. 生物質(zhì)炭基肥是將生物質(zhì)炭與氮、磷、鉀等化學(xué)肥料按照一定比例混合后造粒制成，可以替代化肥施用，同時增施了有機(jī)質(zhì)。生物質(zhì)炭基肥的施用量等同于化肥，施用成本與普通復(fù)合肥相當(dāng)，對消費者來說有很強的競爭力。2017—2018年期間，我們在北方糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了生物質(zhì)炭基肥肥效的田間示范試驗，共有150個試驗點，包括玉米、水稻、小麥、大豆等15種作物。結(jié)果顯示，與普通復(fù)合肥相比，生物質(zhì)炭基肥施用下，各種作物的增產(chǎn)幅度為0.5%～33.3%，其中小麥增產(chǎn)比較高（平均10.8%），其次是水稻（9.8%），大豆和玉米分別增產(chǎn)6.8%和5.3%。2017年，生物質(zhì)炭基肥農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺。盡管科學(xué)試驗已經(jīng)證實生物質(zhì)炭基肥有較好的增產(chǎn)增效減排效果，但作為一種新型肥料，生物質(zhì)炭基肥替代化肥尚需要解決市場機(jī)制問題。生物質(zhì)炭的穩(wěn)定性是決定生物質(zhì)炭能否有效提升土壤碳庫的直接因素。中國澳門生物質(zhì)炭豐度控制

生物質(zhì)炭含有發(fā)達(dá)的孔隙，施用于土壤，可有效降低土壤容重，改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物根系生長，增強植株對水分和養(yǎng)分的吸收能力，進(jìn)一步提高作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。同時，生物黑炭含有豐富的有機(jī)大分子，與肥料配施情況下，明顯提高土壤對NH4＋—N的吸附與固持作用。同時，可在作物生長期間持續(xù)釋放氮素，保障作物生長的需求。研究表明，旱地土壤施用小麥秸稈生物質(zhì)黑炭20～40噸/公頃，土壤有機(jī)碳分別增加了25%～42%，土壤容重降低0.17～0.28克/厘米3，每千克氮肥增產(chǎn)由對照的1.25千克提高到2千克以上，玉米產(chǎn)量增加了10%～18%。生物質(zhì)炭施用下，作物根系發(fā)達(dá)，植株堅挺健壯，抗病少蟲，強降雨下不易倒伏，可明顯減緩或規(guī)避氣候變化引起的蟲害、倒伏和旱災(zāi)。因此，生物質(zhì)炭的農(nóng)業(yè)利用是一種保障作物生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、實現(xiàn)資源循環(huán)高效利用的新型技術(shù)定制生物質(zhì)炭生物質(zhì)炭添加到土壤中后可導(dǎo)致土壤中的微生物量和代謝活性增加。

生物炭的pH一般呈堿性，Balwant等研究發(fā)現(xiàn)，生物炭pH介于6.93～10.26范圍之間，也有研究報道可以制備pH介于4～12之間的生物炭。生物炭中無機(jī)礦物是造成生物炭pH偏堿的主要原因，生物炭的表面含氧官能團(tuán)(如羧基和羥基)也可能對生物炭的pH有一定的貢獻(xiàn)。陽離子交換量(CEC)是反映生物炭表面負(fù)電荷的參數(shù)，也決定其在土壤中持留銨、鈣和鉀等陽離子的能力，生物炭CEC與其表面含氧官能團(tuán)含量正相關(guān)?，F(xiàn)有報道中生物炭的CEC差異很大，介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等認(rèn)為生物炭的CEC介于71.0～451.5mmol/kg范圍之間。

