生物炭對土壤肥料的作用及未來發(fā)展探究

趙玉祥

摘要：文章簡單概述了生物炭的相關(guān)內(nèi)容，探究其對土壤肥料的作用，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合當前的社會發(fā)展形勢，展望生物炭的未來發(fā)展方向，委相關(guān)工作的開展提供參考。

關(guān)鍵詞：生物炭;土壤肥料

一、引言

農(nóng)業(yè)發(fā)展一直是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要領(lǐng)域，關(guān)系到我國的糧食安全等問題。因為作物本身種子的局限性，促進作物種植發(fā)展更多的是依靠外力作用干預作物的生長，其中肥料的作用有著不可替代的地位。通過肥料的使用可以改善土壤的性質(zhì)，提高肥力，將土壤條件調(diào)整成適合某種作物種植的條件，從而提升其產(chǎn)量和品質(zhì)。從這方面來說，我國對于肥料的研究比較深入，也開發(fā)出很多效果明晰的肥料，但是肥料在使用過程中，也存在一定的問題，最突出的就是環(huán)境污染問題。在生態(tài)文明建設(shè)的要求下，進行土壤肥料研究需要立足于綠色無污染的要求下?；诖耍芏嗳颂岢錾锾康膽?，生物炭有一定的提升土壤肥力的作用，而且基本沒有污染，所以在某些地區(qū)應用廣泛。

二、生物炭概述

生物炭實質(zhì)上是一種木炭，主要用于土壤改良，可以幫助推動農(nóng)作物的生長，對于農(nóng)業(yè)發(fā)展、碳收集和儲存有積極意義。因為當前社會有害氣體排放量較大，比如二氧化碳、一氧化二氮等，帶來溫室效應以及氣候變遷的問題，所以社會上比較重視生物炭的使用，其可以借助本身的封存方式，清除空氣中的溫室氣體，將溫室氣體轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的形式，并可以長期儲存在土壤中。生物炭本身是生物質(zhì)能熱裂解之后的產(chǎn)物，主要成分就是碳分子。借助生物炭的應用，可以增加20%的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，并可以凈化空氣和水質(zhì)，還能減少化學肥料的使用。

三、生物炭對土壤肥料的作用

（一）對土壤有機質(zhì)

生物炭的作用發(fā)揮與肥料有一定的相似性，這兩種物質(zhì)都可以改善土壤的條件，增加土壤的肥力，促使作物更好地生長。而土壤本身具備一定的有機質(zhì)條件，生物炭作用發(fā)揮表現(xiàn)出一定的階段性，也就是說，在實際應用時，使用生物炭需要不斷進行調(diào)整，而這個調(diào)整的過程中，生物炭無法發(fā)揮改善土壤的作用，也不能為作物生長提供肥料。目前來說，技術(shù)人員利用生物炭進行土壤條件的改良，一般是從兩方面入手，一是在生物炭階段調(diào)整后進行免耕工作，二是考慮階段特點，對土壤進行堆肥處理。但需要注意的是，這兩方面操作實施起來都有時間差，如果間隔時間過長，會降低生物炭的利用率，導致成效不佳。而且土壤中的生物炭很難揮發(fā)，這意味著土壤中的碳元素會大幅增加。所以為了保證生物炭作用的發(fā)揮，技術(shù)人員需要在了解土壤屬性的基礎(chǔ)上，合理選擇肥料，避免肥料與生物炭之間發(fā)生反應，帶來負面效應。

（二）對土壤化學性質(zhì)

土壤的化學性質(zhì)一般說的是養(yǎng)分和酸堿度內(nèi)容。生物炭可以經(jīng)過加工形成堿性物質(zhì)，應用到土壤中后，其中的鹽基離子會和氫離子發(fā)生交換，帶來一系列的化學反應，導致土壤的pH值上升，進而可以中和土壤的酸堿度。同時，生物炭使用時會產(chǎn)生正負電荷，而電荷可以吸附土壤中的有機物，從而增加土壤的養(yǎng)分。還有一點，來自于動物糞便分解的生物炭中含有比較豐富的礦物質(zhì)，所以可以提升土壤中的氮磷鉀含量。

（三）對土壤理化性質(zhì)

