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(xué)，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(xué)，湖南 長沙 410008）

生物炭是近年來研究的熱點問題，生物炭的應(yīng)用為生物能源生產(chǎn)、土壤改良、溫室氣體的解決、肥料創(chuàng)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(jìn)行分析。

生物炭；土壤肥料；作用

1 引言

隨著科技的快速發(fā)展，環(huán)境卻在逐步遭到破壞，為了改善環(huán)境，近年來，我們國家開展可循環(huán)利用的資源，例如，生物炭就是一種環(huán)保能源。因為生活用品，產(chǎn)業(yè)垃圾的隨處可見，靠土壤進(jìn)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(zhì)利用、生物能源生產(chǎn)、土壤改良培肥、肥料創(chuàng)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(yán)重，這項土壤改良劑起到了非常有效的作用。它被發(fā)現(xiàn)于南美亞馬遜盆地黑土上，由于肥沃的黑土中含有數(shù)百年，數(shù)千年的固炭，這一研究發(fā)現(xiàn)為土壤的垃圾的降解做出了重大貢獻(xiàn)。同時，科研人員根據(jù)其中所含有的成分，在后來研制出以熱裂解生物質(zhì)生產(chǎn)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(xué)行、微生物作用等方面相結(jié)合，生產(chǎn)更具有清潔效果的科研型生物炭，并且在實際應(yīng)用中已經(jīng)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(xiàn)在科技發(fā)展飛速，熱裂解工藝生產(chǎn)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(nèi)達(dá)到很好的改善效果，相比以前來說，傳統(tǒng)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(dá)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(zhì)；他自身有許多穩(wěn)定芳香環(huán)不規(guī)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(zhì)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(chǎn)出來的食物生存，土壤有機質(zhì)是評判土壤肥力的重要指標(biāo)，所有的碳含量大部分來源于陸地生態(tài)系統(tǒng)。土壤有機質(zhì)不僅能改善土壤自身潔凈能力而且能像機質(zhì)或腐殖質(zhì)一樣可以改良培肥土壤。研究顯示，當(dāng)土壤發(fā)生團聚體活動、水分入滲活動、養(yǎng)分吸持和交換活動以及支持微生物活動時，內(nèi)部的成分就會發(fā)生變化。在提高對氮素及其他養(yǎng)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(zhì)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(yǎng)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(diào)查結(jié)果中顯示這里的黑土與其他地區(qū)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(zhì)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(zhì)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(huán)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(yǎng)分，又能吸收營養(yǎng)物質(zhì)，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(shù)量的變化，這就說明生物炭的增加不會造成實質(zhì)的污染，這又是生物炭的一項優(yōu)勢所在。通過科技研究，發(fā)現(xiàn)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(yè)人士認(rèn)為這與生物炭的類型有關(guān)，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(jìn)自身的生長，目前這一研究仍在繼續(xù)，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(shù)更好的提升土壤肥力。

4 生物炭的未來發(fā)展趨勢

人們對于生物炭的研究始于20世紀(jì)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(yīng)用還需要進(jìn)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(chǔ)來對生物炭做更好的分析調(diào)查，一方面發(fā)現(xiàn)生物炭的時間短，人們對于生物炭的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)缺乏系統(tǒng)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(yīng)該組建一支專業(yè)的科研隊伍，對生物炭的化學(xué)結(jié)構(gòu)、組成、揮發(fā)物、水溶出物特征、酸堿性、物理結(jié)構(gòu)及孔隙度、吸附作用、陽離子交換量、降解性進(jìn)行深層次的研究，形成堅實的實驗理論基礎(chǔ)，從而讓生物炭在土壤性質(zhì)的改良上做出更大的貢獻(xiàn)。

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1003-5168（2015）11-146-01