論生物炭基有機(jī)肥對(duì)土壤環(huán)境的影響

朱曉琳

生物炭基有機(jī)肥的使用可以對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生多方面改善作用。文章將對(duì)生物炭基有機(jī)肥對(duì)土壤環(huán)境的具體影響效果進(jìn)行分析，包括提升土壤綜合肥力、增加土壤礦質(zhì)養(yǎng)分、改善土壤生物環(huán)境、修復(fù)土壤污染問題等，以期為相關(guān)研究提供參考。

生物炭基有機(jī)肥通常采用農(nóng)作物秸稈生物炭作為原料，在缺氧和高溫條件下熱解，形成高度芳香化的固態(tài)物質(zhì)。其主要特點(diǎn)是碳素富含量較高，可以達(dá)到75%～95%左右。相關(guān)研究表明，將生物炭基有機(jī)肥應(yīng)用在農(nóng)業(yè)種植中，可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和多種特性，對(duì)土壤環(huán)境起到改良作用。

一、提升土壤綜合肥力

生物炭基有機(jī)肥的施用可以提升土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，而且提升效果優(yōu)于普通商品有機(jī)肥。在施用生物炭基有機(jī)肥后，土壤中氮素含量明顯提高，土壤總氮含量增加幅度約為19.23%左右，是普通商品有機(jī)肥的2倍左右。同時(shí)，施用生物炭基有機(jī)肥還可以提升土壤林素含量，土壤總磷含量增加幅度約為22.12%，也能夠達(dá)到普通商品有機(jī)肥的2倍。這主要是由于生物炭具有較強(qiáng)的吸附能力，可以作為肥料的緩釋載體，延緩肥料養(yǎng)分的釋放過程，從而提升肥料養(yǎng)分的利用率。因此，在生物炭基有機(jī)肥與商品有機(jī)肥使用量相同的情況下，對(duì)土壤肥力改善效果要優(yōu)于商品有機(jī)肥。根據(jù)已有研究結(jié)果，生物炭基有機(jī)肥在水稻種植中的應(yīng)用，可以起到穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)的作用。通過提升土壤綜合肥力，讓經(jīng)過處理的水稻高峰苗和成穗率等，均高于經(jīng)過商品有機(jī)肥處理的土壤環(huán)境。在水稻抽穗后，其光合作用產(chǎn)物占干物質(zhì)的90%以上，施用生物炭基有機(jī)肥還能夠增加其干物質(zhì)積累量，提升幅度約為16.61%。因此，使用生物炭基有機(jī)肥能夠提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)增收。

二、增加土壤礦質(zhì)養(yǎng)分

在農(nóng)作物生物炭的制作過程中，可選擇農(nóng)業(yè)種植廢棄物為材料，在超過500℃高溫下熱解，得到富含碳素的生物炭物質(zhì)，并將其制作成生物炭基有機(jī)肥。從其顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看，生物炭具有碳納米管組成的孔隙結(jié)構(gòu)，在其表面存在大量含氧基團(tuán)，使其具有較強(qiáng)的吸附能力，可以達(dá)到木炭吸附能力的10倍以上。而且竹制生物炭一般呈堿性，在灰分中含有大量鹽基離子，包括鉀、鈣、鎂等。由于這些鹽基離子的存在，可以降低土壤環(huán)境中的氫離子、交換性氯離子含量，有利于提升酸性土壤的pH值，增加土壤中的礦質(zhì)養(yǎng)分含量。土壤中的礦質(zhì)養(yǎng)分對(duì)于農(nóng)作物生長(zhǎng)十分重要，通過施用生物炭基有機(jī)肥，可以改善土壤環(huán)境的礦質(zhì)賦存條件，從而對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生促進(jìn)作用。

三、改善土壤生物環(huán)境

生物炭基有機(jī)肥還具有貯存養(yǎng)分和水分的作用，由于其比表面積大、具有多孔結(jié)構(gòu)，可以幫助土壤環(huán)境提升持水能力。在此情況下，可以為土壤中的微生物提供良好棲息環(huán)境，對(duì)土壤中的有益微生物起到保護(hù)作用。比如對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用的菌根真菌，通過施用生物炭基有機(jī)肥，可以促進(jìn)其繁殖，提升真菌活性。還可以將生物炭作為微生物肥料的接種菌載體，有利于提升接種菌在土壤環(huán)境中的存活率。在良好的土壤微生物環(huán)境下，可以增加農(nóng)作物產(chǎn)量。有研究表明，若直接施用微生物肥，其效果會(huì)受到土壤溫度、耕層深度等方面的影響。在施加生物炭基有機(jī)肥的情況下，能夠改善生物肥使用效果，增加土壤中的活菌數(shù)量，從而提升土壤呼吸強(qiáng)度。從生物炭基有機(jī)肥對(duì)谷田土壤微生物環(huán)境的改善效果來看，經(jīng)過處理后的土壤作物產(chǎn)量比單獨(dú)施用微生物肥的產(chǎn)量增加3.1%～14.4%左右，效果較為顯著。

四、修復(fù)土壤污染問題

目前許多農(nóng)作物種植生產(chǎn)都面臨著重金屬污問題，通過施用生物炭基有機(jī)肥，還可以起到對(duì)土壤污染的修復(fù)作用。由于生物炭基有機(jī)肥表面存在多種官能團(tuán)，而且?guī)в胸?fù)電荷，可以通過靜電吸附、絡(luò)合作用，固定土壤中的重金屬離子。同時(shí)可以利用生物轉(zhuǎn)化作用，使重金屬發(fā)生氧化、還原、甲基化和去甲基化反應(yīng)，從而降低土壤中的重金屬含量。對(duì)于部分重金屬污染較為嚴(yán)重的區(qū)域，還可以在人工誘導(dǎo)下，讓微生物生成抗金屬毒性遺傳因子，通過激活金屬硫蛋白、金屬運(yùn)輸酶、透性酶，使其能夠與重金屬結(jié)合，起到對(duì)土壤中重金屬的解毒作用。因此，施用生物炭基有機(jī)肥，能夠有效改善農(nóng)作物土壤環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)。

綜上所述，生物炭基有機(jī)肥可以從多個(gè)方面改善土壤環(huán)境，使土壤環(huán)境更加有利于植物生長(zhǎng)。同時(shí)可以通過使用生物炭基有機(jī)肥改善土壤的肥料養(yǎng)分利用率，從而控制肥料使用量，滿足節(jié)約成本和環(huán)保需求。因此，生物炭基有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

（作者單位：114200遼寧恒潤(rùn)農(nóng)業(yè)有限公司）