生物炭与农业环境研究回顾与展望

向凌辉

摘 要：生物炭是生物有机材料（生物质）在特定的缺氧或者绝氧的环境之下，经过高温热裂解之后生成的固态产物。生物炭的用途十分广泛，其既可以作为高品质的能源和土壤改良剂，同时在农业环境中也可以作为还原剂、二氧化碳的封存剂等。生物炭在农业环境当中的应用已经有相当长的一段历史，本文就生物炭在农业环境研究中的应用进行了回顾，同时结合到农业环境发展前景，展望生物炭在其中的应用。

关键词：生物炭；农业环境；应用研究；回顾与展望

中图分类号：S18 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133209

生物炭在改良农业环境等方面一直发挥着巨大作用，生物炭的生产和在农业环境当中的使用是一个降低碳排放量的过程。目前我国在热裂解废弃生物质使之产生生物炭的研究当中进行了大量的实践努力，也取得了许多成果。今后我国农业环境开展工作的重点仍然在于废弃生物质产生物炭、生物炭农用作生物能源等方面，为了实现环境以及农业的可持续发展战略，就需要对生物炭在农业环境当中的应用做出科学规划。

1 生物炭概述

1.1 生物炭的产生

生物炭的外观呈现出一半木炭的典型：粉状颗粒化，其也是属于活性炭的生产原料之一。生物炭的产生是在限制氧气的情况下，通过高温将木屑、农作物秸秆、杂草等自然生物质经过炭化所形成的。所谓的热裂解是在有限氧气条件下，通过高温使得有机材料进行热分解。木屑、杂草等自然界的生物质在不同的高温变化下会发生热裂解，进而形成生物炭。

1.2 生物炭的生产原料

生物炭的生产原料主要是来自自然界当中。在最开始的生物炭生产原料的发掘当中，人们普遍看好通过耕地种植的方法迅速获得大量生物炭生产原料，这种思路在生物炭研究的初期被大家普遍接受使用。随着生物炭和农业环境的结合探究工作的进一步深化，这种做法的正确性很快受到大家的质疑。全面废弃生物质资源量是一个十分庞大的数字，应用于生物炭的生产当中也是对其有效的处理措施。

1.3 生物炭在农业环境研究当中的应用价值

生物炭含有一定的矿物质养分，能够在农业生产过程有效地增加土壤当中的营养成分（磷、钾、钙、镁、氮等）；生物炭的pH值较高，其自带的弱碱性化学性质可代替石灰对土壤的pH值进行调节；生物炭的吸水性较强，经过氧化之后的生物炭可以维持沙土的足够水分，提高土壤水含量。一般来说，物质的用途是由物质的基本结构所决定的，生物炭在农业环境当中的应用也是由其结构特点所决定的。生物炭为微生物的生存和繁殖提供了有益条件。微生物的呼吸作用释放出二氧化碳，在白天阳光充足的时候，起到增强周围作物光合作用的效果，以增加作物有机物含量；在夜间的时候，微生物呼吸产生的二氧化碳可以抑制植物的呼吸作用，减少其对有机物的消耗。同时，微生物的代谢作用为植物生长提供了源源不断的氮肥资源，这对于农业环境的健康持续发展意义重大。

2 生物炭在农业环境研究当中的应用

2.1 生物炭在农业污染当中的应用

目前农业环境遭受污染，使得可持续发展战略计划受到挑战。造成农业环境污染的原因主要是化肥、农药、除草剂等的过度使用、长期过度的放牧管理等。生物炭和农业环境发展联系十分紧密，经过研究表明，生物炭在减少土壤营养成分流失、维持土壤水分、抑制污染物富集、降解污染源等方面都有着积极的意义。因此，生物炭为治理农业污染提供了一个全新有效的思路。生物炭的多孔结构有利于土壤养分离子的平衡与调控，其对氮元素、磷元素等作物营养物质所表现出的强吸附性可有效改良土壤质量。同时，生物炭对于有害化学物质具有极强的吸附作用，能够有效降低农业环境污染。

2.2 生物炭与农业环境建设

在我国农村的农业发展当中，有大量的废弃生物质资源没有得到有效利用，也间接影响了农业环境。将这些废弃的生物质资源进行整合，制成生物炭，不仅是对资源的高效利用，同时也极大地改善了农业环境。将生物炭广泛应用于作物肥料、生活能源等方面，是一个较为不错的选择。传统的处理农业废弃生物质的方式往往是“焚烧”，这种方式对环境的污染主要表现为排放了过多的农业温室气体，将其制备为生物炭则可以对二氧化碳排放进行有效抑制，达到改善农业环境的目的。

3 生物炭在农业环境研究的前景

生物炭在农业环境研究当中是一个相当有潜力的方向。生物炭在农业环境当中的贡献不仅仅在于对环境进行改善，还能够开拓多元化的资源处理方式，为农业生产提供更为多样化的形式。其对于维系生态健康和农业环境可持续发展具有广泛意义。同时，生物炭的相关研究也要进行严格把控，避免其对环境平衡造成破坏。

4 总结

大自然创造给人类赖以生存的环境，生物炭这一项新技术旨在维系生态环境的良好健康，对于这一方向的研究工作，仍需要进一步开拓和发展。

参考文献

[1]陈温福，张伟明，孟军.生物炭与农业环境研究回顧与展望[J].农业环境科学学报，2014（5）：821-828.