質(zhì)量，因此，生物炭基肥對植物生長發(fā)育具有十分積極的影響。

生物炭基肥的施入可以通過改變土壤物理性質(zhì)提升植物根系生長，例如，降低土壤容重、提高土壤土質(zhì)情況，提升土壤功能微生物酶活性和植物根部生理活動；改善水穩(wěn)性團聚體分布、提升土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有利于植物保持和根系的生長。

生物炭基肥還可以通過改善土壤化學性質(zhì)提高植物生理生化反應能力，例如，改善土壤pH值，提升土壤鹽離子含量，有利于土壤保肥，提升土壤微生物活性以及植物根系生理生化反應；提升土壤氮素的含量，植物吸收氮素會提高植物葉綠素含量，從而提升作物產(chǎn)量；提升土壤有效磷和鉀元素的含量，磷元素的提升可以促進植物繁殖器官生長，加速植物開花結(jié)果，鉀元素的提升可以提高植物體內(nèi)纖維素和木質(zhì)素的含量，提高植物莖的抗倒伏和抗病蟲能力。

總之，生物炭基肥可以顯著提高植物生長發(fā)育能力、改善土壤肥力和理化性質(zhì)，其本身具有的養(yǎng)分緩釋性能也可以提高肥料的利用率，可在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。