课程名称：化学前沿
题目：生物炭在农业中的运用学院：化学与化工学院
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摘要 (3)
关键词 (3)
Abstract. (3)
Key words (3)
前言 (3)
1、生物炭的生产原料 (4)
2、生物炭的生产过程及其理化特性 (4)
3、生物炭对土壤的作用机理。 (5)
3． 1 生物炭对土壤物理性质的影响 (5)
3． 1． 1 生物炭对土壤容重的影响 (5)
3． 1． 2 生物炭对土壤孔隙度的影响 (6)
3． 1． 3 生物炭对土壤水分的影响 (6)
3． 2 生物炭对土壤化学性质的影响 (7)
3． 2． 1 生物炭对土壤pH 的影响 (7)
3． 2． 2 生物炭对土壤阳离子交换量的影响 (8)
4、生物炭对土壤污染物环境风险的消减作用 (9)
4.1生物炭对土壤中N、P的持留 (9)
4.2生物炭对土壤中重金属的吸附和固持 (9)
5、生物炭在农业上应用的模式 (10)
5.1炭基有机肥模式 (10)
5.2炭基有机-无机复混肥模式 (10)
5.3改良土壤的模式 (11)
5.4土壤重金属污染治理的模式 (12)
6、生物炭在农业生产上的应用价值分析 (13)
7、发展与展望 (13)
8、参考文献。 (14)
生物炭在农业中的运用
摘要
生物炭(Biochar)是在限氧或隔绝氧的环境条件下，通过高温裂解，将小薪柴、农作物秸秆、杂草等生物质经炭化而形成的，是一种碳含量极其丰富的炭。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的炭被科学家们称为“生物炭”。生物炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备等运用越来越广。其农用的效益是多元化的，将生物炭农用已作为当前农业的重要课题。
关键词：生物炭、性质特点、农业、改良、应用现状、发展前景
Abstract: Biochar is an insoluble solid matter with high aromatization produced by biomass pyrolysis in completely or partially hypoxic conditions. In recent years，biochar is widely used in agriculture as a soil amendment and controlle release carrier for fertilizers. In order to boost the study and utilization of biochar in agriculture，this study summarized the factors that affect properties of biochar and its effects on soil physical and chemical properties，amount of microorganisms in soil，and growth and yields of crops. The fu-ture research issues were also suggested.Biochar has showed important roles in controlling non-point source pollution, improving soil quality, increasing soil production, alleviating climate changes, and maintaining agro-ecosystem sta-bility. The prospect of biochar industrialization and development in China was also proposed.
Keywords:Biochar;Character;Agriculture;Improvement;Application
status;Development prospect
前言
作为农业大国的中国，年产作物秸秆8×108 t以上[1]，而以作物秸秆为主的广泛存在的生物质Cbiomass)是制备生物质炭(biochar)的主要原料。生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香
化、难溶性的固态物质团。根据原料的来源不同，生物质炭分为木炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭、动物粪便炭等.门。通常认为，生物质炭属于黑炭(black carbon)范畴的一种，而黑炭包含了生物质略微炭化到燃烧后黑烟颗粒的炭化物质，其对全球碳循环所起作用较大[2]。近年来，用生物质热裂解生产生物质炭己成为农业研究的热点之一，而且由于在生产过程中消耗了大量生物质资源，因此生物质炭有助于我国庞大的秸秆资源的有效利用。国内外现有的研究表明，当生物质炭施入土壤后，其在封存碳的同时，还可以改善土壤理化性质、提高土壤肥力、促进作物生长，从而提高作物产量。生物质炭的最佳施用范围因土壤类型和性质、作物种类、土壤肥力状况和矿质肥管理而变化。生物炭的运用显得越来越重要，然而，目前对生物质炭的农用研究仍存在不足，有待进一步深入开展。
1、生物炭的生产原料
利用耕地种植用于生产生物炭的原料作物或营造速生林作为生物炭生产原
料的思路，在生物炭研究的初期一度很盛行，但这种做法很快受到大家的质疑，因为集约化种植作物或造林会加快土壤肥力耗竭，甚至会加快地球荒漠化。然而，近年来大家开始重视以废弃生物质（如植物秸秆）作为生物炭生产原料的思路，许多科学家致力于研究废弃生物质生产生物炭的技术及设备。废弃生物质包含初级农林生产剩余物，如农作物秸秆、穗芯、种皮、种壳、果皮、果核、木工木屑、林木采伐废枝、果树修剪及换代枝条等；农林次级剩余物，如甜菜渣、甘蔗渣、果渣（如苹果、梨、桃、草莓等果渣及猕猴桃、葡萄籽和皮等），葵花粕、棉籽粕、大豆粕、菜籽粕、造纸黑液等；生物利用及转化废弃物，如发酵渣（沼气渣、味精渣、酒糟（高粱渣、大麦渣））、畜禽粪便、菌菇栽培废基质等。据初步统计，全球废弃生物质资源量可达 1400 亿t，资源丰富，可谓取之不尽。尽管废弃生物质的收集及运输都有点困难，但是大型养殖场、榨汁厂（如甘蔗糖厂、果汁厂）及易于长距离运输的废弃生物质完全可以利用固定厂房热裂解，零散及难以长距离运输的废弃生物质资源热裂解则利用热裂解移动设备。用废弃生物质生产生物炭不但可以获得生物炭，还可以获得生物能源或化学品，使废弃生物质附加值得到提高，有利于对废弃生物质的利用和管理，有助于解决废弃生物质弃置、焚烧、随意排放的环境污染问题。
2、生物炭的生产过程及其理化特性
生物质原料在裂解炉限氧的环境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可以得到生物油、木醋液和可燃气体三种产品，裂解反应的剩余物就是生物炭。一吨生物质原料可以产出300kg左右的生物炭、250kg 左右的木醋液、50kg左右生物油和近700m3的可燃气体。该技术与其它生物质能利用技术相比，一是对原料的适应性强，二是自热式裂解反应不需耗费其它能源，三是能源转化效率高，达70%左右[3,4]。
生物炭主要组成是碳、氢、氧、氮和灰分。其中含有大量的高分子、高密度的碳水化合物，灰分的含量与生产生物炭的原料来源和种类有直接关系。生物炭多孔，容重小，比表面积大，吸水、吸气能力强，带负电荷多，能形成电磁场；生物炭具有高度的芳香化、物理的热稳定性和生物化学抗分解性[5,6]。
表1 两种主要农作物秸秆制取的生物炭的检验数据
Table 1 The test data of biochar prepared from two main types of straw
Item项目
碳
C%
氢
H%
氧
O%
氮
N%
硫
S%
钾
K%
磷
P%
Organic matter
有机质%
Wheatstalk biochar
麦秸生物炭
71.37 3.34 8.19 0.63 0.04 7.0 0.5 59 cornstalk biochar
玉米杆生物炭
62.58 2.74 1.42 0.71 0.12 6.9 0.6 60
3、生物炭对土壤的作用机理。
3． 1 生物炭对土壤物理性质的影响
3． 1． 1 生物炭对土壤容重的影响
生物炭的容重远低于矿质土壤，因此，将生物炭添加到土壤中可以降低土壤的容重[7]。在农学上，不同土壤容重会产生不同的农业效益。一般来说，拥有较高有机质含量的低容重土壤更有利于土壤营养的释放、养分的保留( 化肥的存储) 并降低土壤板结程度，有利于种子的萌发并节约种植成本［8］。因此，土壤施用
生物炭可以降低土壤容重，提高土壤生产力。如Laird 等［9］研究表明，同空白
