生物炭(Biochar)是利用生物殘?bào)w在缺氧的情況下，經(jīng)高溫慢熱解(通常＜700℃)產(chǎn)生的一類(lèi)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(lái)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(huì)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。生物炭多孔狀、容重低、粘性小，能夠降低粘質(zhì)土壤的容重和硬度，改善土壤板結(jié)，提高土壤的透氣性。河南科研用生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)

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(shí)法測(cè)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?chē)?guó)內(nèi)外科學(xué)家關(guān)注。生物炭種類(lèi)受物料和制備方法影響，種類(lèi)繁多。研究生物炭穩(wěn)定性有長(zhǎng)期礦化培養(yǎng)法，費(fèi)時(shí)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(cè)定的。有用H/C及O/C的比值來(lái)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(duì)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(duì)預(yù)測(cè)生物炭在土壤中的穩(wěn)定性意義重大。試驗(yàn)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(shí)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(lái)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(shí)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(jià)且易操作的方法來(lái)預(yù)測(cè)生物炭在土壤中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。水稻生物質(zhì)炭生物質(zhì)炭具有高度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附性能。

生物質(zhì)炭對(duì)作物產(chǎn)量的影響機(jī)制主要包括以下3個(gè)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(shí)，增加田間持水率，從而利于作物根系的下扎和對(duì)水分的吸收。同時(shí)，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(tuán)，能有效提高低CEC土壤的保肥性。

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(bào)道可以制備pH介于4～12之間的生物炭。生物炭中無(wú)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(duì)生物炭的pH有一定的貢獻(xiàn)。陽(yáng)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(yáng)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(bào)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。生物質(zhì)炭可以增加土壤肥力，提高酸性土壤pH，激發(fā)土壤微生物活性以及鈍化有害污染物。

生物炭具有高的吸附能力。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)能降低土壤容重、降低土壤密度，生物炭具有較大的比表面積和較高表面能，有結(jié)合重金屬離子的強(qiáng)烈傾向，因此能夠較好地去除溶液和鈍化土壤中的重金屬。李力等的鎘去除實(shí)驗(yàn)中BC350和BC700兩種玉米生物炭的比表面積分別為7.72m2/g和120m2/g，結(jié)果顯示BC700對(duì)Cd(Ⅱ)的吸附容量大于BC350，解吸率遠(yuǎn)小于BC350，吸附效果更好；劉玉學(xué)等研究比表面積為81.8m2/g、總孔容積為0.080cm3/g的稻稈炭和比表面積189.6m2/g、總孔容積為0.175cm3/g的竹炭對(duì)小青菜及其土壤的影響，結(jié)果顯示生物炭的施入能降低土壤容重。生物質(zhì)炭促進(jìn)土壤有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體的形成，從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性。江西科研用生物質(zhì)炭

生物質(zhì)炭在酸性土中能提高土壤pH，降低鋁毒。河南科研用生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)

生物質(zhì)炭是一種多孔質(zhì)炭材料，外觀(guān)黑色，形狀主要有粉狀和顆粒狀。生物質(zhì)炭根據(jù)原料來(lái)源不同，可以分為木炭、稻殼炭、秸稈炭等。秸稈炭理化特性：每千克炭中合鉀53g、氮4.3g、磷2.6g、鎂3.52g、微量元素銅0.015g、鐵0.58g、鋅O.11g，比表面積171m2/g。生物質(zhì)炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，較大的比表面積，特異的表面官能團(tuán)，穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，能耐酸堿，能經(jīng)受水濕、高溫及高壓，特別是制成活性炭后，是優(yōu)良的吸附、凈化材料、也可以作為催化劑或催化劑載體。生物質(zhì)炭的制備方法簡(jiǎn)單多樣，包括高溫?zé)峤狻⑺疅崽蓟?、傳統(tǒng)碳化等類(lèi)型。制備場(chǎng)地也靈活多樣，從大型工業(yè)到小型家庭規(guī)模，甚至在農(nóng)田場(chǎng)地都可以制得。因此，其在應(yīng)用和推廣方面具有優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，目前生物質(zhì)炭的有效性取決于其物理和化學(xué)特性，而這些特性受到廢棄物本身的可利用性和生產(chǎn)加工制造等因素的影響，對(duì)其機(jī)理還需進(jìn)一步系統(tǒng)研究。河南科研用生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)