13C標(biāo)記生物炭研究結(jié)果表明生物炭穩(wěn)定性可用0.1M的K2Cr2O7與0.2M的H+混合溶液在100°C下氧化2小時法測定生物炭穩(wěn)定性決定了它在土壤中分解速率和固碳減排效果，深受國內(nèi)外科學(xué)家關(guān)注。生物炭種類受物料和制備方法影響，種類繁多。研究生物炭穩(wěn)定性有長期礦化培養(yǎng)法，費時肥力，而且不可能窮盡所有生物炭。有采用0.01MH2O2在80°C條件下氧化兩天的方法，有采用K2Cr2O7和KMnO4化學(xué)氧化法測定的。有用H/C及O/C的比值來衡量的，但這些指標(biāo)能定性或者半定量的比較不同生物炭之間的相對穩(wěn)定性。因此研究生物炭的生物穩(wěn)定性及其定量方法對預(yù)測生物炭在土壤中的穩(wěn)定性意義重大。試驗采用13C標(biāo)記秸稈制備13C標(biāo)記生物炭，土壤含水量為比較大持水量的60%，培養(yǎng)溫度為23±1°C，培養(yǎng)時間為368天。培養(yǎng)期間一共采氣21次，其中第1、4、10、22、84、133、197以及368天的氣體樣品用來分析13C豐度。研究結(jié)果表明0.1M的K2Cr2O7與0.2M的H+混合溶液在100°C下氧化2小時的化學(xué)方法氧化掉的生物炭碳量與生物炭100年后在土壤中的礦化量較為一致（R2>0.99；REMS=2.53；RD=15.3）。此研究結(jié)果提供了一種可靠、有效、廉價且易操作的方法來預(yù)測生物炭在土壤中的長期穩(wěn)定性。不同類型生物炭施用對土壤理化性質(zhì)會有不同的影響。

生物質(zhì)炭不僅是含碳量豐富的穩(wěn)定物質(zhì)，而且具有多孔結(jié)構(gòu)、容重小、比表面積大和吸附能力強等特性，在自然條件下通常呈堿性。由于生物質(zhì)炭的容重遠(yuǎn)低于礦質(zhì)土壤，其添加往往可以降低土壤的容重。生物質(zhì)炭的孔隙分布、顆粒大小以及在土壤中的移動都可以影響土壤孔隙結(jié)構(gòu)，其多孔結(jié)構(gòu)使表層土壤孔隙度增加，進(jìn)而促進(jìn)微生物的活動和植物根系的生長。生物質(zhì)炭可以吸附和保持土壤水分，增強水分的滲透性；其對土壤孔徑和分布的改變，可以影響土壤水分的滲濾模式、停留時間和流動路徑。生物質(zhì)炭的添加不僅有利于土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的改善和穩(wěn)定，其自身也因團(tuán)聚體的物理保護(hù)作用而得以在土壤中長期存留。秸稈生物質(zhì)炭可以吸附并穩(wěn)定土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，提高土壤肥力。湖南科研用生物質(zhì)炭技術(shù)的應(yīng)用

生物炭富含微孔，不但可以補充土壤的有機(jī)物含量，還可以有效地保存水分和養(yǎng)料，提高土壤肥力。中國澳門生物質(zhì)炭豐度控制

生物炭(Biochar)是利用生物殘體在缺氧的情況下，經(jīng)高溫慢熱解(通常＜700℃)產(chǎn)生的一類難溶的、穩(wěn)定的、高度芳香化的、富含碳素的固態(tài)物[1]。生物炭多為顆粒細(xì)、質(zhì)地較輕的黑色蓬松狀固態(tài)物質(zhì)，主要組成元素為碳、氫、氧、氮等，含碳量多在70%以上。生物炭可溶性極低，具有高度羧酸酯化和芳香化結(jié)構(gòu)[2–3]，其原料來源，農(nóng)業(yè)廢棄物如雞糞、豬糞、木屑、秸稈以及工業(yè)有機(jī)廢棄物、城市污泥等都可作為其原料[4]。生物炭原材料尺寸的大小會影響到生物炭產(chǎn)率，主要表現(xiàn)為尺寸增大生物炭產(chǎn)量隨之增加。中國澳門生物質(zhì)炭豐度控制