生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展

《生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展摘要：近年来，生物炭以其特殊的性质及环境生态效应日益成为众多学科研究的前沿热点，特别是其在酸性土壤改良方面有较大的应用前景。随着中国农业种植方式和结构的不断变化，一些区域的土壤酸化现象逐渐加重。主要从生物炭的性质及其对酸性土壤改良方面的最新研究成果进行了阐述，并对今后生物炭的研究方向进行了展望。关键词：生物炭；性质；酸性土壤；改良机制中图分类号：X71；S156.6文献标识码：A文章编号：0439-8114(2013)05-0997-04BiocharandRese

2、archAdvancesofBiocharinAcidicSoilImprovementZHANGXianga,WANGDiana,JIANGCun-canga,PENGShu-angb(a.CollegeofResourcesandEnvironment；b.CollegeofHorticultureandForestryScience,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China)Abstract：Inrecentyears,increasin

3、gattentionhasbeenpaidinmanydisciplinestobiocharwhichhasspecialpropertiesandpotentialbeneficialeffectstoenvironmentandecosystem,especiallyintheimprovementofacidicscdl.WiththechangingofagriculturecroppingpatternsandstruetureinChina,thephenomenonofthesoil

4、acidificationinsomeregionshasgraduallyincreased.Thebiochar，spropertiesandthelotestresearchresuItsontheimprovementofacidicsoilbybiochararereviewed,andtheoutlookofthefutureresearchonbiocharisputforward.Keywords:biochar；property；acidicsoil；improvementmech

5、anism酸性或弱酸性土壤主要分布在热带和亚热带地区，土壤酸化会直接导致耕地土壤理化性质变差，并打破原有的适宜作物生长的土壤生态环境条件，使土壤pH下降，导致土壤中有效硼、钮等含量下降，而土壤中有效铁、铝、猛等含量增加，使作物产生猛、铝中毒等，进而导致土壤中钙、镁等元素的缺乏，使作物生长发育不良，产量和品质下降［1］。铝毒和土壤肥力低是酸性土壤限制作物生长的两个重要因素［2］。为改善土壤酸性和提高作物产量，石灰曾被广泛运用，但是石灰应用有很多限制条件，作用不长久并易产生负面效应［3］。近年来人们对生

6、物炭的研究愈来愈多，其作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备受重视。生物炭添加到土壤中能改善土壤理化性质，影响土壤肥力。笔者主要对生物炭的性质及其对酸性土壤的改良进行了阐述，并对其今后的研究方向进行了展望。1生物炭及其性质生物炭最早起源于巴西亚马逊流域，它是古代人们在发展热带酸性土壤农业管理实践中创造出的人工土壤［4］。早期的欧洲殖民者将这种土称为黑土，其上部的富碳层厚达35cm,含有大量生物来源的黑炭，这与周边棕红色的氧化土有明显区别。现代科学家从这种土壤性质出发，希望能够通过类似古人的管理理念

7、在贫瘠土壤上培育出高碳库的土壤［5］。黑土中的关键成分是炭，也称为生物炭，它是作物秸秆等有机物质及其衍生物在限制供氧的条件下加热而成的。1.1生物炭的制备生物质原料在裂解炉限氧的环境条件下燃烧发生裂解反应，产生的烟气在真空泵的抽引下经过冷却分离设备除了可以得到生物油、木醋液和可燃气体3种产品外，其裂解反应的剩余物质就是生物炭［6］。制得生物炭的性质取决于制备生物炭的材料和制备条件如温度、氧气含量和时间等［7,8］。而生物炭的产量则取决于高温分解过程的快慢。快速高温分解能够得到20%的生物炭、20%的

8、合成气和60%的生物油,而慢速高温分解可以产生50%的生物炭和少量的油［9］o1.2生物炭的性质及其应用生物炭的功能主要决定于其理化性质。而生物炭的理化性质又决定于制备生物炭的材料和制备条件如温度、氧气含量和时间等［7,8］o因此，制备生物炭的原料不同，制备条件的差异导致获得的生物炭的性质也存在很大差异。生物炭含有一定量的碱性物质，一般呈碱性。研究发现生物炭表面的有机官能团和生物炭中的碳酸盐是碱的主要存在形态，碳酸盐对生物炭碱的贡献随制备温度的升高而增加，有机官能团的