生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展

生物炭在土壤改良中的应用研究近年来，人们越来越关注环境保护和可持续发展，因此对于一些环境友好型的技术和产品的开发和应用，也受到了越来越多的关注。

其中一个应用得越来越广泛的技术，就是生物炭在土壤改良中的应用研究。

生物炭作为一种经过高温热解或氧化处理的化学物质，不仅可以作为一种优良的肥料，提供养分和微生物生长环境，同时也具有良好的保水性、空气透气性、活性，更重要的是，它不会像化肥那样污染土壤和环境。

对于改善农田土壤的质量和增加土地有效利用率，生物炭的应用有着广泛的前景。

一、生物炭的制备方法生物炭的制备方法多样，主要分为炭化法、氧化法和高温热解法。

炭化法主要是通过将生物质热解，去除水和气体，保留炭质及其他有机成分而制备出生物炭。

氧化法则是利用化学氧化或电化学氧化使生物质加工焙烧而制得生物炭。

而高温热解法是通过将生物质置于高温下，在无氧状态下不断热解，将其中的有机质热解为炭质而得到的生物炭。

二、生物炭在土壤改良中的应用生物炭在土壤改良中的应用，主要是利用其优良的物理、化学性质，来提高土壤的肥力、增加有机质含量、提高农产品的产量和质量。

首先，生物炭可以提供养分和微生物生长环境。

生物炭本身含有大量的微生物营养物质和活性微生物生长的环境，通过添加合适比例的生物炭到土壤中，可以增加土壤中有机质的含量，提高土壤保水性、空气透气性，而且有益微生物的发生和繁殖，从而促进作物生长。

除此之外，生物炭中所含有的微量元素和矿物质也能为作物提供养分和必需的微量元素。

其次，生物炭可以增加土壤微生物的多样性和数量。

生物炭表面具有大量的活性、负电性、孔隙，这使其成为一种良好的微生物生长和定居环境。

同时，生物炭内部的大量微孔结构，也有利于土壤微生物生长和繁殖。

这些土壤微生物能够有效分解有机质，释放出养分，从而增加土壤肥力。

此外，生物炭还能够抗击病菌和害虫的侵袭，保护土壤和作物的健康生长。

最后，生物炭也具有吸附和保水的能力。

生物炭表面的活性位点和孔隙结构使其具有吸附能力，可以吸附并分解土壤中的有害物质和化学物质。

现代农业研究生物科学我国是农业大国，而土壤是进行农业生产的基础，土地资源的可持续利用是现代农业持续发展的前提。

目前，生物炭在土壤环境修复方面的应用主要包括土壤固碳、土壤理化性质的改良、土壤重金属污染修复以及土壤有机污染物的治理。

生物炭是指农林废弃物等在无氧或限氧的条件下，经高温热解制备的一类含碳量高，比表面积大的高度芳香化的固体物质，为黑炭的一种。

由于生物炭具有原料来源广、比表面积大、孔隙发达、稳定性强等特征而被广泛应用于各行各业。

生物质在土壤固碳、土壤改良、污染物吸附等领域的应用得到了较好的效果，现已成为环境科学领域研究的热点。

生物炭表面含有丰富的孔隙结构，这种结构有利于土壤微生物的生长[1]，同时其含有的基团主要有羧基、酚羟基、内酯、羰基等，这些基团的存在构成了生物炭良好的吸附特征，可以吸附水、无机离子（铜离子、铅离子、汞离子等）以及极性和非极性有机化合物，同时还可以促进植物对营养元素的吸收。

由于生物炭主要由环芳烃和烷基组成，从而使其稳定性极高。

这也使它能在土壤中稳定存在几百年甚至上万年，在其长期提升土壤有机质的同时将碳源固定在土壤中达到缓解温室效应的目的，因此，生物炭在固碳方面的应用研究得到了广泛的关注。

1生物炭固碳的机制有学者对各类生物炭的矿化规律进行了评估，通过模型证明生物炭在100年的时间里只有3-26%的碳被矿化，且各类生物炭的半衰期在102到107年之间,验证了生物炭无可替代的固碳效果[2]。