土壤相比，施生物炭显著降低土壤的容重。Eastman[10]在粉砂土壤上施用25 g /kg 的生物炭，土壤容重从1． 52 g /cm3 降低到1． 33 g /cm3。
土壤的容重与土壤的紧实度密切相关，Soane［11］总结出有机质有可能通过以下几种机制来影响土壤的紧实度: ①团聚体内部和颗粒间的结合力，土壤有机质中存在许多长链的分子，对矿物颗粒具有很好的约束力，通过这种作用可以改变土壤紧实度; ②弹( elasticity) ，土壤有机质在压缩情况下会表现出比矿物质土壤更高的弹性; ③稀释作用，有机质容重明显低于矿物质土壤容重，加入有机质可以减小土壤紧实度; ④菌丝、根、真菌菌丝和其他生物结合土壤基质改变土壤紧实度; ⑤摩擦力，土壤颗粒和有机质之间有一种涂层能增加颗粒间的摩擦，可以改变土壤紧实度。生物炭对土壤容重的影响的研究还不多，但从上面提到的几种机制来看，生物炭对土壤容重的影响可能主要与稀释作用和摩擦力有关。生物炭弹性较低，土壤压实后不会随着生物炭的添加而得到有效恢复，但是可能通过一些直接或间接影响( 土壤有机质和水文学的交互作用) 来提高土壤紧实度。一些研究表明在土壤中加入生物炭后会使真菌土壤紧实度增长变快并使植物生产力提高，而根系和菌丝的发展也会对土壤的容重产生影响［12］。但是如果施加的生物炭碎裂成细小的颗粒进入土壤孔隙，会造成干土壤容重增加。因此，还需要对生物炭对土壤密度的影响机制进行更深入的研究。
3． 1． 2 生物炭对土壤孔隙度的影响
生物炭的孔隙分布、连接性、颗粒大小和颗粒的机械强度以及在土壤中移动等因素均可以影响土壤孔隙结构。具有多孔结构的生物炭应用到土壤中，能增加土壤的孔隙度，生物炭应用到土壤中对土壤微生物群落和土壤整体吸附能力都有益，不仅可以促进微生物的活动，也可以增加土壤孔隙度［13］。但是另一方面，生物炭的细粒子可能会堵塞土壤孔隙从而使水的渗透率降低［13］。然而，这种机制仍缺乏实验证据，因此，生物炭的孔径分布对土壤性质和功能所造成的影响仍然不确定。
3． 1． 3 生物炭对土壤水分的影响
土壤的保水性( soil water retention) 取决于土壤孔隙的分布和连通性，而它在很大程度上受土壤粒径( 纹理) 、结构特征( 聚集) 和土壤有机质含量的限制。生物炭高表面积也可以导致土壤持水力上升。当生物炭加入土壤时，土壤
表面积增加，对土壤微生物群落和土壤整体的吸附能力都有益，随后会提高土壤的保水性。Tryon研究了生物炭对不同质地土壤中水分的影响: 在沙土中加入生物炭会增加18%的土壤有效水，然而在肥沃的土壤中没有观察到这种现象，并且在黏质土壤中有效水含量随着生物炭的加入而减少。有研究发现活性炭95%的毛孔的直径小于2 nm，尽管生物炭具有多孔性，但是植物可用有效水分取决于生物炭原料和加入的土壤质地。在沙土中，存在于生物炭微孔结构中的水和可溶的营养物质可能随着土壤变干和土壤基质增加而出现，这说明在干旱期加入生物炭会增加土壤水的有效性。另一方面，生物炭会增加土壤的斥水性。土壤斥水性( soil water repellency) 是指某些土壤无法被水湿润的现象。水洒在斥水土壤的表面时，水珠滞留在地表，长时间不能入渗，它们抵抗湿润的时间从数小时到数周不等。如Briggs 等测量了在松林野火的木炭颗粒的斥水性，发现在矿质土壤表面的木炭和枯枝落叶的斥水力有很大差别。水滴的渗透时间即1 滴水渗透所花费的时间在前者中大于2h，在后者中却小于10 s。生物炭是如何直接或间接影响土壤斥水性能的，是一个仍然需要进行大量研究的课题。
3． 2 生物炭对土壤化学性质的影响
3． 2． 1 生物炭对土壤pH 的影响
土壤中加入生物炭后，土壤pH 值将会发生变化，这与添加的生物炭的种类与含量有关。Novak等指出把核桃壳生物炭( pH 值为7.3) 加入到酸性土壤时，土壤的pH 值会从4.8 增到6.3。同样地，Hossain 等发现在土壤中加入来自污水污泥热解产生的生物炭( pH 值为8．2) 也会使土壤的pH 值从4.3 增到4.6。Chintala 等研究在酸性土壤和碱性土壤中分别加入玉米秸秆、柳枝稷、松木热解产生的生物炭，结果显示，3 种生物炭加入酸性土壤后都会不同程度地增加土壤的pH 值，并且随着用量的增加pH 呈上升趋势，而加入到碱性土壤中，并没有产生多大的影响。与生物炭对酸性土壤的pH 研究相比，生物炭对碱性土壤pH 影响的研究相对较少。通过以上研究可以看出生物炭可以很好地调节酸性土壤的pH 值。因此，生物炭被认为是酸性土壤一种很好的改良剂。生物炭改善酸性土壤的有效性不仅取决于生物炭本身的碱度还与生物炭形成过程中形成的碳酸盐( MgCO3，CaCO3) 和有机酸根( － COO － ) 有关。碳酸盐含量随着产生生物炭热解温度的升高而增多，而有机酸含量却在低温热解时较多。因此，中间温度热
解产生的生物炭可能是酸性土壤较好的改良剂。
3． 2． 2 生物炭对土壤阳离子交换量的影响
阳离子交换量( CEC) 用来估算土壤吸收、保留和交换阳离子的能力。阳离子交换的来源是黏土矿物、有机物质和非晶矿物质。在热带地区，土壤的CEC 通常很低。Gaskin 等［研究了不同生物质( 如松树皮、花生壳、锯末、松心片丸和硬木) 在不同温度下制备的生物炭的CEC。如图3 所示，除了松树皮外，所有生物质在400 ℃附近CEC 值最高，对所有生物质来说，在温度超过420 ℃时CEC 值最低，这是因为随着温度变化植物养分也在变化，但是很少有关于温度与CEC 之间关系的研究。土壤有机质的阳离子交换量为150 ～ 300 cmol /kg，与土壤有机质相比，来自热解的新鲜生物炭的CEC 值很低。
图1 温度对不同原料的生物炭CEC 的影响
Fig． 3 Effect of production temperature on CEC
PB．松树皮; PN．花生壳; SD．锯末; PC．松心片丸; HW．硬木
PB． pinebark; PN． peanut hull; SD． saw dust;
PC． pine chip pellets; HW． Hardwood
Chintala 等实验发现，生物炭无论加入酸性土壤还是碱性土壤，都能够提高土壤的阳离子交换能力，这可能是由于生物炭表面有很多阴离子。Hossain 等
研究发现在土壤中加入生物炭可以增加40%的CEC。添加少量的生物炭会显著提高土壤中碱性阳离子的含量，这将会提高土壤养分。Liang等报道随着土壤中有机质表面氧化程度的增加或者土壤表面阳离子交换位点的增加，土壤CEC值也会增加。Glaser 等表示，芳香族碳的氧化和羧基官能团的形成也可能是提高CEC 值的原因。因此生物炭表面酸性物质随着生物炭老化将导致较高的阳离子交换量。
4、生物炭对土壤污染物环境风险的消减作用
4.1生物炭对土壤中N、P的持留
生物炭添加到土壤中之后可以固持土壤中的N、P等农业面源污染物, 减少土壤渗漏和地表流失, 降低水体的富营养化风险。这主要通过以下两个方式实现: 一方面, 生物质炭对土壤中溶解态的NH4+ 、NO3- 和PO43- 具有相当强的吸附特性, 并可有效降低农田土壤氨的挥发, 从而显著减少相关元素通过淋洗进入
地下水或通过水土流失进入地表水的量[ 14~ 17 ] 。另一方面, 生物炭对营养元素的吸附将N、P等元素固定在土壤的表层, 保证了作物生长所需养分的供给, 提高了营养元素的利用效率, 可降低土壤化学肥料的施加量, 从而减少N、P等养分元素的外源输入[ 17 ] 。此外, Rondon等研究表明, 向土壤中添加生物炭还可以显著提高大豆的固氮能力, 在提高土壤生产力的同时增加土壤肥力, 有效地减少土
壤对化学肥料的需求量。因此, 探索将生物炭合理地应用于富营养化水体周围的土壤以控制N、P等营养元素的流失, 对于消减由于过量施用化学肥料引起的农业面源污染具有积极地作用。
4.2生物炭对土壤中重金属的吸附和固持
生物炭比其它土壤有机质对阳离子的吸附能力更强。生物炭的施用能够显著影响土壤中重金属的形态和迁移行为[18-20 ] 。林爱军[18]等研究发现土壤施
加10 mg /kg 骨炭后, 水溶态、交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cu、Pb的浓度都显著下降; 水溶态和交换态Cd 的浓度也得到降低。王卫汉等[ 21] 进行了改性纳米碳黑用于重金属污染土壤改良的研究, 与对照相比, 土壤添加1% 、3%和5% 改性纳米碳黑培养60d 后, 有效态Cu含量分别降低了473%、720% 和809% , 有效态Zn含量分别降低了30%、177%和436% 。生物炭不仅可以直接
吸附固持土壤中的重金属离子, 还可以通过影响土壤的pH值、CEC、持水性能等理化性质减少土壤中重金属向植物体系的迁移。金属的性质不同, 生物炭对土壤中不同重金属的固持呈现不同的效果。一般, 生物炭对土壤中重金属的固持机理主要为以下三种:添加生物炭后, 土壤的pH 值升高, 土壤中重金属离子形成金属氢氧化物、碳酸盐或磷酸盐而沉淀或者增加了土壤表面活性位点; 金属离子与碳表面电荷产生静电作用;金属离子与生物炭表面官能团(特别是含氧、磷、硫、氮的官能团) 形成特定的金属配合物, 这种反应对于与特定配位体有很强亲和力的重金属离子在土壤中的固持非常重要。生物炭对土壤中重金属离子的固持作用可降低重金属的生物有效性, 消减其向植物根系的迁移, 降低土壤污染对植物的基因毒性, 对于修复土壤重金属污染具有很大的潜力。
