生物炭自從被發(fā)現(xiàn)之日起,就以其改良土壤、提高作物產(chǎn)量等眾多優(yōu)點引起科學(xué)家的關(guān)注。黃超等利用盆栽試驗,在肥力較差土壤上施用含碳量為63.4%的小麥秸稈生物炭,施用生物炭量為10、50和200g/kg的黑麥草產(chǎn)量分別比對照增加了7%、27%和53%;句芒芒等施用碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47.17%的花生殼生物炭進行盆栽試驗,番茄產(chǎn)量高達92746kg/hm2;Luo等采用田間試驗研究發(fā)現(xiàn),施入碳含量為67.69%的稻稈生物炭可以增加玉米干物質(zhì)量。生物炭灰分含有一定量的礦質(zhì)養(yǎng)分,污泥、畜禽糞便生物炭比木質(zhì)、秸稈和殼類生物炭含量更高,可以補充養(yǎng)分貧瘠土壤及沙質(zhì)土壤的一些養(yǎng)分供應(yīng)。陳心想等研究發(fā)現(xiàn),施用木質(zhì)生物炭顯著提高了新積土有效磷、鉀含量。生物炭灰分量與生物炭pH值關(guān)系密切,堿性灰分物質(zhì)高的生物炭pH值較高。生物質(zhì)炭施入土壤被普遍認(rèn)為可以將大氣中的碳有效地固存在土壤之中。湖南樹苗生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法
生物炭具有離子吸附交換能力及一定吸附容量,其可改善土壤的陽離子或陰離子交換量,從而可提高土壤的保肥能力。生物炭對土壤陽離子交換量CEC或保肥能力的改善取決于生物炭的CEC,pH及生物炭在土壤中氧化。生物炭比表面積大,可以增強土壤對陽離子的吸附能力,增加耕層土壤CEC。生物炭對低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特別有效,其中土壤CEC的改良與生物炭的原料的堿度、有機氮的礦化和銨根的硝化作用有關(guān)。生物炭的pH升高,其對重金屬離子的吸附和固定加強,說明了生物炭對重金屬的吸附與生物炭的表面官能團和pH值有關(guān)。西藏玉米生物質(zhì)炭購買秸稈生物質(zhì)炭具有較長的使用壽命,可以持續(xù)釋放有益元素,起到長效改良土壤、凈化環(huán)境的作用。
生物質(zhì)炭對作物產(chǎn)量的影響機制主要包括以下3個方面:(1)pH效應(yīng),生物質(zhì)炭在酸性土中可以提高土壤pH,降低鋁毒;(2)養(yǎng)分效應(yīng),生物質(zhì)炭本身含有一些可利用的礦質(zhì)養(yǎng)分如P、K、Ca、Mg,能增加土壤肥力和作物養(yǎng)分吸收;(3)結(jié)構(gòu)效應(yīng),生物質(zhì)炭本身具有多孔結(jié)構(gòu),可以極大緩解土壤壓實,增加田間持水率,從而利于作物根系的下扎和對水分的吸收。同時,生物質(zhì)炭具有較大的比表面積,并含有帶負(fù)電的官能團,能有效提高低CEC土壤的保肥性。
生物質(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,進入土壤后與土壤礦物顆粒結(jié)合而促進土壤團聚體形成,有效改善土壤結(jié)構(gòu),促進植物根系生長及其養(yǎng)分、水分吸收,既增強抗倒伏能力,又提高植物抗旱、抗鹽等抗逆性。一些研究發(fā)現(xiàn),施用生物質(zhì)炭后,植株抗病能力提升,如水稻穗頸瘟和稻曲病率降低。生物質(zhì)炭還能通過提高土壤微生物多樣性降低煙草青枯病發(fā)病率。在長期種植人參的土壤中施用生物質(zhì)炭,可抑制由連作障礙引起的根腐病的發(fā)生,人參產(chǎn)量增加27%,主要品質(zhì)指標(biāo)皂苷含量提高86%。施用生物質(zhì)炭后葉菜類蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量大幅降低。在重金屬污染土壤中,施用生物質(zhì)炭雖然無法將有毒元素從土壤中去除,但是可大幅度降低污染物的溶解性和植物可利用性,進一步抑制有害金屬元素向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移,從而降低重金屬在可食部分中的含量。許多研究還發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭能夠降低農(nóng)藥在土壤中的殘留量,進一步提升土壤健康水平。因此,生物質(zhì)炭農(nóng)田施用是健康生產(chǎn)的綠色技術(shù)。生物質(zhì)炭是一種多孔質(zhì)炭材料,外觀黑色,形狀主要有粉狀和顆粒狀。
生物質(zhì)炭的施用還可以加深土壤顏色,增強土壤吸熱能力,從而提高土壤溫度。大部分生物質(zhì)炭含有大量的灰分元素而呈堿性,作為土壤改良劑施用后,可以降低土壤氫離子和交換性陽離子水平,從而提高土壤pH值,其效果因生物質(zhì)炭本身的酸堿度和土壤pH緩沖能力而異。生物質(zhì)炭對土壤CEC的改變程度往往受到土壤類型、生物質(zhì)炭性質(zhì)及其在土壤中存在時間長短的影響。生物質(zhì)炭的施用不僅能夠影響土壤中碳氮的循環(huán)過程,而且會對土壤中其他營養(yǎng)元素的狀態(tài)產(chǎn)生作用。研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭本身即含有大量的磷素組分,并且有效性較高,輸入土壤后可以增加有效磷的含量。以往研究還表明,生物質(zhì)炭的施用可以增加土壤中K、Ca和Mg等鹽基離子的含量。生物質(zhì)炭本身含有一些可利用的養(yǎng)分如P、K、Ca、Mg,能增加土壤肥力和作物養(yǎng)分吸收。貴州玉米生物質(zhì)炭價格是多少
生物質(zhì)炭在酸性土中能提高土壤pH,降低鋁毒。湖南樹苗生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法
生物炭的理化參數(shù)主要包括:全碳含量、灰分含量、揮發(fā)成分含量、表面元素組成及表面官能團種類和含量、表面負(fù)電荷含量等;結(jié)構(gòu)表征主要包括:表面形態(tài)和孔隙結(jié)構(gòu)(如比表面積、孔容積和孔徑分布等。由于原材料、技術(shù)工藝及熱解條件等差異,生物炭在結(jié)構(gòu)、揮發(fā)成分含量、灰分含量、孔容、比表面積等理化性質(zhì)上表現(xiàn)出非常的多樣性,進而使其擁有不同的環(huán)境效應(yīng)[。目前,國內(nèi)學(xué)者就生物炭的特性、環(huán)境行為和效應(yīng)、土壤性狀和產(chǎn)量、碳截留與溫室氣體減排及其對全球生物地球化學(xué)循環(huán)影響等領(lǐng)域已開展了大量研究。湖南樹苗生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法