Lehmann 团队关于生物炭能够减少大气CO 2气体排放的概念模型中说到植物经历正常的生长吸收CO 2最后残体返回土壤被矿化分解成CO 2返回大气中，整个过程大气C 的削减量为0，该循环过程为碳中性[3]。

如果将植物残体热解生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展（江西离子型稀土工程技术研究有限公司341000）【摘要】生物炭是一种由农林废弃物等物质在无氧或低氧的环境下经高温裂解得到的含碳量很高的固体物质。

生物炭制备及其应用在土壤修复中的研究生物炭是一种来源于生物质的碳质材料，在高温、无氧的条件下制备而成。

它具有良好的环境友好性和生物活性，因此近年来被广泛应用于土壤修复、肥料改良等领域。

本文将探讨生物炭的制备和应用在土壤修复中的研究进展。

一、生物炭的制备生物炭的制备原料主要包括木材、秸秆、稻壳等生物质，在高温（400-600℃）的条件下进行炭化反应，得到具有良好吸附性、孔隙结构和稳定性的生物炭。

其中，生物炭的物理化学性质受到原料、制备温度、加热速率等因素的影响。

在生物炭的制备过程中，还可以添加一些微生物菌剂、化学物质等辅助剂。

这样可以在生物炭中加入微生物菌群，对土壤中的有益微生物起到促进作用，从而达到提高土壤肥力、改善土壤结构的目的。

另外，生物炭还可以添加一些化学物质，如钾肥、磷酸盐等，从而提高肥料的利用率和作用时间。

二、生物炭在土壤修复中的应用由于生物炭具有高度的吸附性、稳定性和生物活性，因此它在土壤修复中有着广泛的应用。

1. 肥料改良生物炭可以通过增加土壤微生物数量和活性，提高土壤有机物含量、酸碱度、肥料吸收力等，从而改善土壤条件，提高作物产量和质量。

实验证明，将生物炭与化肥混合施用，明显提高了水稻和小麦的产量。

2. 污染物吸附生物炭的微观孔隙结构和吸附性能可以吸附检测中的重金属、农药等有害物质，从而减少有害物质对土壤和水体的污染。

近年来，研究者在实验中使用木屑生物炭，对污染水体进行了修复和净化，效果显著。

3. 土壤改良生物炭具有良好的水保持能力和改善土壤结构的作用，可以为有机农业和生态农业提供更加有利的生态环境。

研究表明，生物炭可以改变土壤孔隙度、提高土壤保水能力和通气性，增加土壤含水量和土壤肥力，从而实现对土壤的改良和恢复。

三、总结生物炭是一种新型的土壤修复材料，具有良好的环保和生物促进作用。

本文探讨了生物炭的制备方法和应用领域，并重点介绍了它在土壤修复中的应用。

随着对生物炭的深入研究和推广，相信它将在未来的生态环境修复和农业可持续发展中发挥重要的作用。

利用生物炭改良土地的研究和应用一、引言随着人口的增长、城市化的加速，越来越多的土地被用于房地产开发和工业建设，给耕地质量和生态环境带来了一系列问题。

如何改善土地的质量，保护生态环境，成为了当前急需解决的问题之一。

在这个过程中，生物炭作为一种新型材料，被广泛应用于土地改良中。

二、生物炭的制备和组成生物炭是指经过高温热解处理的生物质，在高温下经化学反应而形成的一种高碳、多孔、具有良好吸附性能的物质。

生物炭的制备采用热解工艺，将生物质材料在无氧或低氧条件下加热，产生一系列的化学反应，形成生物炭。

生物炭的主要成分为碳、氮、磷、钾等营养元素，同时又含有一定量的无机物质、水分和有机物质。

三、生物炭改良土地的机制和效果1.物理作用生物炭的多孔结构可以增加土壤孔隙度，改善土壤通气性和保水保肥能力。

同时，生物炭具有良好的吸附性和微生物沉积性，可以吸附土壤中的重金属、有机物等污染物质，减少它们的迁移和渗透。

2.化学作用生物炭中含有丰富的营养成分和养分，其具有提高土壤养分含量和促进植物生长的作用。

生物炭可以为土壤内的微生物提供生长环境，促进土壤微生物的群落分布和活性代谢，增强土壤自身的生态环境调节能力。

3.生物作用生物炭的物理和化学作用促进了土壤微生物的正常生长和代谢，提高了土壤微生物活性，改善了土壤环境和固碳功能。

通过这些生物作用，生物炭可以为土地的生态改善和稳定提供助力。