5、生物炭在农业上应用的模式
5.1炭基有机肥模式
生物炭与牲畜粪便混合发酵，然后烘干，掺上木醋液，制成优质的炭基有机肥。我国人口众多，像国外那样的养殖业规模根本无法保障居民的饮食需要，所以我国的养殖业必须规模化，追求高产出、高品质。我国的耕地资源又十分紧张，规模化养殖场附近根本不可能有足够的耕地来消化利用这些养殖场排出的粪便，大量的养殖污水和养殖粪便无法得到安全处理，引发了一系列环境问题。我国发展有机农业、生态农业需要大量的有机肥料，有机肥料市场广阔，发展前景良好，因此用牲畜粪便做有机肥符合循环经济的发展模式。但牲畜粪便含水量大，做有机肥需要烘干，经过调查，烘干费用在有机肥的生产成本中占到15%左右。我们用刚出炉的炽热的生物炭与湿的牲畜粪便混合先使一部分水分气化，然后再干燥；生物炭的多孔结构使与粪便混合干燥过程中传热性能提高，减少了能量的消耗，降低了生产成本，产品也更具价格优势。生物炭多孔，利于微生物生长和繁殖，可以缩短发酵时间、提高发酵质量；木醋液具有杀毒作用，可以杀死寄生虫卵；所以两者可以说是有机肥的“黄金搭档”。生物炭和木醋液本身也含有很高的有机质，这对土壤有机质的提升也很有帮助，符合现代生态农业、绿色农业对肥料的要求[22]。
5.2炭基有机-无机复混肥模式
生物炭与市面销售的各种化肥进行掺混（主要是为了满足各种农作物对氮、磷、钾等各种元素的需要）造粒，制成新型的炭基有机-无机复混肥料（表2），其中NPK的总含量≥15%，有机质的含量≥30%。
表2 炭基有机-无机复混肥料的配方
Table 2 The fertilizer formula of carbon-based organic - inorganic compound 项目名称生物炭木醋液粘合剂尿素磷酸二铵硫酸钾肥禾谷类及叶菜类45% 3% 2% 45% 5%
果树类及果蔬类45% 2.5% 2.5% 35% 5% 10% 农业的高产、增产离不开化肥，但作物对化肥的吸收利用率是有限的，目前中国农业的科学施肥不是很普遍，由此造成的化肥流失、土壤板结和水体污染等十分严重。生物炭与化肥掺混造粒后，化肥与生物炭紧紧结合在一起，可以减少化肥的流失，缓释肥效，从而提高化肥的利用率，减少化肥的用量。农田多处的田间试验表明，农田土壤施用生物炭达到1公顷20吨时，大约可以减少10%的化肥施用量；在残留化肥量较多的农田土壤中，当季甚至可以不用化肥只用生物炭就可达到高产的效果。化肥的生产需要耗费大量的煤、石油、天然气等不可再生能源，所以间接上也节约了大量的化石能源，对环境也更有利。化肥是农业生产最基础而且是最重要的物质投入，化肥在农业生产成本(物资费用加入工费用)中占25％以上，占全部物资费用(种子、肥料、农药、机械作业、排灌等费用)的50％左右。国家、地方和农民都为此付出了很大的代价：农民每年为购买化肥要支付1400亿元(按耕地面积计算，每年平均每公顷在购买化肥方面为1005元)；国家和地方每年为进口化肥支付35亿美元外汇；全国为增加化肥生产能力，每年投入160亿元；每年为生产化肥消耗能源6545万吨标煤，占全国能源生产总量的5％[22,23]。由此可见提高化肥利用率，减少化肥使用量具有重要意义，而这恰恰归功于生物炭。
5.3改良土壤的模式
生物炭的强吸附性可以吸附大气中的一部分水分和减少降雨时雨水的流失，最大量的将雨水吸附到它所在的可耕层，供作物的生长需要，使缺水干旱缺水地
区的土壤能够长出植被，防止沙漠化。木醋液（表3）作为生物炭生产过程中的一种副产品，每吨生物质能够产生250kg左右，数量巨大，如不安全适当的处理，会造成二次污染。经过研究发现木醋液可以用来改良盐碱土壤。上海市农业工程学会将木醋液原液稀释50倍，对崇明地区大棚内盐碱土改良进行试验（表4），结果表明土壤的PH值平均降低了1.84，EC值（可溶性盐含量）平均降低了0.69。据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷，所以利用木醋液来治理盐碱土壤的前景和意义都非常巨大。
表3 木醋液的检验数据
Table 3 The test data of wood vinegar liquid 木醋液PH 密度（20℃）g/m3挥发酚% 有机酸% 总有机质含量% 原液 4.7 0.998 1.1 3.8 7.9
浓缩液 2.6 1.189 5.9 19.1 47.0
表4 土样处理前后的ＰＨ值和ＥＣ值的对比
Table 4 The contrast of PH value and EC value before and after soil samples treatment
处理前处理后项目
原1 原2 原3 50-1 50-2 50-3
土量(g) 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
水量(ml) 50 50 50 50 50 50
ＰＨ值7.76 7.65 7.83 5.96 5.92 5.84
ＥＣ值 1.86 1.92 1.79 1.22 1.19 1.09 试验结果：土壤的PH值平均降低了1.84，EC值平均降低了0.69。
5.4土壤重金属污染治理的模式
土壤重金属污染是由于废弃物中重金属在土壤中过量沉积而引起的土壤污染。污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，
砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大[24,25]。大量的生物炭施入被污染的土壤后，利用生物炭的强吸附性，可以将土壤中的重金属离子有效固持，降低重金属的有效态含量，减少重金属对微生物的胁迫。
6、生物炭在农业生产上的应用价值分析
物质的用途是由物质的特定形状决定的，而物质的结构则决定了物质的性质。生物炭的上述特点使其用途变得非常广泛。生物炭可以大范围应用于农业、工业、建筑业、环保、卫生、保健等诸多领域。但用农作物秸秆等废弃物制成的生物炭，由于其灰分含量高，主要作用体现在农业生产上。生物炭具有多孔结构决定其通气性和透水性特别好；容重小，表面积大决定其吸水、吸气能力强，有利于保水保肥；生物炭除含有大量高分子碳水化合物之外，还含有多种矿物质营养，提高土壤肥力，为可以为作物生长提供所需的营养元素；生物炭还可以用于调节土壤的酸碱度和水、肥、气、热状况。此外，生物炭还可以改善微生物生存环境，为重要微生物的生长和繁殖提供有益条件。微生物呼吸释放的CO2可以提高作物附近的CO2浓度，在白天增强光合作用，增加有机物的积累，在夜里抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，从而达到作物增产的目的；微生物的代谢可以提供源源不断的氮肥供作物生长，进而减少氮肥的使用量，这个代谢过程对整个环境的影响非常大，因为氮肥释放的N2O对温室效应的影响要比CO2高出300多倍。生物炭施入土壤以后利用自身超强的吸附性像海绵一样把土壤中作物生长所需要的营养元素吸附在它周围，一是防止流失；二是可以达到缓释的效果，从而提高肥料的利用效率。木醋液是生物炭的主要副产品之一，呈弱酸性，有机质含量丰富，渗透性强，与叶面肥或农药混合使用可以有效提高两者的利用率，减少农药和化肥使用量，从而减少残留，使农产品的品质有所提高。生物炭与木醋液的这些功能和特点，决定它在农业上的用前景广阔。
7、发展与展望
近来，国内外有关生物炭方面的研究迅猛发展，生物炭在环境领域的效应
也有一定研究证实，但无论从宏观层面还是微观视角来看，仍有许多问题有待于
我们去思考和解决。
在宏观层面，纵观目前相关研究，在一些关键问题上还存在一定争议，这与
生物炭的选材、制备工艺条件及其应用的土壤环境等因素密切相关，也是一些研
究结果相悖或无法重复的主要原因，同时也增加了同类、共性研究的对比分析、
评价难度。因此，制定行业或专业性制炭、用炭、测炭标准及分析方法和评价体
系就成为未来生物炭相关研究的必然选择。在温室气体排放领域，生物炭的主动
减排效应仍有待于更多的试验研究来验证，需要在大尺度、宽范围条件下的稳定
的、可靠的试验数据支撑，也需要对生物炭固碳减排潜力、效益进行综合分析、
评估，明确生物炭在碳排放领域的作用、地位和前景。而在“农田碳汇”和环
的试验研究来验证，需要在大尺度、宽范围条件下的稳定的、可靠的试验数据支
撑，也需要对生物炭固碳减排潜力、效益进行综合分析、评估，明确生物炭在碳
排放领域的作用、地位和前景。
大自然赐予人类赖以繁衍生息的环境，但人类对自然的过度消费和破坏却使
环境难以为继，令我们不得不承受来自大自然的严酷惩罚。生物炭这一新兴技术
在促进“炭一碳”转化过程中，实现了“丰馈自然、物境和谐”的美好愿景。“穷
田恶水”还是“沃土蓝天”?绝不仅仅是生存的需要，更是一种历史的选择和责
