生物炭对土壤理化性质和植物生长的影响

摘 要：生物炭是在700摄氏高热高温，部分或者全部缺氧的环境中产生的特殊有机材料。在全球气候整顿及治理生态污染中。生物碳得出了完整的解决方法。生物炭能够为植物提供良好的生长生态环境。它还能够改良土壤的性质。

关键词：生物炭； 土壤性质； 有机物； 化学性质

生物活性炭（biochar）由草、玉米秆、木材或者废弃的农作物，在氧气不足的条件下，经过高温裂解最终碳化而成。在这个过程中不仅生成了生物碳同时也有其他化合物产生，由于生物炭的生产形式和过程比较简单，为其提供的原料也多，因此它的价格便宜。

1 施用生物炭对土壤理化性质的影响

1.1 生物炭对土壤容重的影响

通过对体积密度的比较得出土壤的体积密度要远远大于土体的体积密度，因此要降低土壤容重，完全可以将生物碳施入到土壤中来完成。土壤的紧实程度和土壤的容重大小是紧密联系的。Soane总结是在土壤压实试验中得出的：第一，骨料间粒子连接方式是长链，而且土壤是有机质的，还存在巨大的矿物成分。这样的特点能够改变土壤的压实；第二，矿物质土壤的弹性在紧缩状态中远低于土壤有机质的弹性 ；第三，在稀释效应中，有机质能够控制土壤的压实度使其减小，无机土壤容重的密度远远高于有机质；第四，土壤中存有的菌丝、真菌、根等微小生物；第五，摩擦力，土壤紧实度受有机物和土壤颗粒两者摩擦大小的影响。

1.2 生物炭对土壤水分的影响

随着土壤的增加，土壤表面积也跟着增加，那么土壤中微生物群落变得平衡，也提高了土壤整体的吸附能力，从而完善了土壤保水性。尽管生物炭影响着不同土壤的含水率，比如：把生物炭添加到土壤中能够提供给土壤18%的有效水，但是，在肥沃的土壤中并没有被人们发现留意这一迹象，同时在有机质土壤中加入的生物炭越多，有效水含量反而降低。实验证明，活性炭中几乎所有的孔隙直径都低于2纳米，即使生物炭对气孔有影响，但植物中有效水分的含量受土壤中有机质含量的影响。

1.3 生物炭对土壤PH的影响

土壤的PH值大小随着土壤中生物炭的加入量不断地变动，加入生物炭的多少及其种类不同PH值的波动就会相应改变。在Chintala等科学研究中，分别往酸性土壤及碱性土壤中加入相同的由玉米秸秆和松木高热分解释放的生物炭，得出以下结论，几种生物炭对性质不同的土壤的PH值影响也是不同的，往酸性土壤中加入生物炭其土壤PH值升高，而往碱性土壤中加入生物炭其对应PH值并没有明显改变。经过研究证实，生物碳能够更好的调节酸性土壤的PH值。对酸性土壤来说它是很好的改良剂。

2 施用生物炭对植物生长的影响

生物炭作用于植物能加快植物的生长，从而增加农作物产量， Chan发现当生物碳和氮结合利用时，能够增加萝卜干物质的含量，是由于生物碳和氮之间发生反应的结果，就算在土壤中加入最高含量的生物炭，而没有施加氮肥，即使这样也不会提高作物的产量，因此，只有生物炭和氮肥相互结合同时作用才能提高作物产量。Uzoma研究得出，施加15生物炭玉米的产量增加98%，而加入2Ot/hm2的生物炭，他的产量能达到150%。由此看来生物炭能够为植物生长提供重要的营养物质。

3 生物炭中的有毒物质及潜在威胁

目前 ，生物炭被广泛的在土壤中利用，更多的人们发现了它的优点并加以使用，同时它对土壤带来一些潜伏的污染，这样的问题是不可轻视的。生物炭在土壤中存在也会给土壤水质带来不必要的安全风险，还会影响人们的健康，同时还带来严重社会和经济问题，对环境造成不可逆转的影响。在生物炭的生产过程中，热解条件下产生有害的污染物。有机废弃物虽然在热解后产生一定量生物碳制品，但是这些加工制品中含有的重金属浓度普遍很高，因此生物炭中含有多少重金属是和原料的材料有关的。

4 结论

（1）因为对生物炭的研究刚刚兴起，文献资料中虽然记载了各种生物活性炭，可是影响它的成分和结构还有生产工艺的因素很多，所以进行整理归纳存在困难。因此要进行生物炭标准的开展和调研，就要调整生物炭制备，严格检测，规范它的使用形式 。

（2）现实中对生物炭应用的研究存在局限性，除了着手于热带地区，对其他地区的土壤的研究很少。因此对高纬度地区的土壤研究成了以后发展的方向，不同的类型土壤对生物炭产生的什么样的效应，从而更高效的利用生物炭来改良土壤（特别是碱性土壤）。

（3）如何完成生物炭从迁移到其碳负性，它对土壤带来改良的同时还会造成环境潜伏污染，以后要加强这些工作的研究。

参考文献：

[1] 李际会，吕国华，白文波，国金义，宋吉青，张庆忠.改性生物炭的吸附作用及其对土壤硝态氮和有效磷淋失的影响[J]. 中国农业气象. 2012（02）.

[2] 李得勤，段云霞，张述文.土壤湿度观测、模拟和估算研究[J]. 地球科学进展. 2012（04）

[3] 张万杰，李志芳，张庆忠，杜章留，马铭烨，王一丁.生物质炭和氮肥配施对菠菜产量和硝酸盐含量的影响[J]. 农业环境科学学报. 2011（10）.

[4] 李飞跃，梁媛，汪建飞，赵玲. 生物炭固碳减排作用的研究进展[J]. 核农学报. 2013（05）.

[5] 马莉，侯振安，吕宁，冶军，茹思博，梁银强. 生物碳对小麦生长和氮素平衡的影响[J]. 新疆农业科学. 2012（04）.

[6] 高海英，何绪生，耿增超，佘雕.生物炭及炭基氮肥对土壤持水性能影响的研究[J]. 中国农学通报. 2011（24）.

作者简介：

余俊（1994、12― ）男，浙江杭州人，本科，中国计量学院现代科技学院学生，职称：学生，研究方向：生物工程。

花卉（1988.11― ）女，浙江杭州人，硕士，中国计量学院现代科技学院教师，职称：助教，研究方向：高校学生思想政治教育与管理工作研究。