張娟 吳丹丹

【摘 ? 要】 隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)也得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展，對于新型農(nóng)業(yè)先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的需求成為了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的特色。尤其是其中的生物炭在土壤肥料中的應(yīng)用，因為其獨(dú)特的作用屬性，在不斷的深入探索過程中得到了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的認(rèn)可，本文作者通過生物炭的實際應(yīng)用情況，闡述了生物炭對于土壤肥料發(fā)展的作用和對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的影響，并對生物炭土壤肥料發(fā)展的未來提出了自己獨(dú)特的看法。

【關(guān)鍵詞】 生物炭;土壤肥料;實際應(yīng)用;思考總結(jié)

中圖分類號：TQ440.2+2 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)識別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-1073（2020）12-0029-31

[Abstract] ?With the rapid development of social economy， agricultural technology has also been developed in the long run， and the demand for new agricultural advanced agricultural technology has become the characteristic of modern agricultural development. especially the application of biochar in soil fertilizer， because of its unique role attributes， has been recognized by modern agriculture in the process of continuous in-depth exploration. through the practical application of biochar， the author expounds the effect of biochar on soil fertilizer development and on modern agriculture， and puts forward his own unique views on the future of biochar soil fertilizer development.

[Key words] biochar; soil fertilizer; practical application; thinking summary

生物炭在今年來的發(fā)展過程中，通過不斷的改良和嘗試，通過廢棄生物質(zhì)的有效利用，對于許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題提出了可行性的解決方案。國內(nèi)在生物炭的應(yīng)用方面起步較晚，在這個過程中需要不斷的吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗，對于生物炭的應(yīng)用和探索給予更多的重視，通過實驗和分析總結(jié)出適合本國國情的使用方法。通過對于生物炭在土壤肥料作用的研究和探索，對于其未來發(fā)展指明道路，對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式有著重要的指導(dǎo)作用。

1 ?生物炭的概念論述

生物炭是生物有機(jī)材料在無氧或者低氧的環(huán)境中，通過低溫?zé)崃呀獾淖饔盟纬傻漠a(chǎn)物。在以前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，生物炭的重要形式是木竹炭，表現(xiàn)塊狀或者是顆粒狀的形式，生物炭不僅僅含有大量的碳，其中還有一些礦物質(zhì)和有機(jī)化合物，很難被微生物所分解消耗[1]。生物炭有著強(qiáng)大的吸附性，主要是因為其本身的羧基基團(tuán)所產(chǎn)生的作用，再加上多孔性和表面積大等特征，在應(yīng)用的過程中存在著大量的離子交換量。生物炭含有大量的有機(jī)碳，其化學(xué)成分主要由生物質(zhì)種的來源而決定，比如在生產(chǎn)生活中特別常見的木材、秸稈、人畜排泄物。在植物生物炭中通常礦物質(zhì)養(yǎng)分較低，而含碳量較高，在廄肥秸稈中，通常含碳量不如植物生物炭，但是礦物養(yǎng)分的含量則高出許多。由于生物炭在制作的過程中需要熱裂解溫這個步驟，在這個過程中大量生物質(zhì)的碳含量、有機(jī)物含量、含氮量都一定程度的被減少，因為在高溫的環(huán)境下，有機(jī)物的分解速度加快，造成了殘留量低的現(xiàn)象，在這個過程中形成大量的灰分，灰分是燃燒殘留的大量礦物質(zhì)。生物炭在我國有著很好的發(fā)展前景，例如上海等城市現(xiàn)在對于生物炭的應(yīng)用主要集中在化妝品行業(yè)和建筑工程行業(yè)，因為我國在生物炭研究方面起步較晚，在農(nóng)業(yè)方面對于生物炭的應(yīng)用還存在著一些不足，需要在這個過程中不斷的吸取外國先進(jìn)的經(jīng)驗，提升生物炭在土壤肥料方面的作用。