任!保护生态环境刻不容缓，实现可持续发展任重而道远。
8、参考文献。
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1.农业资源包括哪些？简述我国农业资源的主要特征。 包括土地资源、气候资源、生物资源、水资源、肥料资源和废弃物资源等自然资源；另外还包括农业劳动力资源、农业资金、技术和信息、农业旅游资源等。 光热资源较丰富，水资源不足 耕地数量少，质量不高，后备资源不足 有林地数量少，宜林地数量较多，质量较好 草地数量多，质量较差 生物资源种类多 资源区域分布不匹配，大部分地区资源组合错位 人口多，农业人口比重大，劳动力剩余状况严重，文化素质低 大部分地区物质技术基础薄弱，装备水平还是以人畜动力和手工操作为主 城市和工业发展水平低，交通运输条件差，对农业生产支持和辐射不够 农村经济体制的发展解放了农村生产力，促进了农村经济发展，但目前与农村市场经济发展的要求还很不适应，需进一步改革和完善 2.根据你所学的知识谈谈当前我国农业资源与利用存在哪些主要问题。 耕地资源紧张 农业水资源不足 化肥资源短缺 农业资源承受的压力不断增长 农业资源质量不高 农业资源利用率低 农业后备可开发资源潜力有限 农业资源配置不合理 农业环境污染严重 3.气候资源有哪些明显的特征？如何综合利用太阳能。 组成因素的相互制约性和不可代替性； 时间变化的周期性和随机波动性； 空间分布的差异性和不均衡性； 开发利用的有限性和长远潜在性； 气候资源的多宜性和两重性。 太阳能的综合利用 通常根据太阳能的地区分布特点、时间变化规律以及影响太阳能利用的技术措施等，对一定区域范围内的太阳能资源进行分类和区划。 太阳能可以转换成热能、电能和生物化学能，转换过程分别称为光—热转换、光—电转换和光—化学转换。 利用光伏效应原理制成的太阳能电池，可将太阳的光能直接转化成电能加以利用，称为光--电转换，即太阳能光电利用。接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生活的一些方面，是光—热转换，即太阳能热利用的基本方式。 利用藻类或叶绿素将太阳能转换为化学能加以储存和利用，称为光—化学能转换 4、我国水资源存在哪些主要问题？在农业上如何合理利用水资源或节水。 我国水资源的问题： ①分布不均、地区水资源总量差异大；
微生物在农业中的应用 （课程论文） 姓名：艾孜提艾力?阿卜力克木 班级：农学091班 学号：093131112 2012-5-14
微生物农业中的应用 人类在农业生产中对微生物资源的利用已经有四五千年的历史, 如酿酒、制醋等。近代, 随着现代生物技术的不断进步, 微生物作为一种重要的资源, 由于其生长周期短, 易于大规模培养等优点, 已经被运用于农业生产的方方面面, 随之出现了被称为“白色农业”的微生物产业化的工业型新农业。我国是一个传统的农业大国, 在农业现代化进程中, 对农业微生物资源的开发利用尤为重要。近年来, 以微生物饲料、微生物肥料、微生物农药、微生物食品、微生物能源等为代表的新型农业生产技术的研究和开发利用取得了长足进步。 1微生物饲料 能够用于微生物饲料的生产及调制的微生物, 主要有细菌、酵母菌、担子菌及部分单细胞藻类微生物等。其主要产品是: 单细胞蛋白(SC P ) , 发酵饲料, 微生物添加剂, 酶制剂, 赖氨酸等。乳酸菌广泛用作微生物饲料添加剂及饲料发酵剂, 它是动物肠道内寄生的一类正常有益菌, 在动物肠道内和饲料中, 乳酸本身既是营养物质, 又有抑制其他致病性微生物和腐败微生物的作用。SC P 不但蛋白质含量丰富, 而且还含有脂肪、糖、核酸、维生素和无机元素, 因此是一种具有较高价值的多功能食品或饲料, 在饲料生产中, 主要由微型藻类及一些富含蛋白质的微生物产生。但是由于SCP 核酸含量较高, 核酸在畜体内消化后形成尿酸, 而家畜无尿酸酶, 尿酸不能分解, 随血液循环在家畜的关节处沉淀或结晶, 引起痛风症或风湿性关节炎。为此应发展脱核酸技术, 生产脱核酸SCP , 未脱核酸
课程名称：化学前沿 题目：生物炭在农业中的运用学院：化学与化工学院 年级： 专业： 班级： 学号： 姓名： 教师：
目录 摘要 (3) 关键词 (3) Abstract. (3) Key words (3) 前言 (3) 1、生物炭的生产原料 (4) 2、生物炭的生产过程及其理化特性 (4) 3、生物炭对土壤的作用机理。 (5) 3． 1 生物炭对土壤物理性质的影响 (5) 3． 1． 1 生物炭对土壤容重的影响 (5) 3． 1． 2 生物炭对土壤孔隙度的影响 (6) 3． 1． 3 生物炭对土壤水分的影响 (6) 3． 2 生物炭对土壤化学性质的影响 (7) 3． 2． 1 生物炭对土壤pH 的影响 (7) 3． 2． 2 生物炭对土壤阳离子交换量的影响 (8) 4、生物炭对土壤污染物环境风险的消减作用 (9) 4.1生物炭对土壤中N、P的持留 (9) 4.2生物炭对土壤中重金属的吸附和固持 (9) 5、生物炭在农业上应用的模式 (10) 5.1炭基有机肥模式 (10) 5.2炭基有机-无机复混肥模式 (10) 5.3改良土壤的模式 (11) 5.4土壤重金属污染治理的模式 (12) 6、生物炭在农业生产上的应用价值分析 (13) 7、发展与展望 (13) 8、参考文献。 (14)
生物炭在农业中的运用 摘要 生物炭(Biochar)是在限氧或隔绝氧的环境条件下，通过高温裂解，将小薪柴、农作物秸秆、杂草等生物质经炭化而形成的，是一种碳含量极其丰富的炭。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的炭被科学家们称为“生物炭”。生物炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂备等运用越来越广。其农用的效益是多元化的，将生物炭农用已作为当前农业的重要课题。 关键词：生物炭、性质特点、农业、改良、应用现状、发展前景 Abstract: Biochar is an insoluble solid matter with high aromatization produced by biomass pyrolysis in completely or partially hypoxic conditions. In recent years，biochar is widely used in agriculture as a soil amendment and controlle release carrier for fertilizers. In order to boost the study and utilization of biochar in agriculture，this study summarized the factors that affect properties of biochar and its effects on soil physical and chemical properties，amount of microorganisms in soil，and growth and yields of crops. The fu-ture research issues were also suggested.Biochar has showed important roles in controlling non-point source pollution, improving soil quality, increasing soil production, alleviating climate changes, and maintaining agro-ecosystem sta-bility. The prospect of biochar industrialization and development in China was also proposed. Keywords:Biochar;Character;Agriculture;Improvement;Application status;Development prospect 前言 作为农业大国的中国，年产作物秸秆8×108 t以上[1]，而以作物秸秆为主的广泛存在的生物质Cbiomass)是制备生物质炭(biochar)的主要原料。生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香