四、生物炭在不同土地类型中的应用案例1.耕地改良在传统耕地改良中，通常会使用化肥、农药等化学药剂，但长期使用容易导致土壤酸化和污染。

生物炭可以应用于耕地改良，降低土地的酸化度，提高土壤结构和保水能力，从而提高耕地产量和质量。

2.荒漠化改良荒漠化是世界范围内普遍存在的地表过程，严重影响到人类社会和生态环境。

生物炭可以应用于荒漠化改良，改善土壤的物理、化学和生物性质，提高土地的植被覆盖率和生态系统稳定性。

3.城市绿化城市化进程中，大量的土地被用于建筑和道路建设，城市绿化成为城市生态环境建设的重要部分。

生物炭农田应用的固碳减排研究进展一、简述生物炭作为一种新兴的环境友好型材料，近年来在农田应用中展现出显著的固碳减排潜力。

本文旨在综述生物炭在农田应用中的固碳减排研究进展，包括其固碳机制、减排效果以及实际应用情况等方面。

通过深入分析生物炭的性质及其对农田土壤、作物生长和温室气体排放的影响，揭示生物炭在农田固碳减排中的重要作用。

本文还将探讨生物炭在农田应用中的挑战与前景，以期为农田固碳减排技术的发展提供有益参考。

1. 全球气候变化的严峻挑战与碳减排的重要性全球气候变化已成为当前人类面临的最为严峻的挑战之一。

随着工业化进程的加速和人口数量的不断增长，人类活动所释放的温室气体，特别是二氧化碳的排放量急剧上升，导致地球温度不断攀升，极端天气事件频繁发生。

海平面上升、冰川融化、干旱洪涝等气候现象对人类的生存环境和生态系统造成了严重影响，威胁着粮食安全和人类健康。

碳减排在全球气候变化治理中扮演着至关重要的角色。

作为主要的温室气体之一，碳排放的增加是导致全球变暖的关键因素。

减少碳排放不仅可以减缓地球温度上升的速度，还能降低极端天气事件的发生频率和强度，从而保护生态系统和人类社会的可持续发展。

在此背景下，各国政府、科研机构和国际组织纷纷加强了对碳减排技术的研究和应用。

生物炭作为一种新型、绿色、高效的碳减排材料，其在农田应用中的固碳减排作用逐渐受到关注。

生物炭能够显著改善土壤质量，提高作物产量，同时减少化肥和农药的使用，从而降低农业活动的碳排放。

生物炭的制备和应用过程还可以实现废弃物的资源化利用，减少环境污染，推动循环经济的发展。

深入研究生物炭农田应用的固碳减排作用，对于应对全球气候变化、实现可持续发展目标具有重要意义。

通过推广生物炭技术，我们可以为地球环境的改善和人类社会的繁荣做出积极贡献。

2. 生物炭作为一种新型的固碳材料的优势生物炭作为一种新型的固碳材料，在农田应用中展现出了显著的优势，为固碳减排提供了新的途径。

生物炭对土壤有机碳及微生物影响研究进展唐行灿;陈金林【摘要】生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质.生物炭能够影响微生物参与的与土壤有机碳库周转相关的生物地球化学循环过程.生物炭对土壤有机碳和微生物的影响与生物炭性质、施加量、土壤环境条件有关,各研究结论并不一致.一些研究指出施加生物炭可以增加土壤有机碳抵抗微生物降解的稳定性,降低土壤有机碳的矿化速率,具有良好的固碳潜力.然而也有很多学者报道了施加生物炭对土壤微生物性质产生有益的影响,如增加土壤微生物生物量和活性,从而显著提高土壤有机碳的矿化速率.在综述生物炭对土壤本身有机碳分解、土壤有机碳活性和稳定性、土壤团聚体及其稳定性、土壤微生物生物量和活性、土壤微生物群落结构影响的基础上,提出未来的研究需要综合考虑生物炭还田可能带来的潜在环境效益和风险.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2015(042)013【总页数】8页(P153-160)【关键词】生物炭;土壤有机碳;土壤微生物【作者】唐行灿;陈金林【作者单位】南京林业大学生物与环境学院,江苏南京210037;南京林业大学生物与环境学院,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】S154生物炭是生物质在相对低温（＜700℃）条件下限氧热解制备的高度芳香化、富含碳元素的黑色固体物质。

