[摘 要] 生物炭具有較強的吸附性，可以吸附固定對作物有利的元素和水分等，還可以改變土壤理化性質，增強土壤的保水保肥能力，從而達到改良農(nóng)作物生長環(huán)境，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的。

[關鍵詞] 生物炭；土壤改良；土壤理化性質

[中圖分類號] S153 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）34-58-2

生物炭是桔梗、根系、落葉、生物排泄物等在無氧的條件下，經(jīng)過高溫轉化成一種固態(tài)多炭物質，用于增加土壤中的碳含量。與生物質材料相比，微生物不能分解生物炭，而且還能固定空氣中的CO2于土壤中，在一定程度上可以緩解全球的氣候變暖現(xiàn)象。生物炭是多孔性材料，具有較強的吸附能力。生物炭原料來源廣闊，而且制備方法簡單，這是生物炭具有廣闊應用前景的原因。

1 在土壤中施入生物炭對土壤中殘留物的固定作用影響

生物炭含有大量的負電荷，可以固定土壤中的離子（如Cu2+、Hg2+、Pb2+和NO3-）。但是，表面的極性官能團含量非常少，使生物炭具有良好的吸附性[1]。郝榮、周尊龍等[2]認為生物炭具有親脂性，這樣就能吸附具有親脂性的物質，生物炭可以吸附對植物有害的物質（如農(nóng)藥殘留）；余向陽等[3]進行了生物炭作為調理劑減少植物對農(nóng)藥吸收的研究，結果顯示，生物炭對植物殘留農(nóng)藥有很強的吸附作用，比對照試驗農(nóng)藥流失減少了1%～44%。同時，生物炭還具有防止農(nóng)藥殘留在作物上的能力，植物殘留農(nóng)藥比對照試驗減少了5%～10%。結果表明，生物炭的施入可以大量減少植物上的農(nóng)藥殘留，進而降低農(nóng)作物對農(nóng)藥的吸收。

2 在土壤中施入生物炭對土壤的固氮作用影響

農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的主要途徑是作物在土壤中釋放的CO2，據(jù)統(tǒng)計，我國僅作物秸稈一項，每年的總產(chǎn)量就達7億多t。至少20%的秸稈、落葉等被丟棄或者是直接在田里點燃，不僅造成資源的浪費，還造成了嚴重的環(huán)境污染。如果這些丟棄的秸稈全部用來制作生物炭，不僅能降低環(huán)境污染，還能減少化肥的使用量。所以，秸稈制作成生物炭施入土壤，是降低環(huán)境污染十分有效的措施[4]。綠色植物通過進行光合作用吸收固定大氣中的CO2于自身，其中50%用于植物的呼吸作用，另外50%通過落葉、殘體的形式落入土壤，再經(jīng)過微生物的分解釋放到空氣中。如果這些殘體經(jīng)過300 ℃高溫，25%轉化形成生物炭混入土壤中，其中5%經(jīng)過土壤微生物的新陳代謝重新回到空氣中，而剩余20%則被鎖在土壤中，這樣就形成了土壤凈的“碳負性”[5]，與秸稈還田對比，秸稈高溫形成生物炭，再還田能有效減少土壤中CO2的釋放，有效減緩地球的溫室效應。因此，植物經(jīng)過光合作用固定了CO2，作物的秸稈制備成生物炭后，50%左右的炭以生物炭的形式固定，將制備出的生物炭施入土壤后就變成碳的凈匯[6]。

3 在土壤中施入生物炭對土壤物理化學性質的影響

在土壤中施入生物炭，能有效提高土壤的保水能力，改良土壤內部結構。研究表明，土壤中添加生物炭后，保水能力高達18%[7]。直徑小的生物炭能夠更好地與土壤顆粒結合在一起形成一定的微小團粒結構，增強水分子在土壤中的附著力，同時為土地提供保水作用。施加生物炭，還能降低土壤中水分蒸發(fā)導致的土壤收縮程度的大小，進而保持土壤的內部結構，提高土壤持水能力[8]。這是由于生物炭能夠增加土壤的孔隙度，降低水分子的蒸發(fā)量，增加水分在土壤中的存留時間，從而進一步提高土壤的持水保水能力[9]。所以，在沙質土壤中施加生物炭，有利于提高缺水地帶沙性土壤的持水和保水性能，起到防旱抗旱的作用。

4 在土壤中施入生物炭對土壤陽離子交換量的影響

土壤陽離子交換量能夠反映出土壤保肥能力、緩沖能力和供肥能力，因此常被用作土壤肥力和衡量土壤緩沖力的重要指標。生物炭本身具有較強的吸附作用和較多的空隙，使得生物炭吸附礦質元素的能力更優(yōu)。生物炭還能使部分穩(wěn)定態(tài)元素變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)元素，增加土壤陽離子交換量。Van Zwieten等[10]研究發(fā)現(xiàn)其對堿性土壤效果不明顯。張雯等[11]在土壤中施入20 t/hm2的木炭生物炭，土壤陽離子交換量值從5.7 cmol/kg增大到5.9 cmol/kg。隨著生物炭施入量的增加，土壤陽離子交換量增大程度為0.1～3.7 cmol/kg。生物炭對酸性土壤和低陽離子交換量的土壤具有很好的改良作用。由此可以看出，由于生物炭的基質不同，其對土壤陽離子交換量的影響也不同。

參考文獻

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