农业生物技术的现状与发展方向(摘要) 生物技术是战略高技术的重要领域之一，技术发展日新月异，国际竞争日趋激烈。生物技术产业也是高新技术新兴产业，是当前国际高技术产业化的重点领域，已经成为新的经济增长点。生物技术已成为解决人类面临的人口、能源、环境、粮食等重大问题的有效手段，将为保障粮食安全、能源安全、公共卫生安全、食品安全和国家安全提供重要的科技支撑。生物技术与产业已成为世界各国支持和投资的重要领域，在国民经济和社会发展中具有重要战略地位。 一、国内外发展现状和趋势 目前，生物技术进入第三次浪潮，生物技术研究开发已成为世界各国重点投资的战略高技术领域，生物技术与产业已成为国际科技乃至经济竞争的重点，生物技术产业已成为新的经济增长点，生物安全已成为国家安全的重要组成部分。随着相关学科发展及社会需求，医药生物技术、农业生物技术及工业生物技术都有了长足的发展。2001年美国生物技术产业总产值5670亿美元，利润1005亿美元。2004年全球18个国家种植转基因植物面积达8100万公顷，8年增长40倍。生产近200种生物药物，防治200多种疾病的370余种新药进入临床试验,全球3.25亿人受益。2003-2004年全球转基因农作物价值达到439亿美元，其中中国为39亿美元，预计在十年后将达到2110亿美元，增长5倍。 农业生物技术发展趋势主要体现在以下几方面：生物技术与常规技术的结合越来越紧密；作物分子育种体系正在形成；转基因植物发展十分迅猛,产业化步伐不断加快；农作物杂种优势利用进入新阶段；动物体细胞克隆技术体系已经形成，进入实用阶段；利用动植物生物反应器生产特殊药物和功能性食品；分子诊断技术和基因工程疫苗成为畜禽重大疫病防治的重要手段；生物农药和生物肥料成为产业化的重点；生物可降解材料开始进入市场；农林生物质能的开发利用方兴未艾。从战略需求的角度出发，要满足以下需求：提高农业科研水平，增强原始创新能力的需求；提高粮食产量、改善品质，确保国家粮食安全需求；调整农业产业结构、提高农业生产效益的需求；减少环境污染，确保农业生态安全的需求；提高土地资源利用率，促进可持续发展的需求；提高和改善农产品质量，增强农业综合国际竞争能力的需求；提高重大畜禽疾病防控水平，保障人民健康的需求。 针对以上需求，农业生物技术的发展方向有以下几方面：共性关键技术及平台；功能基因组和比较基因组；动植物分子标记辅助育种；作物品种设计；转基因植物及产业化；新型畜禽基因工程疫苗、诊断试剂等产品研制；农业微生物工程及产品；生物质能的关键技术及产品；动植物生物反应器；人畜共患重大疫病防控关键技术及产品。目前生物技术的应用方面，运用功能基因组学进行相关重要功能基因的克隆；蛋白质组和功能蛋白的大规模表达技术；对生物信息的收集、加工、利用；RNAi技术及其应用；生物芯片及产品开发；动物细胞的大规模培养；Knock-out和Knock-in技术及应用；化学基因组和表观基因组。 最终的目标，突破一批关键技术、提高农业生物技术的整体水平；获得一批有自主知识产权的产品，提高市场竞争能力；建立一批基地，提高成果转化能力；培养一批人才，增强创新能力；研制一批产品、提高国际竞争能力。 二、农业生物技术的突破点与应用前景 我国水稻功能基因研究取得重大突破，水稻基因组研究整体水平处于国际领先地位，完成籼稻全基因组测序和粳稻第4号人染色体测序,结果在《SCIENCE》和《NATURE》上发表；我国已建成转基因牛生物反应器基地；初步建立了棉花
农业资源的开发与利用 摘要:简述了开发与利用农业生物资源的重要性,总结分析了农业生物资源保存、研究和利用现状。针对目前存在的突出问题,提出了构建农业生物资源保护与利用平台的设想。 关键词:生物资源;开发利用;存在问题;发展战略 农业生物资源包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源,是维持人类生存、健康与发展的最根本物质基础和战略资源,也是农业新品种和生命科学源头创新的材料基础。育种实质上就是作物种质资源优异基因的重组再加工,小麦矮秆基因、水稻“野败”型不育基因的应用引发了“绿色革命”。因此,保护农业生物资源多样性,发掘其中的优异基因,是实现农业可持续发展的中心策略。当前,农业生物资源保护与利用工作仍处于初级阶段,还存在许多不足,而作物种类减少、品种遗传基础狭窄的问题却日益突出。我们应该充分认识农业生物资源在经济社会、农业可持续发展及食物与生态安全保障等方面的重要作用,站在国家和民族长远利益的高度,切实加强农业生物资源保护与利用工作。 农业生物资源开发与利用中存在的主要问题 农业生物资源研究是农业科技发展的重要基础，其中存在着很多问题，急需解决。 一是对生物资源的重要性认识不足,对生物资源保护和利用工作的基础性、长期性、稳定性和公益性还没有形成广泛的社会共识。 二是管理职责不明,缺乏高层次整体规划,尚未建立起统一、高效的全省农业生物资源管理工作体系。 三是资源保存分散,共享效率低。长期以来,资源分散保存在不同的行业机构和技术人员手中,存在部门分割、单位所有的现象,机构之间以及保存者与利用者之间缺乏联系,资源共享的整体能力较差。 四是资源评价、鉴定等技术工作不深入,典型性和关键性数据缺乏,资源潜在的经济、社会和生态价值没能体现出来。 五是缺乏高层次专业人才。资源保护和管理工作具有基础性和技术支撑性等特点,短期内难以出大成果和高水平论文,难以吸引高层次人才从事这项工作。 2 农业生物资源开发与利用的战略设想 我国具有丰富的农业生物资源,但随着农业集约化发展、生态环境变化和大规模经济建设,加之长期以来农业生物资源工作存在的诸多问题,使农业生物资源多样性破环严重,农业品种遗传基础越来越窄。因此,加强农业生物资源的管理、保护及研究利用越来越迫切,任务十分艰巨。 农业生物资源综合开发的主要目标是在一定的时间里和确定的区域内，提高农业综合生产能力和市场竞争力，增加农民收入；农业综合开发的主要内容是加强农业基础设施建设、改善农业生产条件和生态环境、培育农业特色主导产业、发展农业产业化经营和加快农业科技推广；在综合开发中要求兼顾经济效益、社会效益和生态效益的和谐统一。由此可见，农业综合开发与新农村建设紧密相关。农业综合开发目标的实现过程，也是促进新农村建设目标实现的过程，尤其是农业综合开发要求同时取得经济效益、社会效益和生态效益，这也正是新农村建设过程中必须要实现的。农业综合开发所包括的土地治理项目、多种经营及龙头项目、专项科技示范项目等几类项目的建设将有利于促进农村地区的生产发展和村容整洁、农民的生活宽裕及文化素质的提高，是新农村建设的重要组成内容。总
1 改良土壤 木炭的土地利用是指在土壤中加入木炭颗粒或载有菌体、肥料或与其它材料混配的功能型木炭复合材料。其目的是改良土壤，增加地力，改善植物生境，提高土地生产力及产品品质。应用领域主要是农田、林地和草坪。木炭的特点：黑色，多孔，表面发达，通常比表面积在300～400 m2·g-1，有植物生长所必须的营养成分和微量元素，具有一定强度和较高的生物和化学稳定性。 1.1 土壤改良 填加木炭的土壤，透气、透水、保水功能得到不同程度的改善。据日本肥粮检定协会的报告：加5％的黑炭，土壤的保水率和透水性分别提高14.6％和 88.9％，其对治理土壤板结的效果好于珍珠岩和蛭石。日本政府1986年11月将木炭纳入地力增进法，确定为土壤改良资材。 木炭对施于农田的肥料有吸持和缓释作用，此项技术近年在我国出现并得到推广。在农业生产中，购置化肥的费用对农产品生产成本影响至关重要。例如：在玉米种植成本中，化肥项支出占44％。多数情况下，化肥的利用率只有1/3，其余或滞留于土壤中或流失，三者比例相近。国家环境保护农业废弃物综合利用工程技术中心推广的“炭粉还田防止化肥流失技术”称可减少50％的化肥流失。植物原料在原组织中的K、Na、Ca和各种微量元素，在制炭过程中转入木炭中，当炭被施入土壤中以后，随之也增加了土壤中植物生长所必须的营养物质。木炭多孔，且能富集土壤中的空气、水分、养分，适宜微生物栖息、繁衍。土壤团粒结构增加，作物根系发达，根部CO2增多。福建林学院曾用试验证明炭有很好的固氮作用。试验是在黄沙壤、黑沙壤中加进1％的木炭颗粒、颗粒活性炭、粉状活性炭，1a后，加炭土样中的好气性固氮菌、嫌气性固氮菌数量明显增加。木炭色黑、吸热，散于地表面1L·m-2，地温提高7℃。 木炭多孔，有蓄热作用，对气温骤变所带给作物的伤害有一定的抵御能力；能减少诸如重金属、残留农药等有毒物质对作物的伤害；木炭对一些气体的吸附容量，按木炭容积的倍数计，H4N、H2C1、SO2、H2S、NO2、CO2、02、N、H2、CHC分别为90.0、85.0、65.0、55.0、40.0、35.0、9.3、7.5、5.0、1.8。在木炭土地利用的各方面，日本应用面广，历史较长，经验多，效果显著。在木炭纳人地力增进法前后30a间，耗用木炭已达数十万吨，主要为树皮炭、房屋解体木材烧
