生物炭添加对土壤腐殖物质组成的影响

为研究生物炭施入对土壤腐殖物质及组成的影响,将2种不同温度(350、550℃)下制备的稻壳生物炭分别以1%、3%、5%的比例加入供试土壤中共培养,采集培养后0、30、120、240 d的样品,提取土壤中的腐殖物质并进行分析。结果表明,随着2种温度制备的生物炭与土壤共培养的进行,土壤腐殖酸含量均呈先升高后降低的趋势,并随培养时间及生物炭添加比例增加而明显减少;土壤胡敏酸含量的变化趋势与腐殖酸一致,低温制备生物炭的添加可提高土壤胡敏酸E4/E6值,并随生物炭添加量的增加而增加,从而使土壤腐殖物质芳香缩合度降低;而高温制备生物炭则会增加土壤腐殖物质中芳香族成分的含量;此外,2种不同温度制备生物炭的输入均会使土壤胡富比值(H/F)低于未添加生物炭土壤。     

生物炭对连作障碍影响的研究进展

为改善连作土壤障碍，多种活性物质被应用于连作土壤中，其中生物炭因其孔隙结构丰富、含碳率高、理化性质稳定、比表面积大等特点在培肥改土、提高土壤生产力、改善土壤结构等方面取得了一系列研究成果。本文从生物炭的概念及特点、连作障碍发生的原因、生物炭对连作土壤理化性质及微生物的影响效果等方面展开综述，对生物炭施用缓解土壤连作障的效果做出总结，并对生物炭在今后的土壤理化性质改良等方面的研究进行展望。     

磷基生物炭对重金属的吸附效果及其环境风险分析

土壤重金属污染是近年来的研究热点,研究表明,含磷物质和生物炭均能降低土壤重金属污染程度,但是两者的结合对土壤中不同重金属的吸附效果及其潜在风险则鲜有关注。基于此,该文综述了磷基生物炭的制备方法,分析了磷基生物炭对不同重金属固定效果的影响因素,阐述了磷基生物炭固定重金属过程中可能存在的环境风险,并提出了在磷改性生物炭基础上负载金属氧化物的建议,以期为治理土壤重金属污染提供参考。     

生物炭与土壤微生物相互作用研究进展

生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质.目前关于生物炭农用效果的研究侧重于微生物生态方面,施加生物炭对土壤微生物的影响与生物炭性质及土壤环境条件有关.综述了生物炭与土壤微生物之间存在的直接和间接相互作用:一方面,微生物可直接矿化生物炭;另一方面,施加生物炭后土壤环境变化又间接影响微生物.     

不同种类生物炭对土壤重金属镉铅形态分布的影响

为探讨不同生物炭对土壤镉(Cd)、铅(Pb)复合污染的钝化修复效果,在Cd、Pb复合污染的土壤中施加不同种类、添加量的常见农业废弃物与城市污泥制备的生物炭,分析了土壤中Cd、Pb形态分配的变化,结果表明,添加生物炭可以改变土壤的理化性质,4种生物炭均显著提高了土壤的pH值、阳离子交换量和有机质的含量,与1%添加量相比,4%添加量增加幅度更大,pH、阳离子交换量和有机质含量分别比对照增加了2.7%~11.6%、12.7%~54.3%和252.0%~594.8%。4种生物炭不同程度地降低了重金属的弱酸提取态和可还原物质结合态含量,增加了可氧化物质结合态和残渣态的含量。不同种类生物炭相比,棉花秸秆炭对Cd的钝化效果最佳,其次为玉米秸秆、小麦秸秆和污泥生物炭,其中4%棉花秸秆炭处理下弱酸提取态、可还原物质结合态含量分别下降5.2%、25.5%,可氧化物质结合态、残渣态含量分别增加177.8%、166.7%。生物炭添加同样对土壤中Pb表现出了不同程度的钝化效果,不同生物炭对土壤中Pb的钝化能力表现为玉米秸秆炭小麦秸秆炭棉花秸秆炭污泥生物炭。相关分析表明,添加生物炭导致的土壤理化性质的变化可能是导致土壤重金属形态变化的重要原因。本研究结果表明,施用生物炭可有效改变土壤Cd、Pb赋存形态,促进Cd、Pb由生物有效性高的弱酸提取态、可还原物质结合态,向生物有效性低的可氧化物质结合态、残渣态转化,降低其生物可利用性,从而减轻土壤重金属污染危害。     