生物炭技术为废弃物处理、固碳减排、土壤生态系统功能改善提供了一条新途径。

由于具有高度芳香化结构，生物炭较其他形式的有机添加剂具有更强的抵抗土壤微生物降解的稳定性。

施加生物炭可以改善土壤持水、透气性和土壤团聚体结构，增加酸性土壤pH值［1］。

施加生物炭还能增加贫瘠土壤中养分的生物有效性，原因如下：（1）生物炭的灰分中含有一定量的可溶性营养元素；（2）具有较高阳离子交换量的生物炭通过吸附作用降低了土壤营养元素的淋溶；（3）施加生物炭抑制了土壤氮素通过氨挥发和反硝化作用以气体方式损失；（4）生物炭中含有的易变有机碳组分的分解可释放一定量的养分；（5）施加生物炭为微生物提供了良好的栖息地，增加微生物对氮、磷、硫等元素的固持能力。

“双碳”背景下生物炭的土壤减排固碳研究进展许海超１，杨静利２＊，　叶汉毅３，　张颖３（１．三门县生态环境保护行政执法队，浙江 三门　３１７１００；２．三门县生态安全工作中心，　浙江 三门　３１７１００；３．三门县环境保护监测站，浙江 三门　３１７１００）摘要：气候变暖是全球性的环境问题，通过生物炭提高土壤固碳是控制温室气体的重要方法之一。

生物炭具有性质稳定、含碳量高、比表面积大、孔隙率高等特点，能够减少土壤温室其他排放，增强土壤固碳能力，提高土壤利用效率，在缓解温室效应方面展现出了巨大的潜力。

研究综合前人研究成果，介绍生物炭的制备方法，评述生物炭的特性，阐明生物炭在减少温室气体排放、增加土壤碳汇方面的作用机理及影响因素，展望生物炭在土壤固碳减排领域的未来。

关键词：生物炭；温室气体；减排固碳 引言近年来，气候变暖已经成为世界性的环境性问题。

２０１９年，联合国气候行动峰会提倡，“到２０２９年减少４５％的温室气体排放，到２０５０年实现‘净零排放’”。

２０２０年，我国提出“碳达峰、碳中和”的工作目标。

土壤固碳是指通过结合大气中已经存在的二氧化碳然后将其转化为一种稳定的含碳化合物，并将其长期储存在土壤中，是实现“双碳”目标的重要途径之一，被广泛关注和应用。

目前，土壤碳库碳储量２．７×１０４亿ｔ，是大气碳库的３倍、生物碳库的４．５倍。

据估计，全球１ｍ深土壤含碳量增加０．４％就可以抵消当前ＣＯ２的净排放，因此必须发挥土壤固碳作用，提升碳汇增量。

生物炭由于其特殊的结构和性质，从而将生物质中不稳定的有机碳转化为稳定生物炭，施入土壤可以提高土壤中碳的含量，改善土壤性质，减少二氧化碳、甲烷和氮氧化物等气体的产生和排放，是一种有效的固碳减排措施［１］，可有效的实现土壤“碳封存”，达到固碳减排的目的。

本文回顾了生物炭的研究历史，评述生物炭的特性，阐明生物炭在减少温室气体排放、增加土壤碳汇方面的作用机理及影响因素，以期在“双碳”背景下为生物炭应用于土壤减排固碳的进一步研究提供理论基础和科学依据。

生物炭对土壤肥力改良的效果研究及应用生物炭是一种由生物质材料经过热解制得的高碳含量固体物质。

其具有许多优点，如极高的孔隙度、比表面积和微细孔隙结构等，使其可以广泛的应用于环境修复和农业领域。

本文将探讨生物炭对土壤肥力改良的效果研究及应用。

一、生物炭的制备及性质生物炭是一种由各种生物质通过高温热解制得的碳质材料。

其主要成分为碳、氢、氧、氮、磷等元素，碳含量一般在60%-80%之间，而含水率很低。

生物炭的微孔和介孔是其最具有优势的特点，可为微生物提供生存空间和降解有害物质，同时也容纳大量的水分和养分，增加土壤保水能力。

此外，生物炭还有良好的吸附性能，可以吸附氮、磷、钾等元素，并使其在土壤中慢慢释放。

二、生物炭的应用1.土壤改良生物炭可以应用于土壤改良，通过一定的配比可使其达到调节土壤pH值、调节土壤结构、提高土壤有机质含量、增加土壤保水能力、防止土壤侵蚀等多种作用。