农业生产是自然再生产和经济再生产交织进行的物质产物，受到自然规律、经济规律的严格制约。 农业自然条件和社会经济、技术条件都存在着很大的地域差异，这种差异又往往带有一定的规律性，称之农业地域分异规律。农业自然资源利用及农业区划就是从自然、经济、技术的综合角度，揭示我国农业自然资源的时空分布规律和农业生产的地域分异规律，研究农业的地区布局和结构、合理配置农业生产力的一门应用基础科学。 自然界存在的能被人类利用或在一定技术、经济和社会条件下能被利用来作为农业生产原材料的物质和能量来源，叫农业自然资源。（天然存在的自然物质） 农业自然资源主要包括：气候资源、水资源、土地资源和生物资源，是农业生产的基本资料和劳动对象。因此你哦工业生产是生物再生产。 农业自然资源的主要内涵：1、气候资源提供并保证或影响农业生产获得产量的光、温度、水等气候因子的数量及组合特征，称为农业气候资源或气候条件，包括光能、热量资源、降水资源及天气灾害。2、水资源可供工农业生产和人类生活开发利用的含有较低的可溶性盐类并不含有毒物质的水分来源叫水资源。它通常是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。市一中动态资源，包括地表水、地下水和冰川水，以地表水为主，以大气降水补给来源。3、土资源土地是地球表面人类生活和生产活动的主要场所，广义土地是气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文等自然要素共同作用多形成的自然综合体，包括耕地、园地、林地、早地、内陆水域、沿海滩涂。4、生物资源可作为农业生产经营对象的天然生长植物、动物和农业微生物的种类及群落类型称为生物资源。 生物资源包括植物资源、动物资源和微生物资源三大类，按照其性质可分为：品种资源、林木资源、草场资源、水产资源、野生生物资源、珍稀生物资源、天敌资源。农业资源的基本特性：1、整体性组成农业自然资源的各个要素是相互联系、相互制约的整体。自然界是一个统一体，在一定的水、热条件下，形成一定的土壤和植被，以及与之相适应的动物和微生物群落，成为一个生态系统。2、地域性由于地球与太阳位置及其运动特点，地球表面海陆分布的差异，以及地质地貌的变化，使得 地球上各个地区的水、热条件不同，从而 形成多种资源生态环境。3、可更新性农 业自然资源是可以更新和循环的，这是区 别于矿产资源的一个重要特征。农业自然 资源可以不断更新、不断补给、不断生长、 永续利用。合理运动和保护，才能不断更 新和循环。4、不可逆的发展性农业自然 资源是不断向前发展演变的。5、可培育性 农业自然资源是可以培育和改造的，自然 资源是天然存在的自然物。6、数量的有限 性和潜力的无限性农业自然资源数量是 有限的，地球上土地的面积，水的数量， 到达地面的太阳辐射量，以及生物的种类、 生产力、蓄积量等，在一定地区、一定时 间内都是有一定数量限制性。 开发利用自然资源中应遵循以下几个原 则：1、因地制宜，2、宏观全局，3、远近 兼顾。 农业自然资源开发利用中遵循一下几种基 本原则：1、因地制宜。2、宏观全局。3、 远近兼顾。4、用养结合。 我国农业气候资源的主要特点：1、光、热 条件优越我国大部分地区位于中纬度地 带，光、热条件优越，光能资源丰富。2、 季风气候特征显著夏季主要受来自海洋 气流的影响，冬季则受大陆气流影响。 季风气候还具有不稳定性特点，夏季风和 冬季风每年的进退时间，影响范围和强都 不同，因而降水年内分布不均，年际变率 大，气温冷热变化激烈。所以我国干旱、 洪涝、低温、霜冻、干热风、冰雹、台风 等天气灾害频率高，农业生产不稳定。 我国农业的水资源特点：1、河川径流总量 大。2、地区分布不均匀，水工配合不协调。 3、年内、年际水量变化大。 4、水资源开 发利用程度高。 我国土地资源主要特点：1、农业用地比重 小，耕地的比重尤小。2、各类土地资源的 绝对数量大，人均占有的相对数量少。3、 后备土地资源不多，非农占地情况严重。 我国生物资源：1、植物资源丰富多样化。 具世界第三。2、动物资源种属繁多。3、 经济真菌资源品类丰茂。 我国野生动物资源的特点：1、特有种和珍 奇种类较多。2、华中和华南区所产野生动 物色彩绚丽，富于光泽。 气候、土地、水、生物等自然资源是农业 生产的基本资料和劳动对象，是结构农业 生产力的决定因素，从自然再生产的角度 看，农业生产的实质就是各种农业自然资 源循环和转化而形成各种农产品的过程， 农业生产是人类劳动参与下进行的，因此， 农业生产也是劳动者参与的社会经济再生 的过程。 农业自然资源对农业生产的作用和效果， 不能脱离一定的社会经济技术条件，农业 自然资源对农业生产的作用，自始至终收 到人为的调节和控制，把握农业发展的方 向和进程。 我国自然资源利用的技术条件特点：1、人 口众多，农业人口比重大。2、农村经济底 子薄，扩大再生产力低。3、农业现代化装 备有一定基础。4、农村交通运输不发达， 自给半自给经济比重大。 农业自然资源是可更新的资源，如果利用 的合理，可以持续不断更新地位人类提供 越来越多的农产品，如果不合理运用，使 可更新的资源失去其更新的条件，破坏生 态平衡，则不仅不能造福人类，反而会带 来祸患，在人类史上，这种教训是深刻的。 自然资源采取掠夺性经营，带来水土流失、 土地沙化，森林和水产资源衰退，早场退 化等恶果，形成恶性循环，其表现在几个 方面：1、种植业盲目滥垦，广种薄收。2、 林业集中过伐，重采轻造。3、草原牧业超 载过牧，靠天养畜。4、渔业重捕轻养，遭 鱼滥捕。5、地下水资源超重量开采，江河 水源污染。6、野生动物资源乱捕滥猎，许 多珍稀物种频临灭绝。 合理运用农业资源的基本途径：1、树立人 口、资源平衡的观点，实行资源节约型集 约化营运。2、立足于生产、生活和生态的 统一，改善资源生态环境。3、增加物质、 能量投入，扩大资源产出能力。4、坚持分 区化类指导，发挥资源地区优势。 我国目前资源不足，破坏、浪费资源现象 严重，必须做好一下几点：1、制止对资源 掠夺性经营，提高林地、耕地、草地、水 面的单位面积。资源的不同特点，确定适 宜的发展农业。2、严格控制非农占地，实 行多热高产，缓和人多地少矛盾。3、建立 节水型工农业生产体系，缓解水资源供需 矛盾。 缓和人多地少矛盾的有效途径：1、必须运 用经济手段，按照价值规律来控制非农占 地。2、充分发挥光热资源和劳力资源优势， 因地制宜实行多熟制。3、坚持不谢地进行 农田基本建设，有计划地政治各种低产土 壤、低产田、不断提高耕地质量，努力挖
微生物在农业领域的应用 自20世纪7O年代以来，微生物科学技术在中国农业中得到了普遍推广和应用。在农业生产中，中国研制出多种微生物制剂，以防治园林和蔬菜病虫害，改善作物品质：在农业环保中，中国利用微生物处理水污染，化学农药污染，固体废弃物以及利用微生物生产沼气，有效改善了农村环境，节约了能源。农业微生物资源的开发利用对促进农业生产的变革具有明显的现实意义和深远的历史意义，其必将成为世界各国政府和科技部门研究的重点。 农业微生物基因工程研究现状与前景概述 众所周知，微生物和农业的关系十分密切．索有“微生物大本营”之称的土壤中，微生物扮演质循环的主要角色，有着不可替代的作用．它们分解动植物的残体废物而将其转化成为腐殖质，促进土壤良好结构的形成．许多土壤微生物可固定空气中的氮素和转化各类有机物，不断为植物提供可有效利用的碳、氮、磷、钾、硫等各类营养元素．自然界还广泛存在昆虫的病原微生物和植物病菌的拮抗微生物，它们可用于植物病虫害的防治而部分替代化学农药．另外，通过微生物繁殖和发酵能生产有机酸、氨基酸、生长激素、抗生素、各类酶制剂等多种产品，可分别用作饲料添加剂、食品添加剂和农药等，应用日益广泛．然而地球上的农业微生物资源虽然极为丰富，人类对其利用也有久远的历史．但是，传统常规的微生物技术主要是筛选各类天然微生物菌株并加以利用，不仅效率低、周期妊、成本高，而且选出的菌株通常还存在种种缺陷和不足，因而使其广泛应用受到限制．基因工程技术能够迅速实现遗传物质在不同生物种之间的转移，因而已经农业微生物遗传改良的主要手段．对野生型菌株进行遗传改良，可以提高相关功能基因的表达量、延长表达时问、产生新的优良性能．固氮菌重组后的固氮效率可以大幅提高；一些具有杀虫和防病作用的菌株通过基因工程改造后，毒力效价提高，效力变得迅速和持久，防治对象范围扩大，应用更加广泛．有的土壤微生物具有降解化学工业污染物的能力，但当环境中污染物成分比较复杂时往往难以发挥作用，通过改造后这一缺陷就可克服．面对人口剧增、耕地锐减、资源枯竭、环境恶化等重大社会、经济问题的严峻挑战，农业微生物基因基因工程技术的进一步研究开发将成为实现农业可持续发展的有效途径．目前农业微生物基因工程已发展成为现代生物技术中最为活跃，最具创新性的前沿领域之一，并且取得了不少重大的进展． 微生物农药。微生物农药是指非化学合成、具有杀虫防病作用的微生物制剂，如微生物杀虫剂、杀菌剂、农用抗生素等．这一类微生物包括杀虫防病的细菌、病毒和真菌。微生物农药是利用微生物菌体或其代谢产物来防治植物病虫害的一种生物制剂，它是通过从自然界采集患病体，进行分类筛选病原体或病菌拮抗微生物，经人工培养、收集、提取而制成的。这些病原体和拮抗物及其产物为昆虫吞食、动植物接触感染后，由于微生物自身活动产生毒素，导致昆虫新陈代谢受阻，组织器官受到破坏，有害植物病毒细胞死亡，从而达到消灭病虫害的目的。 微生物激素微生物激素是一种植物生长调节剂，一般以极低的浓度促进植物细胞的发育，使植物茎杆伸长，叶面增大，刺激果实生，或者促进作物提前抽穗开花，提早成熟，也能打破种子休眠激素作用机理是在植物体内促进或抑制酶类、糖类合成，诱导植物细胞发育，达到促进增长的效果。现在使用普遍的有五大类植物激素：赤霉索、生长索、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。其中，前三种为促进型激索，后两种为抑制型激素。激素生产一般用阎体发酵或r[业发酵进行。
