生物炭对土壤肥料的作用及未来研究

张娟 赵霆 杨慧霄 刘伟

摘 要：生物炭是生物质在无氧或微氧条件下低温热转化后的固体副产物，是有机碳含量高、多孔性、碱性、吸附能力强、多用途的材料。生物炭能够提高土壤有机碳含量，改善土壤保水、保肥性能，减少养分损失，有益于土壤微生物栖息和活动，特别是菌根真菌，是良好的土壤改良剂。在一些情况下，单施生物炭就能够促进作物生长或增产，但是生物炭与肥料混施，或复合后对作物生长及产量几乎都表现为正效应，这缘于肥料消除了生物炭养分低的缺陷，而生物炭赋予肥料养分缓释性能的互补和协同作用。

关键词：生物炭；土壤；肥料；固碳潜力；未来研究

生物炭在土壤中极为稳定，可长期将碳固定于土壤，是固碳的潜力载体。利用废弃生物质生产生物炭，并将生物炭农用将是多赢的技术。但是，生物炭的研究仍存在许多问题，需要进行广泛深入的研究。因此，我们应加强生物炭的基础及应用研究，促进生物炭的生产及农用，推动21世纪农业的“黑色革命”。

一、应用生物炭对土壤有机物质进行改良

土壤的有机物质能够很大程度上增强土壤的肥力。因此，在判断土壤农业价值的过程中，生物炭的主要含量是保证土壤应用价值的关键。此外，要按照土壤当中的碳素含量特点，对后续的土壤有机物质含量实施分析，使全部的土壤能够在具备足够稳定性特点的情况下进行有效的处理，使后续的土壤资源可以在水资源的有效供应之下进行合理处理。要保证全部的土壤资源都能适应养分的吸收要求，使后续的养分吸收机制可以确保土壤的有机物质发挥足够的作用。要加强对生物炭的化学因素的研究，保证土壤的利用不会影响到生物炭的处理要求，使全部的有机物都能适应生物炭的应用特点，确保后续的土壤处理工作足够顺利。要对生物炭对土壤产量的影响进行研究，使农作物的高产技术可以实现快速革新。要在日常业务的处理过程中进行农作物机械化作业的控制，使全部的农作物管理工作可以在多项技术的搭配过程中进行合理的制度完善，增强制度革新的动力。此外，要对生物炭应用之后的土壤當中碳氮比加以分析，使后续的技术处理工作可以有效的适应土壤栽培技术的要求，以便全部的生物炭应用技术可以适应土壤当中有机物资源的处理要求，并保证其能够适应土壤的应用需要。

二、应用生物炭对土壤物理性质进行改良

首先，要加强对土壤资源含水量的关注，使土壤可以有效的适应生物炭的应用要求。另外，要对生物炭应用过程中的表面积特点加以分析，使生物炭可以有效的提高沙质土适应质量，保证全部的水分含量能够适应生物炭应用特点的要求。要将生物炭资源对普通土壤和黏土的具体影响加以研究，使生物炭能够在具备亲水性控制的情况下对土壤发挥作用，使土壤能够在生物炭的影响之下具备更适合生物生长的物理特性，提升土壤的应用价值。要加强对土壤持水量的关注，并且应用生物炭进行土壤当中杂质的有效吸收，使生物炭可以增强对土壤当中物质的影响，并且保证所有的物质都能在具备亲水性特点的情况下进行应用水平的提高，切实保证所有的生物炭可以改良土壤资源的物理特性。

三、应用生物炭对土壤的化学性质进行改良

首先，要对土壤资源的酸碱度进行科学的判断，使土壤资源可以在生物炭的控制之下进行酸碱度调节性能的加强。此外，要按照酸性土壤的处理特点，对生物炭进行使用程序的设计，使生物炭能够对酸性土壤的盐基进行有效的控制，使红袖的各类元素都能在生物炭的控制之下实现有效应用。另外，要对土壤当中的氢离子含量进行分析，并按照生物炭处理化学性质的具体优势，对土壤当中的氯离子等因素实施置换处理，切实保证全部的生物炭可以适应土壤酸碱度的要求。要结合全部的生物炭处理技术特点，对后续的土壤中各项离子的丰富程度进行控制，使土壤可以在碱性因素的有效控制之下实现应用质量的增强，并且保证全部的酸碱度控制机制都能适应土壤的应用要求，使生物炭的积极作用能够得到充分的实现。要定期对生物炭的化学影响实施评估，保证生物炭的对土壤的化学改良可以适应土壤资源的处理目的。

四、生物炭的肥效

生物炭对许多作物生长和产量有促进作用。生物炭促进茶树和紫荆树等的生长，提高菜豆、豇豆、高羊茅草、玉米、水稻、萝卜等作物的生物量，并使菜豆、玉米、水稻等作物增产，但生物炭对小麦和大豆无显著增产作用。生物炭对作物生长或产量的影响因生物炭类型而异。含高挥发物质的生物炭抑制作物生长，因为高的挥发物质增加土壤C/N比而导致土壤有效氮降低，从而降低植物氮素吸收，甚至施肥也会如此。生物炭对作物生长及产量的效应也受生物炭用量的影响，在一些土壤上低量生物炭促进作物生长和增产，而在高用量下作物生物量及产量降低，这与生物炭矿质养分含量低及土壤高的C/N易降低土壤有效性养分有关，这种减产效应易出现在有效养分低或低氮土壤上。生物炭通过影响土壤碳、磷、交换性铝、水溶铁及土壤硬度而显著影响水稻生物量。

五、结语

生物炭作为土壤改良剂及肥料缓释载体应用研究基本都是短期研究结果，有些是温室或实验室的研究结果，研究结果存在一些相互冲突的现象，这不仅与土壤类型有关，而且与生物炭的性质或特征有关。实际上，目前尚未有生物炭农用的标准，这将影响生物炭的农业应用，也影响生物炭对土壤、环境及生物长期作用的科学评价。因此，研究制定生物炭农用标准是今后亟待解决问题。

参考文献：

[1] 张文玲，李桂花，高卫东.生物质炭对土壤性状和作物产量的影响[J].中国农学通报，2009，25（17）：153-157.