土壤污染修复中的生物炭-微生物交互作用研究进展

近年来,生物炭在污染土壤修复中的研究与应用受到广泛关注,且已被证实对于修复土壤重金属及有机污染具有显著的效果。生物炭可以改善土壤性质,影响土壤微生物群落,实现生物炭介导的微生物土壤污染修复。本文综述了生物炭对微生物的积极作用,包括提供额外生存环境、提供营养物质和改善原有栖息地[土壤团聚性、pH、阳离子交换能力（CEC）和酶活性]。这些影响将导致微生物丰度、活性和群落结构的变化。然而,生物炭所携带的可能威胁微生物群落的有毒物质也不应被忽视,如多环芳烃、呋喃等;同时生物炭在高温热解过程中产生的持久性自由基也会对微生物产生毒性。本文还讨论了生物炭介导的微生物修复技术在去除土壤污染物方面的应用现状,最后对生物炭-微生物交互作用在土壤污染修复中的研究方向提出了展望。     

生物炭制备及其对土壤理化性质影响的研究进展

生物炭作为一种新型的土壤改良剂和吸附剂,近年来成为农业、环境、能源等领域的关注热点。生物炭是通过有机物质在缺氧的条件下热解形成的,不同的原料及生产条件都会对生物炭的性质产生影响。生物炭能够能够改良土壤,改善土壤的容重、总孔隙度和保水性,还可以调节土壤的酸碱度,增强土壤阳离子交换量（CEC）,提高土壤养分。系统总结了生物炭生产方法、理化特性及其对土壤理化性质的影响,为优选生物炭、提升生物炭产品附加值、促进土壤改良提供理论支撑。     

生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展

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。因其具备原料来源广、比表面积大、孔隙发达、稳定性强等特征而得到了越来 越多的关注,现已成为土壤环境修复领域的研究热点。文章综述了近年来生物炭在土壤固碳方 面的国内外相关研究进展及机理分析,展望了生物炭在土壤修复领域的推广应用前景。     

生物炭对土壤理化性质及玉米生长影响的研究进展

生物炭具有多孔性、高阳离子交换量和低容重等良好的理化特性,对改良土壤性状及作物生长有一定的积极作用。本文分析了生物炭的特性,探讨了生物炭对土壤理化性质及玉米生长方面的影响,对生物炭今后的研究趋势与前景进行了展望,说明了生物炭在农业领域存在巨大的发展潜力,旨在为生物炭对土壤相关特性及玉米生长方面的影响研究提供参考。     

农作物秸秆生物炭对土壤改良的作用

<正>生物炭是有机物原料在完全或部分缺氧环境下,产生的一种有机物质,其特性含碳量丰富、性质稳定。在自然条件下,生物炭呈碱性,可用来改善酸性土壤;生物炭的体重小,表面积大,吸附能力强,可用来提高土壤通气性,改善土壤持水能力,使农作物更好生长。研究表明,秸秆生物炭对土壤修复有改良效果,使用5%秸秆生物炭修复土壤中的铅、镉、锌     

生物炭对土壤有机碳及微生物影响研究进展

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。     

生物炭对土壤重金属污染修复研究

土壤污染是我国当前面临的一项严峻的土地利用、粮食安全和生态环境问题,重金属污染由于其稳定性强、不易迁移、难以降解以及含有毒性成分等特点,严重危害土壤系统和生态系统。生物炭由于其自身比表面积、孔隙率较大以及官能团丰富等特点,对土壤重金属污染修复具有显著的效果。研究了生物炭对土壤重金属修复机理,综述了不同生物炭及改性生物炭复合材料对土壤重金属修复和改良情况,并结合实际,提出了加强针对多种重金属污染的生物炭修复技术研究和加强修复土壤重金属污染之后的土地利用研究等展望及建议。     