微生物资源在农业中的应用(2012-04-22 20:51:29)转载▼标签：杂谈分类：作业~之类的 摘要：以科技为先导转变农业结构和机制是农业现代化必经之路，特别是生物技术在农业中的重要作用不可小视。生物技术包含分支繁多，其中的微生物工程及酶工程是最主要的分支之一，在农业应用中极为广泛，如微生物肥料、微生物饲料、微生物农药在农业生态中都有应用，并且仍有巨大的开发价值。 关键词：微生物肥料；微生物饲料；微生物农药；生态农业 The Factor of Microorganism Resource in Our Agriculture Abstract:Science and technology is the most important factor to change the structure and mechanism of our agriculture,particularly biotechnology.Among lots of branches,microbial engineering and enzyme engineering are outstanding and spread in sort of agricultural field. Key word:microbiological fertilizer；microbiological forage；microbiological pesticide；fermentation ecological agriculture “我国要进行一次新的农业科技革命”，这是江泽民总书记于1996年9月26日果断做出的英明决策[1]。我国农村人口众多，可耕地面积相对较少，农业机械化程度不高，农产品深加工能力弱，农产品市场狭窄等方面的不足和困难给国家造成了沉重的负担。令人欣喜的是，生物技术等高新技术的发展使我国农业生产发生了巨大变化，令农民看到了转机。 在生物技术众多领域中，微生物（酶）工程技术是农业技术革新中的最主要力量之一[1]。我国拥有世界10%的生物资源，据不完全统计其中微生物种类有3万种[2]，意味着我国的微生物工程和酶工程研究具有很大的发展潜力。 1微生物肥料 微生物肥料是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，作物能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用。微生物肥料作为一种新型肥料，施入土壤后，通过特定菌株的快速繁殖，能固定大气中的氮素，释放土壤中固定态的磷、钾元素，使得环境的养分潜力得以充分发挥并为作物生长营造一个良好的土壤微生物环境，在减少化肥用量、降低环境污染、提高农作物品质等方面具有重要意义。尤其是集固氮、解磷解钾和作物生长刺激素于一身的复合微生物肥料的研发在农业可持续发展中有举足轻重的作用。 1.1微生物肥料的作用 1.1.1微生物在自然生态系统中的作用 微生物作为自然生态系统的基本组分，履行着主要分解者的作用，推动着自然界养分元素的生物化学循环过程，是大自然中元素的平衡者。 1.1.2 微生物对土壤肥力的特殊作用 在土壤—植物生态系统中，微生物对土壤肥力的作用至关重要。微生物一方面分解有机物质形成腐殖质并释放出养分，另一方面又转化土壤碳素和固定无机营养元素。土壤微生物对于系统中的养分循环和植物有效性主要有两方面的作用：一是微生物自身含有一定数量的C、N、P、S等，可看成一个有效养分的储备库；二是土壤微生物通过其新陈代谢推动着这些元素的转化与活动。 1.1.3 刺激和调控作物生长 许多用作微生物肥料生产的微生物种类在生长繁殖过程中产生对植物有益的代谢产物，如生长素、吲哚乙酸、维生素、氨基酸，能够刺激和调节作物生长，使植物生长健壮，营养状况改善，进而有增产效果。 1.1.4 减少或降低植物病（虫）害 研究证明，多种微生物可以诱导植物的过氧化物酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶、葡聚糖酶等参与植物防御反应，利于防病抗病。有的微生物种类还能产生抗菌素类物质，有的则是由
生物炭在农田土壤修复方面的应用 河北师大化学与材料科学学院农业项目组盛建维 一、生物炭概述 生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经低温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案，属于秸秆废弃资源高值化利用的范畴。 生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为“生物炭”。它的理论基础是：生物质，不论是植物还是动物，在没有氧气的情况下燃烧，都可以形成木炭。 生物炭是一种经过高温裂解“加工”过的生物质。裂解过程不仅可以产生用于能源生产的气体，还有碳的一种稳定形式——木炭，木炭被埋入地下，整个过程为“碳负性”（carbon negative）。生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。 制作生物炭的现代方法是在低氧环境下用高温加热植物垃圾，使其分解。日前，气候专家找到了更清洁环保的方式，进行工业规模二氧化碳固定，利用巨型微波熔炉将二氧化碳封存在“生物炭”中，然后进行掩埋。这种特制“微波炉”将成为战胜全球变暖的最新利器。因此，该技术每年可以减少向空气中排放几十亿吨二氧化碳。日前不少人将生物炭技术视为目前为止解决气候变暖问题的“尚方宝剑”，一种“气候变化减缓”战略和恢复退化土地的方式。有些专家甚至声称，生物炭可吸收如此多的二氧化碳，以至地球能恢复到工业化之前的二氧化碳水平。 近年，生物炭作为一类新型环境功能材料引起广泛关注，其在土壤改良、温室气体减排以及受污染环境修复方面都展现出应用潜力，为解决粮食危机、全球气候变化等环境问题，提供了新的思路。此外，生物炭还在获取生物质能、废弃生物质资源化以及碳排放贸易等方面有着重要地位。近年来学界关于生物炭在土壤肥力改良、大气碳汇减排以及土壤污染修复等方面的研进展，并扼要分析了生物炭研究的前景和方向，为生物炭技术的应用和推广提供一定的思路。 二、生物炭的结构和基本特性 生物炭的组成元素主要为碳、氢、氧等，而且以高度富含碳( 约 70% —80% ) 为主要标志，可以视为纤维素、羧酸及其衍生物、呋喃、吡喃以及脱水糖、苯酚、烷属烃及烯属烃类的衍生物等成分复杂各异的含碳物质构成的连续统一体，其中烷基和芳香结构是最主要的成分。从微观结构上看，生物炭多由紧密堆积、高度扭曲的芳香环片层组成，X 射线表明其具有乱层结构 ( turbostratic structure)。生物炭表面多孔性特征显著，因此具有较大的比表面积和较高的表面能。表面极性官能团较少，主要基团包括羧基、酚羟基、羰基、内酯、吡喃酮、酸酐等，构成了生物炭良好的吸附特性。随着研究的推进，研究者还发现生物炭具有大量的表面负电荷以及高电荷密度的特性由于原材料、技术工艺及热解条件等差异、生物炭在结构和 pH、挥发分含量、灰分含量、持水性、表观密度、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常广泛的多样性，进而使
生物资源 1 概念 ①生物资源是指生长在自然界中的能够直接或间接被人类利用的动植物总称。 ②生物资源是生物圈中对人类具有一定价值的生物以及有它们组成的生物群落，是人类赖以生存的最重要的自然资源之一。 ③生物资源是在社会经济技术条件下人类可以利用与可能利用的生物，包括动植物资源和微生物资源生物资源等。有的学者把生物群落与其周围环境组成的具有一定结构和功能的生态系统称为生物资源。（百度百科） ④生物资源通常指植物、动物和微生物,即可资人类利用的一切生命有机体的总和。（论文） ⑤生物资源是指地球上对人类具有现实或潜在价值的基因、物种和生态系统的总称。（论文-陶黎新） 2 生物资源的特性 系统性：自然界中生物个体、种群、群落、生态系统，相互联系、相互制约着整个系统。 可更新行：通过繁殖使其数量和质量恢复到原有状态。 地域性：不同地区具有不同的生物资源，同一种生物资源分布在不同地区，其资源数量和质量存在有差异。 周期性：指生物资源的数量和质量发生有规律的重复变化，分为日、季节、年周期。 有限性：生物可更新的能力有一定限度，不能无限制地增长下去的；开发过度将导致整个资源枯竭灭绝，破坏自然界的生态平衡。 增值性：利用价值不断提高的一种资源属性。 3 生物资源分类 生物资源包括动物资源、植物资源和微生物资源三大类，其中：动物资源包括陆栖野生动物资源、内陆渔业资源、海洋动物资源；植物资源包括森林资源、草地资源、野生植物资源和海洋植物资源；微生物资源包括细菌资源、真菌资源等。 3.1动物资源 3.1.1 概念 动物资源既是人类所需的优良蛋白质的来源，还能为人类提供皮毛、畜力、纤维素和特种药品、在人类生活、工业、农业和医药上具有广泛的用途，是生物圈中一切动物的总和。 3.1.2 分类 一、按类群分 1、哺乳类动物资源：哺乳动物是动物世界中形态结构最高等、生理机能最完善的动物。 2、鸟类资源：鸟类通常是带羽毛、两足、恒温、卵生的脊椎动物，身披羽毛，前肢演化成翅膀，有坚硬的喙。 3、爬行类动物资源：爬行类动物属于脊椎动物亚门。
