張生來

（懷寧縣茶嶺鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)站，安徽 懷寧 246127）

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，農(nóng)業(yè)技術(shù)得到了不斷創(chuàng)新，新型農(nóng)業(yè)技術(shù)被廣泛使用。土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，但是經(jīng)過長期利用，我國土地資源面臨較嚴(yán)重的問題。其中，環(huán)境污染和資源匱乏等嚴(yán)重降低土壤的質(zhì)量，制約了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。生物炭是一種功能多樣的材料，是生物有機(jī)材料（生物質(zhì)）在缺氧或絕氧環(huán)境中經(jīng)高溫?zé)崃呀夂笊傻墓虘B(tài)產(chǎn)物。生物炭具有良好的堿性和吸附能力，將其運(yùn)用于土壤中，可以提高土壤的質(zhì)量，為農(nóng)作物生產(chǎn)質(zhì)量的提升提供支持。

1 生物炭

生物炭主要是指生物中的有機(jī)化合物，可以在含氧量較低的環(huán)境下經(jīng)過系列低溫處理裂解，形成固體生物炭。通過生物炭的使用，能為廢氣物的利用、生物能源的使用以及土地質(zhì)量的改良等提供支持。生物炭通常由大部分碳、少量的礦物質(zhì)及揮發(fā)性有機(jī)物組成。生物炭通常為堿性物質(zhì)，其多孔性和表面積大的特點(diǎn)有效提高了碳的吸附能力和離子交換能力。將其運(yùn)用于土壤改良中，可以逐漸提高土壤的肥力，從而提高作物產(chǎn)量，積極促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)［1］。

2 生物炭對(duì)土壤肥料的作用

2.1 對(duì)有機(jī)物質(zhì)的作用

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要指標(biāo)之一，土壤有機(jī)質(zhì)可以改善土壤結(jié)構(gòu)。生物炭的應(yīng)用可以提高土壤有機(jī)碳含量水平，其提高幅度取決于生物炭的用量及穩(wěn)定性。土壤有機(jī)碳含量增高可提高土壤的碳氮比，從而促進(jìn)土壤對(duì)氮素及其他養(yǎng)分元素吸收量，進(jìn)而培肥土壤。研究發(fā)現(xiàn)，生物炭與其他肥料相比，在土壤肥料改良中具有明顯優(yōu)勢，可以不斷增強(qiáng)土壤的肥效。農(nóng)作物生產(chǎn)中，為提高作物產(chǎn)量，不能一直使用土壤，而是應(yīng)有一定時(shí)間的修養(yǎng)，通過修養(yǎng)可以使土壤中的腐殖物質(zhì)增加。以往會(huì)通過免耕和堆肥的方法進(jìn)行修養(yǎng)處理。這種處理技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤肥料的真正改良。通過生物炭的使用，可以逐漸增加土壤中的碳含量，提高土壤有機(jī)物質(zhì)使用的穩(wěn)定性。因此，生物炭成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中較為重要的有機(jī)肥料［2］。

2.2 物理性質(zhì)的作用

由于生物炭存在多孔的特點(diǎn)，空隙與空隙之間的距離較大，親水性較強(qiáng)。結(jié)合以上優(yōu)勢將生物炭運(yùn)用于土壤中，可以達(dá)到疏松土壤、降低土壤硬度的效果，逐漸改善土壤性能，為作物的生長和產(chǎn)量的提升提供支持。此外，將生物炭運(yùn)用于土壤中，可以調(diào)節(jié)土壤的滲水性，使土壤得到充分浸潤，保證土壤水分的飽和狀態(tài)，可以使土壤中水分的作用得到充分發(fā)揮，并逐漸實(shí)現(xiàn)軟化土壤的目的，進(jìn)而使土壤的肥料得到充分發(fā)揮，提高作物產(chǎn)量。另外，生物炭的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染的改良。首先，由于生物炭具有較大表面積和微孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)生物炭粒徑越小、表面積越大時(shí)，其吸附能力越強(qiáng)。當(dāng)生物炭具有微小空隙時(shí)，表面存在大量的負(fù)電荷，可以通過吸附作用實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤重金屬污染的有效處理。其次，生物炭的表面含有大量的氧官能團(tuán)，在靜電作用和離子作用下，可以通過擴(kuò)散作用吸附重金屬離子，有效降低土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)，提高重金屬污染控制的有效性。最后，生物炭可以促進(jìn)重金屬形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。一是土壤pH值的影響。生物炭的pH值為堿性，通過生物炭的融合，土壤pH值可以得到顯著提升，從而有效改變重金屬的形態(tài)。二是土壤有機(jī)物質(zhì)的影響。有機(jī)物中通常含有多種官能團(tuán)，對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的吸附能力，因此利用有機(jī)物質(zhì)，可以形成一種重金屬固化狀態(tài)，降低重金屬毒性。三是重金屬形態(tài)變化的影響。當(dāng)土壤中的交換態(tài)、水溶態(tài)以及有機(jī)組合重金屬危害性較大時(shí)，通過生物炭的使用可以增加土壤中的pH值，破壞土壤中的殘?jiān)簯B(tài)金屬，實(shí)現(xiàn)重金屬土壤的有效改良［3］。