土壤的理化性質(zhì)，一般說的是疏松度、滲水性等。生物炭因為其形成過程，所以成品內(nèi)部有較多的孔隙，親水性強，在土壤中使用后可以提升土壤的疏松度，降低硬度，從而改善性能，促使作物更好地生長。生物炭還可以調(diào)整土壤的滲水性，能夠提高土壤的含水率，為作物生長提供充足的水分。另外，生物炭還可以改善土壤的重金屬污染情況，因為生物炭的表面積大，有很多孔隙，吸附性強，可以將土壤中的重金屬吸附到生物炭表面;同時生物炭的氧官能團較多，可以降低土壤的污染程度，控制重金屬含量;最后是生物炭在某些條件支持下可以改變重金屬的形態(tài)。

（四）對農(nóng)作物生長

對土壤肥力進行改良，最終目標就是提高作物產(chǎn)量。生物炭的應用可以明顯提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，促進作物的生長速度。比如對于茶樹、紫荊樹，利用生物炭改良土壤可以促進其生長。總結(jié)生物炭對于作物生長的促進作用，主要表現(xiàn)在兩方面，一是生物炭具有揮發(fā)性物質(zhì)，可以抑制某些作物的生長;二是生物炭的科學使用可以提升某些作物的產(chǎn)量，比如水稻。

四、生物炭土壤肥料的未來發(fā)展方向

（一）用量研究

生物炭作為土壤肥料的用途不言而喻，但是具體的使用量方面需要進行科學控制。對于生物炭的用量并沒有固定的標準，而且不同類型的土壤的使用量也不一致。一般來說，技術(shù)人員需要結(jié)合土壤的類型和差異來確定具體的生物炭用量。同時，對于一些特殊條件的土壤，使用生物炭需要與肥料配合使用，促使雙方相互作用，但這里配合使用的比例是技術(shù)人員需要思考的重點，如果比例控制不當，可能在某些化學反應的基礎(chǔ)上導致生物炭或者肥料的作用無法發(fā)揮。所以技術(shù)人員還要注意對雙方之間的配比進行研究。

（四）功能研究

當前對于生物炭的研究，更多的是集中在其對于土壤的作用方面，對其自身功能的研究較少，而且研究方向也比較單一，多是針對酸堿度的研究。因此未來技術(shù)人員要進一步完善對生物炭功能的研究，開發(fā)其本身的功能，不局限于改良土壤性質(zhì)方面。

（三）改良研究

雖然生物炭具有改良土壤性質(zhì)的作用，可以提升土壤的肥力。但實際上生物炭的作用發(fā)揮會受到土壤類型、溫度、氣候條件等因素的影響，而且進行室溫研究得到的結(jié)果與實踐經(jīng)驗并不一致，存在較大的差異性。同時當前對于生物炭的使用量也沒有固定標準，所以對于生物炭的實際應用比較有限。新時期技術(shù)人員需要加強對生物炭的改良研究，提高生物炭的利用率，擴大農(nóng)業(yè)方面的應用范圍。另外，因為生物炭可以長期保存，而且可以儲存碳元素進行長期保存，因此需要進行生物炭的長期性研究，了解生物炭對于土壤作用的長效性情況，并建立詳細的應用制度和標準，促使其在農(nóng)業(yè)方面的應用更加規(guī)范和廣泛。

（四）環(huán)保研究

生物炭的制作成本較低，而且本身基本沒有污染，對于緩解氣候變暖問題有一定積極作用。所以未來時期，技術(shù)人員需要針對生物炭的固碳作用、土壤增肥作用、環(huán)境影響、有機物腐化方面的作用進行深入研究，達到長效應用的目的。同時，要增加對于生物炭有關(guān)自然環(huán)境影響力方面的研究，了解自然環(huán)境因素對于生物炭使用的影響，盡量提高生物炭的利用率和效果，并盡量消除對于環(huán)境的不良影響。

五、結(jié)語

當前我國對于生物炭的應用正處于初步發(fā)展階段，理論知識比較豐富，但技術(shù)性經(jīng)驗不夠充足，雖然可以在一定程度上改變土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，但也存在一些不足，比如效果的長期性不足等。所以，未來應不斷突破生物炭的使用限制，通過影響生物炭性能的技術(shù)改良，實現(xiàn)生物炭的科學運用，有效改良土壤環(huán)境，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化發(fā)展提供支持。

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