2 ?生物炭對于土壤肥料的作用

2.1 ?生物炭對于土壤的作用

土壤中有機(jī)質(zhì)的含量是檢查土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，有機(jī)質(zhì)可以有效的改善土壤的團(tuán)聚性和穩(wěn)定性，保證土壤在種植過程中的水分滲透和養(yǎng)料的高效吸收，生物炭的化學(xué)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的有機(jī)質(zhì)或者土壤腐殖質(zhì)有所不同，但是同樣具有調(diào)節(jié)改良土壤的能力，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的活動中，需要生物炭能夠保證穩(wěn)定大量的使用，對于提高土壤的含氮量有著重要的作用，幫助土壤更好的吸收所施肥料。在生物炭的研究使用過程中，有一些觀點表明，生物炭會引起土壤有機(jī)質(zhì)的損失，但是通過實際試驗表明，生物炭的應(yīng)用所造成的有機(jī)質(zhì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于綠肥，而且生物炭相對于綠肥而言有著更好的穩(wěn)定性。秸稈或者綠肥在實際的施用過程中，隨著時間的推移銷耗過快，在6-9年間土壤的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化率極低，但是生物炭的表現(xiàn)穩(wěn)定，相對于傳統(tǒng)材料而言更加高效的提供了土壤所需的有機(jī)材料，雖然生物炭與有機(jī)質(zhì)或者腐殖質(zhì)的成分不同，在發(fā)展的過程中也要重視有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)的肥力作用，生物炭的主要作用在于對土壤進(jìn)行分段調(diào)節(jié)，在改良土壤的過程中要注意進(jìn)行免耕處理，而且生物炭的使用和操作相對復(fù)雜一些，需要相關(guān)工作人員在實際應(yīng)用中根據(jù)土壤的特性進(jìn)行密切觀察，避免產(chǎn)生一些不良反應(yīng)對土壤的破壞。例如上海的土壤特性就需要格外注意，上海的耕地質(zhì)量不斷下降，土壤理化性狀、肥力較差，大量的金屬元素在其中沉積，受污染的情況也十分嚴(yán)重，受施入土壤中的固體物質(zhì)影響。在土壤的理化性方面，生物炭對于土壤疏通作用十分明顯，提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量，并且影響到微生物的存在，幫助微生物提高了土壤的軟化性[2]。土壤本身的多樣性給生物炭的使用帶來了一定的難度，土壤的酸性和在土壤工作的過程中起到重要的中和作用，生物炭與土壤肥料因為礦物質(zhì)含量的影響，兩者差異較大，這也是現(xiàn)在的科研人員工作的方向，通過科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，縮短兩者的差異性，并且讓生物炭能夠在農(nóng)業(yè)中取得更大的發(fā)展，相關(guān)的工作人員在實際的工作中不能只著眼于生物炭的作用，對于農(nóng)家肥也要給予相應(yīng)的重視程度，對于土壤質(zhì)量的改善工作有著重要的作用。

2.2 ?生物炭對于土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響

生物炭在長時間的應(yīng)用過程中，在改良土壤方面要根據(jù)土壤的實際情況，尤其是土壤的物理性質(zhì)。在實驗的過程中，生物炭對于壤土、粘質(zhì)土的持水量影響不是很顯著，在這個過程中，起決定性作用的是生物炭和土壤表面積誰大，如果是生物炭的表面積大，由于生物炭本身極強(qiáng)的親水性，能夠有效的提高粘土的持水量，生物炭的表面積主要由孔隙度和顆粒大小所決定，這些因素直接影響到生物炭的吸水性，由于新鮮的生物炭有一定的疏水性現(xiàn)象，剛剛進(jìn)入土壤當(dāng)中對于土壤持水性不能進(jìn)行很好的提高，但是隨著時間的推移，生物炭通過氧化作用親水性會不斷的增強(qiáng)，然后直接作用于土壤當(dāng)中，并且能夠加深土壤的顏色，增加土壤本身的吸熱性，提高土壤溫度，營造一個適合微生物生活的環(huán)境。生物炭對于土壤的化學(xué)性質(zhì)的影響，主要是通過對于土壤酸堿度的調(diào)節(jié)，生物炭在施用的過程中，會產(chǎn)生大量的粒子形成化學(xué)反應(yīng)，對于調(diào)節(jié)土壤的PH值有著重要的作用，就土壤本身來看，們對于土壤的情況能夠進(jìn)行改善和有機(jī)物之間的關(guān)聯(lián)十分密切，生物炭在這個過程中能夠有效的提升土壤的養(yǎng)料吸收，在現(xiàn)在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，動物糞便等肥料的使用情況對于生態(tài)環(huán)境的影響較小，不會造成環(huán)境污染的現(xiàn)象，生物炭在和糞便進(jìn)行充分接觸之后，完成相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，對于土壤的優(yōu)化作用會提升更高。生物炭本身的酸堿程度主要是由原料和生產(chǎn)工藝所決定的，由于大多數(shù)的生物炭都顯堿性，可以很好的對土壤進(jìn)行調(diào)節(jié)，堿性土壤本身對于作物的生長就有幫助，在生物炭的化學(xué)反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生大量的電子，能夠提升土壤對于有機(jī)物的吸附能力，起到增肥的作用。生物炭在使用的過程中，不僅僅能夠從有機(jī)質(zhì)、物理方面、化學(xué)方面，對于土壤進(jìn)行優(yōu)化作用，而其生物炭能夠增加土壤的孔隙型，給微生物的存活提供了良好的環(huán)境，增加微生物的活性，對于全方位改良土壤起到了重要的作用，生物炭的具體施用方式還需要相關(guān)的科研人員進(jìn)行研究并深入探索，針對于不同的土壤屬性，提出不同的解決方案。

