上海油菜生物质炭技术的应用

在气候变化的大背景下，农田固碳（增加土壤有机质）减排（来自有机质分解产生的甲烷和化肥施用产生的氧化亚氮）是农业实现碳中和的目标和技术途径。科学家比较了多种减排技术，发现生物质炭土壤施用固碳减排潜力极为。和碳固定与碳封存、生物能源利用、土壤固碳等当前较为流行的技术相比，生物质炭化还田环境代价小、成本低，且经济可行。即利用了农业生产产生的废弃物质，又进一步起到了固碳减排的作用。因此生物质炭在未来绿色农业中具有极大的应用潜力。不同类型生物炭施用对土壤理化性质会有不同的影响。上海油菜生物质炭技术的应用

生物质炭可以提供养分：生物炭作为土壤腐殖质中高度芳香化结构组分的来源，不仅能稳定土壤有机碳库，而且能够吸收温室气体二氧化碳，增加土壤活性有机碳源，促进农作物对碳的转化吸收。生物炭的灰分主要是硅、钾、钙、镁、磷、钠等元素，还有硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量元素，虽然不能满足农作物生长需要，但具有无机养分仿生化、平衡化的特点，可以为农作物提供的养分，既是化学肥料的补充，减少化肥使用量，又能提供农作物必须的、而普通复合化肥无法提供的微量元素，对农业平衡施肥、增产增收和保证作物品质具有重要作用。上海油菜生物质炭技术的应用生物质炭的添加可以刺激土壤微生物活动，从而影响微生物群落的特性及代谢酶活性。

生物质炭不仅是含碳量丰富的稳定物质，而且具有多孔结构、容重小、比表面积大和吸附能力强等特性，在自然条件下通常呈碱性。由于生物质炭的容重远低于矿质土壤，其添加往往可以降低土壤的容重。生物质炭的孔隙分布、颗粒大小以及在土壤中的移动都可以影响土壤孔隙结构，其多孔结构使表层土壤孔隙度增加，进而促进微生物的活动和植物根系的生长。生物质炭可以吸附和保持土壤水分，增强水分的渗透性；其对土壤孔径和分布的改变，可以影响土壤水分的渗滤模式、停留时间和流动路径。生物质炭的添加不仅有利于土壤团聚结构的改善和稳定，其自身也因团聚体的物理保护作用而得以在土壤中长期存留。

生物炭的pH一般呈碱性，Balwant等研究发现，生物炭pH介于6.93～10.26范围之间，也有研究报道可以制备pH介于4～12之间的生物炭。生物炭中无机矿物是造成生物炭pH偏碱的主要原因，生物炭的表面含氧官能团(如羧基和羟基)也可能对生物炭的pH有一定的贡献。阳离子交换量(CEC)是反映生物炭表面负电荷的参数，也决定其在土壤中持留铵、钙和钾等阳离子的能力，生物炭CEC与其表面含氧官能团含量正相关。现有报道中生物炭的CEC差异很大，介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等认为生物炭的CEC介于71.0～451.5mmol/kg范围之间。生物质炭的多孔性及其所含的营养元素为微生物的生长繁殖提供了有利的环境。

生物质炭是一种多孔质炭材料，外观黑色，形状主要有粉状和颗粒状。生物质炭根据原料来源不同，可以分为木炭、稻壳炭、秸秆炭等。秸秆炭理化特性：每千克炭中合钾53g、氮4.3g、磷2.6g、镁3.52g、微量元素铜0.015g、铁0.58g、锌O.11g，比表面积171m2/g。生物质炭具有发达的孔隙结构，较大的比表面积，特异的表面官能团，稳定的物理和化学性质，能耐酸碱，能经受水湿、高温及高压，特别是制成活性炭后，是优良的吸附、净化材料、也可以作为催化剂或催化剂载体。生物质炭的制备方法简单多样，包括高温热解、水热碳化、传统碳化等类型。制备场地也灵活多样，从大型工业到小型家庭规模，甚至在农田场地都可以制得。因此，其在应用和推广方面具有优势。不过，目前生物质炭的有效性取决于其物理和化学特性，而这些特性受到废弃物本身的可利用性和生产加工制造等因素的影响，对其机理还需进一步系统研究。我们的生物质炭是由秸秆等农作物废弃物制成，能够有效利用农作物废弃物资源。上海油菜生物质炭技术的应用

低剂量多年施用和一次大剂量施用生物炭对作物产量会有所不同。上海油菜生物质炭技术的应用

生物炭的含碳量随炭化温度的不同而发生改变，生物炭性质也受到制备温度、加热速率、通气条件等条件的影响，以温度影响较大。随制备温度的升高，生物炭产量下降，但其碳含量、灰分含量、比表面积以及孔隙度却随着温度的升高而升高。裂解温度与生物炭碳、灰分含量呈正相关，相关系数分别为0.17和0.28。随着裂解温度的升高，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极负相关，相关系数为–0.77。因为热裂解温度增高，易热解含碳化合物残留降低，生物炭中难分解碳物质比例相应增高，固定碳含量增大，继而碳含量增多。热裂解温度升高，有机物损失增大，灰分在生物炭中含量相应增大，由1404植物营养与肥料学报22卷于灰分是碱性物质，生物炭pH因生物质热解温度增高而提高。生物炭碳含量高意味着被氧化为无机灰分的部分减少，反之亦然。上海油菜生物质炭技术的应用