于麗娜 曹慧 楊愛華 宋海淼

1 生物碳的介紹

生物碳（Biochar）是生物質(zhì)原料（通常是秸稈、稻殼、果殼、木屑等農(nóng)林廢棄物以及家畜糞便）在完全絕氧或部分缺氧條件下經(jīng)高溫?zé)崃呀猱a(chǎn)生的一類高度芳香化和高穩(wěn)定性的高碳固體產(chǎn)物。生物碳自身具有較高的穩(wěn)定性，pH呈堿性特征和富含養(yǎng)分物質(zhì)，以及具有保水、持留養(yǎng)分、改善土壤環(huán)境質(zhì)量、利于微生物繁殖等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)土壤物理化學(xué)性質(zhì)的變化起著重要作用。作為一種新型的環(huán)境功能材料，生物碳為農(nóng)林業(yè)廢棄物資源的再利用提供了新思路，而且生物碳在土壤改良方面也有著不俗的影響力。雖然國內(nèi)外對(duì)生物炭的研究還處于起步階段，但可預(yù)見生物碳在未來將有廣闊的應(yīng)用前景。

2 生物碳對(duì)農(nóng)作物的影響

2.1 烤煙

研究表明，施用量為10～30克/公斤的生物碳可明顯提高烤煙株高、增加有效葉數(shù)量、最大烤煙葉面積及干物質(zhì)量，改善煙葉品質(zhì)。當(dāng)施用20克/公斤生物碳時(shí)，最利于烤煙生長(zhǎng)和優(yōu)質(zhì)煙葉形成。由于烤煙不同生理時(shí)期的營養(yǎng)需求不同，所以在不同時(shí)期施用生物碳對(duì)烤煙的生長(zhǎng)有不同的影響。在團(tuán)棵期，施用生物碳時(shí)烤煙的有效葉數(shù)和最大葉面積均低于不施生物碳時(shí)，表現(xiàn)為抑制作用。但從現(xiàn)蕾期開始，施用生物碳可有效促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，表現(xiàn)為明顯的促進(jìn)作用。

2.2 小麥

研究表明，施用1%（占土壤的比例）750℃下制備的生物碳對(duì)小麥具有一定的生長(zhǎng)促進(jìn)作用。生物碳在促進(jìn)小麥生長(zhǎng)的同時(shí)，還可以提高小麥對(duì)氮素的吸收量、土壤中氮素的殘留量，從而減少土壤—小麥體系中氮素的損失量。

3 生物碳對(duì)土壤環(huán)境的影響

3.1 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤孔隙是土壤的重要特質(zhì)，大孔隙可加速空氣流通，小孔隙則利于保持土壤濕潤(rùn)度。而生物碳作為燃燒產(chǎn)物，具有廣泛的孔徑分布。當(dāng)土壤中施用生物碳時(shí)，小粒徑的生物碳與土壤顆粒形成微小團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，生成了大量的細(xì)小孔隙，增加了土壤對(duì)水分子的吸著能力。有研究表明，隨著土壤中生物碳的添加量從0克/公斤增加到20克/公斤時(shí)，土壤比表面積從130平方米/克增至153平方米/克，土壤比容積增大，土壤收縮程度減小，土壤的保水能力提高18%。

3.2 對(duì)土壤生物量和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

施用生物碳可以增加土壤中營養(yǎng)元素和微生物生長(zhǎng)繁殖所必須的碳源，保持土壤濕潤(rùn)度，利于微生物的生長(zhǎng)繁殖。且施用生物碳后，增加土壤孔隙含量，為微生物提供良好的生活環(huán)境。另外，由于生物碳具有吸附作用，所以生物碳還可吸附部分土壤中的有害物質(zhì)，減少對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制作用。

施用生物炭能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的孔隙度與通氣量，增加土壤含水量，通過發(fā)達(dá)的空隙，增加根際區(qū)水分的滯留。生物炭作為一種新型的環(huán)境功能材料，為農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物資源的利用提供了新的思路，可以預(yù)見生物炭在土壤學(xué)和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)方面將有廣闊的應(yīng)用前景。