生物炭对土壤肥料的作用及未来研究方向

唐松涛

（淮安市农业技术推广中心，江苏淮安 223001）

科技的发展推动了农业技术的进步，各种新型农业技术在农业生产中被广泛应用。对于农业生产而言，土壤是农作物生长发育的基础条件，而土壤在长期使用后会出现肥力不足的现象，进而影响农业发展。为保证农业可持续发展，必须对土壤进行施肥，以保证土壤肥力。生物炭作为一种综合肥料，能够有效提高土壤肥力，为农作物生长提供保障。

1 生物炭概述

生物炭指有机化合物能够在含氧量低的环境中进行低温处理，发生裂解反应形成固体生物炭，在土壤中的应用能够实现废弃物、生物能源再利用和改良土壤的作用[1]。生物炭是由少量矿物质、大量碳物质和挥发有机物所构成，属于碱性碳，凭借本身的多孔、大面积特征能够使碳元素本身的吸附与离子交换等能力得以提升。生物炭在土壤改良中的应用不仅能提高农作物的质量和产量，还对农业的长效发展起着积极的作用。

2 生物炭对土壤肥料的作用

2.1 对土壤有机质的作用生物炭作用与肥料间存在相同性，生物炭和肥料都可以起到改良土壤的作用，提高土壤肥力，使农作物生长和土壤之间的黏合度更高。但是，土壤本身具有机理性，生物炭在农作物生长中的应用也呈现阶段性特征，因此，生物炭在实际应用中需要不断进行阶段调整，在调整期间生物炭无法对土壤质量进行改良，也无法为农作物生长提供生长肥料。现阶段，农业生产者在使用生物炭改良土壤时，主要从两方面进行，一是生物炭阶段调整后实行免耕工作，二是考虑阶段特征后，实行土壤堆肥处理[2]。但是，无论从哪一方面处理土壤都会出现时间差，若间隔时间长，会降低生物炭的使用效率，最终使用效果也不佳。同时，土壤中的生物炭是极难挥发的，从而导致土壤中的碳含量急剧增加，而为了使生物炭能够真正起到土壤改良的作用，相关工作人员必须在明确土壤属性的前提下选择合适的肥料，防止生物炭与肥料发生反应，起到反作用效果。

2.2 对土壤化学性质的作用第一，土壤化学性质一般表现在其养分与酸碱度两方面，生物炭通过加工形成碱性物质，应用在土壤中，使氢离子与生物炭内盐基离子发生交换，在一系列化学反应后，土壤pH值上升，达到中和土壤酸碱度的目的。第二，生物炭产生的正负电荷会吸附土壤有机物，为土壤提供养分[3]。第三，由动物粪便分解的生物炭矿物质含量丰富，能够提高土壤的氮磷钾含量。

2.3 对土壤理化性质的作用生物炭内部的孔隙大，具有较强的亲水性，其应用在土壤中能够实现松土、降低硬度的作用，进而改良土壤性能，提高农作物的产量和质量。同时，生物炭也能够调节土壤的渗水性，提高土壤水分含量，进而提高农作物的产量。此外，生物炭还可以改良被重金属污染的土壤，首先，生物炭具有微孔、表面积大的特征，吸附性强，能够吸附土壤中的重金属；其次，生物炭表面氧官能团数量多，能够降低土壤的污染度，有效控制重金属含量；最后，生物炭能够改变重金属形态。

2.4 对农作物生长的作用利用各种方式改良土壤肥料，其最终目的是提高农作物产量，而应用生物炭能够有效提高农作物的产量和生长效率，例如，生物炭在茶树、紫荆树等作物生长中具有促进作用。生物炭在作物生长中的作用可总结为两点：一是生物炭含有挥发物质，对作物生长有抑制作用；二是生物炭的合理使用能够促进作物的生产，如水稻土壤中使用生物炭可以提高土壤中碳、磷等物质的含量，进而提升水稻的产量[4]。

3 生物炭土壤肥料的未来研究

3.1 用量研究土壤中生物炭的用量标准不定，不同土壤的需求量不同，有些土壤需要的生物炭量大，有些土壤需要的生物炭含量少。对此，研究员需要根据土壤差异来确定合适的生物炭用量。此外，生物炭与肥料之间需要配合使用，彼此间相互融合、补充，实现互补作用，对此，研究员要加大两者的配比应用研究。

3.2 功能研究在对生物炭进行研究时，关于生物炭自身功能的研究内容较少，研究方向比较单一，只是针对土壤酸碱性方面进行研究，关于生物炭其他方面的研究比较少[5]。因此，研究员需要完善生物炭功能性研究，开发生物炭本身的功能。此外，当前生物炭研究中关于结构特性缺乏准确定义和相关研究，后续也需要展开相关研究。

3.3 改良研究生物炭能够起到土壤改良的作用，成为土壤肥料。但是，生物炭由于受到土壤类型、温度等因素影响，室温研究得到的结果与实际应用结果有所不同，两种之间存在差异，而且当前生物炭农业用量也缺乏标准，因此，生物炭的实际应用比较有限。对此，为了提高生物炭的应用率，扩大农用范围，研究员需要加大生物炭农用标准方面的研究。此外，研究员需要加大生物炭的长期研究，从短期转变为长期，深入了解生物炭对土壤的作用，并建立相关的标准、制度等，使生物炭能够在农业应用中得到广泛的应用。

3.4 环保研究生物炭本身的成本比较低，产生的污染小，在一定程度上能够缓解气候变暖现象。因此，未来研究员要对生物炭固碳作用、土壤增肥效用、环境影响以及有机物腐化等方面的作用展开全面、深入的研究，使生物炭能够达到长效应用的目的[6]。同时，关于生物炭的自然影响方面的研究也比较少，未来需要加大其在自然环境影响方面的研究，了解空气湿度、温度对其的影响情况，有效提升生物炭的使用作用和效果。

4 结语

在农业发展过程中，生物炭能够提升土壤肥力，在土壤有机质、土壤化学性质、土壤理化性质、农作物生长等方面都有积极的作用，能够有效提高农作物的产量和质量，积极推动农业发展。但是，目前我国关于生物炭应用方面的研究仍然处于初级阶段，相关的研究和应用技术都不够成熟，程度也不够深入，导致生物炭在农业的应用不够广泛。对此，本文提出要加强在生物炭用量、自身功能、土壤改良以及环保等方面的研究，扩大生物炭应用领域研究，提高生物炭的使用率，推动我国农业领域实现可持续发展。