如在沙漠化的土地上，通过添加生物炭、沙子和有机肥经过混合后均匀铺覆在沙漠化土地表层，可使其水分吸附能力提高近3倍，维持土壤湿度更加持久。

2.植物生长生物炭对植物生长具有积极的促进作用。

生物炭可增加土壤渗透性，增强植物水分吸收和保持能力，改善土壤内部空气流通，促进根系的生长并提高植物营养物质的吸收效率，从而增加作物种植产量和品质。

同时，生物炭的添加还能够有效吸附和降解土壤中残留的杀虫剂、重金属等有害物质，从而降低环境污染对植物生长的影响，提高农产品的质量和安全性。

三、生物炭的研究进展目前，生物炭的研究主要集中在其制备、性质、环境效应和应用等方面。

其中，其在农业领域的应用已经取得较大进展。

在这方面的研究中，生物炭主要被应用于改善土壤性质、增加作物产量和品质、提高土壤肥力等方面。

不少研究表明，生物炭可促进土壤微生物活性、提高植物养分利用效率、提高土壤保水能力和改善土壤结构等特点。

同时，一些研究还在探索生物炭的功效机制。

例如，一些科学家认为，生物炭中的大量微细孔隙和高比表面积可以提供良好的微生物生存环境，有利于土壤微生物活性提高，而微生物能够分解生物炭生成的有机质，从而尽可能地利用养分和气体。

生物炭在土壤改良中的应用研究土壤，作为地球生态系统的重要组成部分，其质量和健康状况直接影响着农作物的生长、生态环境的稳定以及人类的可持续发展。

然而，随着工业化和农业现代化的加速推进，土壤面临着诸多问题，如土壤板结、肥力下降、污染加剧等。

为了改善土壤质量，科学家们不断探索新的方法和技术，生物炭的应用便是其中备受关注的研究领域之一。

生物炭，顾名思义，是由生物质在缺氧或限氧条件下热解产生的富碳固体物质。

它具有独特的物理、化学和生物学特性，这些特性使其在土壤改良中展现出巨大的潜力。

首先，生物炭能够显著改善土壤的物理结构。

它具有多孔性，能够增加土壤的孔隙度和通气性，使得水分和空气更容易在土壤中流通。

这对于植物根系的生长和呼吸至关重要。

同时，生物炭还能提高土壤的保水能力。

在干旱地区，这一特性有助于减少水分的流失，提高农作物的耐旱性。

土壤中的水分能够更好地被储存和利用，为植物生长提供持续的水源供应。

其次，生物炭对土壤化学性质的改良也具有重要意义。

它具有较高的 pH 值，可以中和酸性土壤，调节土壤的酸碱度，为植物创造更适宜的生长环境。

生物炭富含碳元素，能够增加土壤的有机碳含量，提高土壤的肥力。

而且，它还能够吸附和固定土壤中的养分，如氮、磷、钾等，减少养分的流失，提高肥料的利用率。

这不仅降低了农业生产成本，还减少了因肥料过度使用而对环境造成的污染。

在生物学方面，生物炭可以为土壤微生物提供良好的栖息和繁殖场所。

微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它们参与土壤中物质的转化和循环，对土壤肥力的维持和提高起着关键作用。

生物炭的存在能够促进有益微生物的生长和活动，增强土壤的生物活性，进一步改善土壤的质量。

生物炭的来源广泛，包括农业废弃物（如秸秆、稻壳）、林业废弃物（如树枝、木屑）以及生活垃圾中的有机物等。

将这些废弃物转化为生物炭，不仅实现了废物的资源化利用，还减少了废弃物对环境的压力。

然而，生物炭在土壤改良中的应用也并非一帆风顺。