3 ?生物炭的肥效作用

3.1 ?生物炭本身對作物的影響

生物炭對于很多種類的農(nóng)作物都有著生長促進(jìn)作用，在這方面的影響主要來源于生物炭的類型和用量。如果單施生物炭對于作物的生長促進(jìn)作用主要針對于土壤貧瘠的地區(qū)，例如在上海土壤實驗過程中，生物炭的使用極大的降低了土壤養(yǎng)分的流失，提高了作物對于土壤肥料的吸收能力，通過生物炭加上肥料的完美組合，對于作物的生長和質(zhì)量產(chǎn)生根本影響，生物炭在實驗的過程中，對于氮肥和磷肥的吸收效果改良明顯，提高了作物對于這兩種肥料的吸收效率，生物炭能夠延長肥料的釋放期限，降低肥力的流失，提高作物對于養(yǎng)料的吸收。而且通過肥料的配合，能夠最大程度降低生物炭養(yǎng)料不足的缺陷，因為生物炭本身的調(diào)節(jié)作用大過養(yǎng)料作用，需要相應(yīng)的肥料進(jìn)行配合，然后根據(jù)作物的營養(yǎng)特性來進(jìn)行篩選[3]。生物炭的實際用量，在現(xiàn)階段的發(fā)展情況來看，還沒有一個固定的說法，需要通過不同土壤，不同作物的判斷，根據(jù)種植過程中的實際需求來應(yīng)對，在未來的發(fā)展中，需要通過大量的實驗和研究，總結(jié)出生物炭和肥料最有效的配合方式，通過科學(xué)技術(shù)的手段來填平兩者之間的差異，在之制作工藝和使用工藝方面，也有著極大的提高空間，這些問題需要在未來的研究過程中得到解決，對于生物炭在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用有著重要的意義和作用。

3.2 ?生物炭的肥效機(jī)理

生物炭本身的礦物質(zhì)含量不高，直接能供給作物的營養(yǎng)有限，在一般情況下，生物炭對于作物的主要功效來源于對土壤的物理、化學(xué)、微生物方面的調(diào)節(jié)，而不是直接的用于增加作物所需營養(yǎng)。通過生物炭的作用能夠提升作物對于肥料的吸收，降低養(yǎng)料流失的現(xiàn)象，尤其是對于酸性土壤，生物炭的作用十分明顯，通過對于土壤PH值的調(diào)節(jié)，能夠?qū)ν寥鲤B(yǎng)分進(jìn)行有效的保護(hù)[4]。但是由于一些條件的限制，許多的材料有著不可再生性，但是生物質(zhì)是能夠再生的，可以不斷的進(jìn)行循環(huán)使用，而且根據(jù)生物炭的土壤改良作用，能夠延緩養(yǎng)料在土壤中的釋放，有益于作物的吸收和生長，而且生物炭對于環(huán)境有著很大的保護(hù)作用，在生產(chǎn)的過程中降低環(huán)境的壓力，并且解決了許多環(huán)境問題，通過生物炭技術(shù)的不斷推廣和發(fā)展，能夠?qū)⒃S多廢棄的生物質(zhì)進(jìn)行有效利用，生物炭本身有著強(qiáng)大的固碳性，對于溫室效應(yīng)的改善效果顯著，通過廢棄生物質(zhì)的熱裂轉(zhuǎn)化為生物炭，能夠獲得更多的附件產(chǎn)品，例如生物油等，大力發(fā)展生物炭的技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要訴求，是響應(yīng)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的舉措，一舉多得。