2.3 化學(xué)性質(zhì)的作用

生物炭化學(xué)性質(zhì)的作用具體體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。首先，由于土壤中的化學(xué)性質(zhì)通常體現(xiàn)在酸堿度和養(yǎng)分上，將生物炭加工成堿性物質(zhì)，并將其運(yùn)用于土壤中，能將生物炭中的鹽基離子和土壤中的氫離子進(jìn)行交換，通過系列化學(xué)反應(yīng)使土壤中的pH值提升，達(dá)到土壤酸堿性中和的目的。其次，生物炭可以產(chǎn)生正負(fù)電荷。這些電荷可以對(duì)土壤有機(jī)物進(jìn)行吸附，以全面提高土壤的養(yǎng)分。最后，若將動(dòng)物糞便分解成生物炭，其蘊(yùn)含的礦物質(zhì)十分豐富。當(dāng)這類生物炭在土壤中分解時(shí)，可以使土壤中的氮、磷及鉀不斷增加，有效提高土壤肥力。

2.4 作物效應(yīng)分析

人們?cè)谌粘Ｉ钪袝?huì)通過多種手段進(jìn)行土壤肥料的改良，其核心目的是提高作物產(chǎn)量。生物炭的使用，可以積極促進(jìn)作物生長和提高產(chǎn)量。例如，生物炭可以促進(jìn)茶樹、紫荊樹的生長，而且會(huì)提高豇豆、玉米以及水稻等作物的產(chǎn)量。具體的作物效應(yīng)體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。首先，對(duì)于一些含揮發(fā)物質(zhì)的生物炭，會(huì)抑制作物的生長。其次，在土壤中合理使用生物炭，可以積極促進(jìn)作物生長。例如，將生物炭利用在生產(chǎn)水稻的土壤中，會(huì)對(duì)土壤碳、磷等物質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，從而逐漸提高水稻的產(chǎn)量［4］。

3 生物炭技術(shù)的發(fā)展

分析生物炭使用狀況發(fā)現(xiàn)，生物炭出現(xiàn)后，由于技術(shù)限制，生物炭的相關(guān)技術(shù)并沒有得到充分發(fā)揮，影響了生物炭的使用性能。因此，在未來生物炭研究及發(fā)展中，應(yīng)該結(jié)合土壤的基本特點(diǎn)進(jìn)行生物炭使用方法的分析，通過技術(shù)、資金以及研究方法的創(chuàng)新，執(zhí)行有效的研究方法，以提高生物炭使用的有效性，使生物炭在土壤肥料改良中的價(jià)值得到充分發(fā)揮［5］。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，為實(shí)現(xiàn)生物炭的有效利用，應(yīng)該結(jié)合生物炭的特點(diǎn)進(jìn)行土壤改良方案的完善，使其在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到促進(jìn)作用。此外，應(yīng)該不斷突破生物炭的使用限制，通過影響生物炭性能的技術(shù)改良，實(shí)現(xiàn)生物炭的科學(xué)運(yùn)用，有效改良土壤環(huán)境，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化發(fā)展提供支持。