微生物与农业生产 虽然，单细胞蛋白可以为我们解决一些蛋白质的不足，但地球要养活50多亿人口和几百几千亿的畜禽主要还要依靠农业生产。怎样提高粮食单产，怎样防治粮食病害的问题，早已摆在人们面前，多年来人们作过各种尝试，走过许多弯路，回过头来还是把目光投到了微生物这个神通广大的生命家族上来。 前面我们已谈到微生物在土壤物质转化中的作用及微生物与植物间存在着的极为密切的关系。事实上，微生物与农业生产密不可分。 任何植物都必须依土壤为基地，从土壤中汲取养分。而土壤形成的本身，及土壤熟化的过程都主要是微生物的作用。微生物分解土壤中植物所不能直接利用的有机质，形成腐殖质，改善了土壤结构，增加了植物可吸收利用的养分。同时，土壤中一些固氮的微生物把大气中游离态的 n2固定到菌体中或土壤里供植物利用，这样大大改善土壤肥力。另外，土壤中的微生物由于存在着拮抗作用，而产生了许多抗生物质，这些物质可以抑制和杀灭有害微生物，从而使作物生长的更好，使产量大大提高。 积肥、沤粪、翻土压青等有意识地创造有机肥料腐熟条件是人在农业生产中控制微生物的生命活动的规律的生产技术，这些技术很早就被古代劳动人民所接受，公元前一世纪的《汜胜之书》中就指出，肥田要熟粪；同时，该书也提出了瓜与小豆间作，即与豆类作物间作，利用豆科植物的共生性固氮作用来改善植物营养条件，可见古人也已知共生固氮的作用了。而公元五世纪，贾思勰所著的《齐民要术》更反复强调了相类似的观点。 微生物在农业生产上的应用主要有这几个方面：①有机肥的腐熟；②生物固氮作用；③土壤中难溶的矿物态磷、硫的转化作用；④生物农药等。 人粪尿、厩肥等都是很好的有机肥，这些肥料在施用之前都必须经堆积腐熟后才可使用，否则，会因为有机肥发酵发热而烧坏作物。有机肥腐熟过程就是微生物分解有机物，同时产热的一个过程。有机肥在堆制之初，由于富含有机养料而导致大量微生物生长，在微生物生长的同时，有机物被分解，这时产生了大量的热，导致堆积的有机肥温度上升，在高温和一些耐热的微生物共同作用下，堆积肥中的一些难分解的有机物如纤维素、半纤维素和果胶质等也开始分解，并在堆肥中形成了腐殖质，之后，堆积的肥料开始降温，在这过程中继续有许多有机质被分解，新的腐殖质被形成，最后，堆积的有机肥完全腐熟，而成主要以腐殖质为主的稍加降解就能为植物直接利用的有机肥了。 生物固氮，这在土壤中的许多微生物中都有这种功能。在农业生产中我们可以有意识地选用固氮能力强的菌种接种到植物上或施用到大田中去，即所谓的菌肥或增产菌。 寄生于豆科植物根部的根瘤菌就是一种很好的固氮菌。这种细菌在土壤中自由生活并不能固氮，但当它侵入到豆科植物的根部结瘤后即具有从大气中固氮的能力。 把根瘤菌接种到植物根部，结瘤后，植物即能依此而固氮，从而节约了化肥，提高了作物的产量，这种方法已得到大面积应用。 我国在建国初期，即在华北地区推广应用花生根瘤菌接种剂，接着又在东北地区推广应
农业生物资源消长状况与保护路径探讨 云南及周边地区少数民族对农业生物资源的保护和利用 从上述情况可看出，云南及周边地区农业生物资源的多样性依然十分丰富，其中地方品种的多样性高于培育品种，该地区农业生物资源多样性特别是地方品种多样性仍然保留至今。经调查得知，原因虽然是多方面的，如生态条件的影响，交通和文化教育的影响，小宗作物、畜禽的育种力量薄弱等的影响，但是少数民族对农业生物资源的保护和利用起到了最重要的作用。 调查得知有的少数民族十分喜欢糯性食物，过年过节、婚丧嫁娶、祭祀等都要用糯性米做民族食品，如泼水粑粑、麻脆粑粑、五色米饭等。而且，傣族等多居住于热区，习惯早出晚归干农活儿，经常在山上吃饭，经常是一片芭蕉叶包上一团糯米饭和一些酸辣菜。糯米饭因为便携、耐饿，而且冷后不变硬、不回生，成为傣族最好的劳作午餐。而新平县彝族每年糯谷丰收后，在7月半这一天，每家每户都要做炒糯米花。据说在炒制糯谷过程中，当糯谷受热爆裂发出的劈啪声，有如打仗时的枪炮声，会把妖魔鬼怪驱赶走，祈求一
家人身体健康，平安幸福。同时，爆米花也是过节时小孩子喜爱吃的零食。正是因为这些民族传统习俗，使得糯稻、糯玉米、糯谷子等糯性地方品种在少数民族中保留种植下来。如系统调查收集到的稻类和玉米地方品种资源中，糯性资源所占的比例很大。本次调查的10个少数民族中糯稻和糯玉米的分布情况，其中哈尼族、傣族、彝族、佤族、景颇族对于糯性资源占有数量较大。哈尼族糯稻最多，达到46份;彝族的糯玉米最多，达到30份;傣族的糯性资源所占比例最大，糯稻和糯玉米均占到该民族所调查收集稻和玉米资源的近70%。 云南省各族居民普遍喜食米线、米干(卷粉)、饵块等，因此，适宜制作成米线、饵块的韧性好、米质硬的粳稻品种被普遍种植。傈僳族的“红根细”(又名老鼠牙)(2008534145，为采集号，下同)米粒硬、食味好，傈僳人用来做凉粉、米线。“细芽谷”是拉祜族地区种植的地方老品种，生长期长，耐贫瘠，因其米质好、味香，专做优质米凉粉和米线筋骨好而被保留。佤族的“黄砂”(2008532434)有适应性广，耐旱耐瘠性强，抽穗后灌浆速度快，子粒饱满度好的特点。米粒成浆后韧性强，不易碎断，是佤族群众用来做凉粉、米干的主要栽培品种。“矮粳饭谷”(2008534091)是景颇人做凉粉、米线专用品种，抗病虫害，耐寒，米粒色泽好，米质硬。彝
［收稿日期］2010－12－06；修回日期2010－12－13 ［作者简介］陈温福（1955—），男，辽宁法库县人，中国工程院院士，沈阳农业大学教授，博士生导师，从事稻作科学研究和生物炭技术开发与 应用研究；E －mail ：wfchen5512@yahoo．com．cn 生物炭应用技术研究 陈温福，张伟明，孟 军，徐正进 （辽宁生物炭工程技术研究中心，沈阳110866） ［摘要］对生物炭研究历史、现状、存在的问题及产业化前景进行了综合分析与评述，重点阐述了生物炭在能源、 环境、农业等领域的应用价值与重要作用。认为生物炭在应对气候与环境变化、固碳减排、保障能源安全和粮食安全等方面都具有重要应用价值和现实意义。文章提出了以农林废弃物资源化利用为基础的生物炭研究发展方向、建议和产业化开发与应用的技术途径。为推动生物炭工程技术创新与产业化发展提供参考依据。 ［关键词］生物炭；气候变化；能源替代 ［中图分类号］TK6［文献标识码］A ［文章编号］1009－1742（2011）02－0083－07 1前言生物质炭化技术是公认的解决气候变化问题的 可行技术措施之一，具有原材料来源广泛、生产成本低、 生态安全、无污染、可大面积推广等显著特点。生物质炭化后产生的生物炭应用于生态与环境领域，可以固碳减排，是一种有效的“碳汇”技术，与农、林业相结合，可解决农林废弃物污染与温室气体排放问题。生物炭施入农田，可有效改善土壤理化性质，增加作物产量，促进农业可持续发展。应用于能源领域，可成为替代煤、石油、天然气的清洁能源。生物炭进一步加工成活性炭，可用于重金属污染吸 附、 水质净化等。生物炭的综合利用在很大程度上可以解决可持续发展、节能降耗、环境保护与治理等领域面临的复杂问题，有助于构建低碳高效经济发展模式，对保障国家环境、能源、粮食安全意义重大。适逢国家推出战略性新兴产业发展规划，笔者针对现阶段生物炭在农业、环境、能源等领域的应用研究与开发进展作简要的综述，以期为促进生物炭产业的快速发展提供参考。 2生物炭应用技术研究概述 到目前为止，“生物炭”还没有十分确切的定 义。但广义上可以认为是黑碳的一种，通常是指以 自然界广泛存在的生物质资源为基础， 利用特定的炭化技术，由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的炭质。国外将其定义为biochar ［1］ ， 一般指生物质如木材、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等在缺氧和相对温度“较低” （＜700?）条件下热解而形成的产物［1，2］ 。常见的生物炭包括木炭、竹炭、秸 秆炭、稻壳炭等。它们主要由芳香烃和单质碳或具有石墨结构的碳组成， 含有60%以上的碳元素，还包括H 、 O 、N 、S 及少量的微量元素［3］。生物炭可溶性极低，具有高度羧酸酯化和芳香化结构［4，5］ ，拥有 较大的孔隙度和比表面积［6］ 。这些基本性质使其具备了吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力强的特性，可广泛应用于农业、工业、能源、环境等领域。图1为生物炭微观结构，采用“颗粒炭化炉”生产新工艺制备的生物炭保留了完整的孔隙结构。炭的制备是人类在长期生产实践中摸索出来的一项古老的实用技术，历史悠久，应用广泛。最常见的制炭方法是将杂草、秸秆、枯枝、落叶等堆积起来， 3 82011年第13卷第2期