4 ?生物炭的未來研究

4.1 ?從發(fā)展歷史來研究

從歷史的角度來看，生物炭的研究基礎(chǔ)較弱，對于其結(jié)構(gòu)和整體性質(zhì)的探索還需要進(jìn)一步的發(fā)展和研究，雖然現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的成果，但是從整體來說，相關(guān)的報道還是相對零散，沒有形成系統(tǒng)的研究成果，在未來的研究過程中，需要對生物炭進(jìn)行性質(zhì)和特異的具體研究，制定出清晰的生物炭相關(guān)定義和準(zhǔn)則。生物炭作為土壤改良過程中的重要元素，雖然在改良方面和肥料的釋放方面作用明顯，但是都比較片面的研究成果，大多數(shù)停留在實驗室和溫室當(dāng)中，用科學(xué)的眼光嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目创嘘P(guān)問題，將土壤因素、人為因素和環(huán)境因素進(jìn)行全面的考慮和分析，沒有系統(tǒng)的生物炭農(nóng)業(yè)實用標(biāo)準(zhǔn)，對于生物炭在農(nóng)業(yè)方面的實際操作是一定的阻礙，是未來的發(fā)展過程中迫切需要解決的問題。

4.2 ?從研究成果來看發(fā)展

對于生物炭的認(rèn)知程度主要來源于實驗室的研究成果，從實驗室的角度來說，相關(guān)的理論有著一些局限性，短期的成果參考價值有限，在農(nóng)業(yè)的實際使用過程中，生物炭對于土壤的調(diào)節(jié)效果是不是具有長期性的可靠數(shù)據(jù)，在田間的實驗長度需要加強(qiáng)，從實地來觀察生物對于土壤物理、化學(xué)、微生物等方面的影響，還有對于肥力的釋放控制方面有沒有長時間的數(shù)據(jù)作為理論支撐，對于環(huán)境的保護(hù)作用是否像實驗效果那么顯著[5]。尤其是生物炭的用量方面，在沒有明確的用量方案時，生物炭在低用量的情況下就是效果顯著，在高用量的情況下效果就不是很明顯，這樣矛盾點有沒有具體的解決方案，在用量上有沒有一個合理化的科學(xué)建議，在生物炭和肥料的相互作用中，正面效果展現(xiàn)的比較多，雙方都是和諧共處，發(fā)揮的效果也是互補(bǔ)，在實際的應(yīng)用過程中，會不會發(fā)生相互爭奪養(yǎng)料的現(xiàn)象，在生物炭的實際應(yīng)用過程中，對于肥效效果一直被許多科研人員所懷疑，這些問題都是源自對于生物炭的許多認(rèn)知都是源自于實驗室的數(shù)據(jù)，缺乏長期的田間實驗。在針對于生物炭的研究，需要更加全面系統(tǒng)的研究方式，為生物炭的理論發(fā)展提供科學(xué)數(shù)據(jù)的支撐，對于生物炭在農(nóng)業(yè)方面的實際應(yīng)用有著重要的意義，對于生物炭本身而言，通過詳細(xì)的實際數(shù)據(jù)，也能夠?qū)τ谧陨淼膽?yīng)用找到新的出路，對于人類社會的發(fā)展有著更好的推動作用。

5 ?結(jié)束語

對于生物炭對于土壤肥料的作用進(jìn)行全面深刻的研究，對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。針對于實際國情，在生物炭的應(yīng)用方面還存在這一些不足，需要相關(guān)工作人員進(jìn)一步的完善和探索，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，生物炭不僅僅能夠推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的優(yōu)化，還解決了在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的資源環(huán)境問題，在農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展和完善的過程中扮演了非常重要的角色，對于生物炭的研究是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的實際需求，有著重要的意義。

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（編輯：李丹）