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(yáng)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(duì)土壤陽(yáng)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(qiáng)土壤對(duì)陽(yáng)離子的吸附能力，增加耕層土壤CEC。生物炭對(duì)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(jī)氮的礦化和銨根的硝化作用有關(guān)。生物炭的pH升高，其對(duì)重金屬離子的吸附和固定加強(qiáng)，說(shuō)明了生物炭對(duì)重金屬的吸附與生物炭的表面官能團(tuán)和pH值有關(guān)。生物質(zhì)炭中的碳元素有著高度芳香化的特征，生物質(zhì)炭在土壤中極為穩(wěn)定，它的固碳時(shí)間達(dá)數(shù)百年至數(shù)千年之久。陜西定制生物質(zhì)炭功能是什么

生物質(zhì)炭的施用還可以加深土壤顏色，增強(qiáng)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(yáng)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(duì)土壤CEC的改變程度往往受到土壤類(lèi)型、生物質(zhì)炭性質(zhì)及其在土壤中存在時(shí)間長(zhǎng)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(guò)程，而且會(huì)對(duì)土壤中其他營(yíng)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。云南科研用生物質(zhì)炭豐度控制低劑量多年施用和一次大劑量施用生物炭對(duì)作物產(chǎn)量會(huì)有所不同。

我國(guó)農(nóng)業(yè)面臨土壤肥力低、化肥農(nóng)藥施用量大、土地退化普遍，以及農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用難等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳中和充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。我們提出了基于作物秸稈熱裂解的生物質(zhì)炭科技與工程構(gòu)想，作為我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展的新途徑[3]。2017年，秸稈炭化還田被列入國(guó)家秸稈處理模式之一。2020—2021連續(xù)兩年，秸稈炭化還田入圍農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重大性技術(shù)榜單。十多年的實(shí)踐證明，生物質(zhì)炭化還田是實(shí)現(xiàn)土壤改良、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、食物質(zhì)量與環(huán)境友好的綠色農(nóng)業(yè)科技，能夠服務(wù)于國(guó)家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。至此，生物質(zhì)炭基農(nóng)業(yè)進(jìn)入了全球視野。

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)。

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(diǎn)引起科學(xué)家的關(guān)注。黃超等利用盆栽試驗(yàn)，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(duì)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(jìn)行盆栽試驗(yàn)，番茄產(chǎn)量高達(dá)92746kg/hm2；Luo等采用田間試驗(yàn)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(lèi)生物炭含量更高，可以補(bǔ)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。作為一種環(huán)保高效的重金屬鈍化劑，生物質(zhì)炭在市場(chǎng)上受到越來(lái)越多人的關(guān)注和青睞。新疆水稻生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法

生物質(zhì)炭對(duì)作物產(chǎn)量的總體效應(yīng)，結(jié)果表明生物質(zhì)炭能平均增產(chǎn)13%。陜西定制生物質(zhì)炭功能是什么

生物炭的含碳量隨炭化溫度的不同而發(fā)生改變，生物炭性質(zhì)也受到制備溫度、加熱速率、通氣條件等條件的影響，以溫度影響較大。隨制備溫度的升高，生物炭產(chǎn)量下降，但其碳含量、灰分含量、比表面積以及孔隙度卻隨著溫度的升高而升高。裂解溫度與生物炭碳、灰分含量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.17和0.28。隨著裂解溫度的升高，生物炭碳含量和灰分含量都增大。生物炭碳含量和灰分含量呈極負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為–0.77。因?yàn)闊崃呀鉁囟仍龈撸谉峤夂蓟衔餁埩艚档?，生物炭中難分解碳物質(zhì)比例相應(yīng)增高，固定碳含量增大，繼而碳含量增多。熱裂解溫度升高，有機(jī)物損失增大，灰分在生物炭中含量相應(yīng)增大，由1404植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)22卷于灰分是堿性物質(zhì)，生物炭pH因生物質(zhì)熱解溫度增高而提高。生物炭碳含量高意味著被氧化為無(wú)機(jī)灰分的部分減少，反之亦然。陜西定制生物質(zhì)炭功能是什么