从国际会议看生物炭研究及产业发展动态——第一届生物炭研究与应用国际研讨会述评

我国农业发展已处于历史转折和变革期,绿色低碳发展成为新时期农业发展方向。在此背景下,加强耕地保护和质量提升,推进农业废弃物资源化利用,加快化肥农药减施增效、农业面源和重金属污染综合防治与修复等成为农业发展的重大议题。生物炭是生物质材料在厌氧高温条件下热裂解产生的高度芳香化的富碳物质,其独特物理和化学性质使其在土壤、环境和生态等领域具有广泛应用价值,成为土壤和农业可持续管理的重要途径。通过对第一届生物炭研究与应用国际研讨会进行总结与评述,对会议涉及到的生物炭制备及材料、生物炭与农业、生物炭与生态环境、生物炭与碳氮循环、生物炭与黑土地保护等领域的最新进展做了简要概括,对今后生物炭领域的研究热点进行了展望,以期为生物炭研究及产业发展提供参考。     

生物炭在土壤中的运动迁移及其对 土壤污染物影响研究进展

近年来,生物炭作为一类新型环境功能材料,具有比表面积大、孔隙率高、表面活性基团多等特性,在治理农业面源污染、改善气候条件、土壤性能改良等方面备受关注,成为环境科学等学科研究的前沿热点。介绍了生物炭结构和基本特性,对国内外生物炭及其所吸附的污染物在土壤多孔介质中的运动迁移及滞留机理研究进行综述,并分析了影响生物炭运动迁移的影响因素。最后对生物炭在土壤系统运动迁移研究进行总结和展望,为生物炭的应用和推广提供一定思路。     

黑土水溶性有机碳对有机物料还田的响应

【目的】探究不同有机物料还田措施下黑土水溶性有机碳含量及组成的变化特征,为黑土区土壤肥力提升提供科学依据。【方法】以黑龙江省克山县定位7年的有机物料还田小区为研究对象,采用常规测定及荧光分析方法,以单施化肥处理为对照,对配施有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料处理下土壤水溶性有机碳含量及结构进行分析。【结果】与单施化肥相比,配施有机物料使土壤水溶性有机碳含量提升9.65%—20.30%,土壤总有机碳含量提升6.63%—14.86%。各有机物料还田处理下土壤水溶性有机碳中类酪氨酸蛋白质物质、类色氨酸蛋白质物质减少。有机肥施入使水溶性有机碳中溶解性微生物代谢产物增加,使富里酸类物质、腐殖酸类物质增加并使二者结构简化;秸秆、生物炭使土壤水溶性有机碳中富里酸类物质结构简化;生物炭的添加使土壤水溶性有机碳中腐殖酸类物质复杂化。【结论】有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料不同程度上提升了土壤水溶性有机碳中各组分含量、增强土壤微生物分解代谢、使水溶性有机碳中结构相对简单的富里酸组分含量增加、结构简化,其中以有机肥效果最佳。     

改性生物炭特征及其对盐碱化土壤改良的研究进展

土壤盐碱化严重制约农业的可持续发展，但施用改性生物炭对盐碱地改良效果显著。为探究改性生物炭改良盐碱土壤的作用机制，本文归纳总结了不同改性方式对原生物炭理化性质的影响，以及改性生物炭对盐碱地的改良效果和影响因素。结果表明，改性生物炭具有比表面积大、含氧官能团类型和数量多、碱性物质比例下降等特点；可以促进盐碱化土壤团粒结构的形成，增加对盐分离子的吸附和养分保持，改变土壤微生物的功能结构，增强作物应对外界胁迫的能力。然而改性生物炭长期效应及在不同类型盐碱地上应用差异的研究较少。未来应进行不同类型盐碱地应用的大田试验，深入研究改性生物炭对不同盐分离子的吸附能力及长效作用，优化在不同盐碱类型下的改良途径。     

改性生物炭对镉砷复合污染土壤的修复研究进展

土壤镉砷复合污染已成为一个严重的环境问题,由于镉砷具有相反的化学性质,运用生物炭修复镉砷复合污染土壤效果不佳,而改性生物炭在修复镉砷复合污染土壤方面取得了显著的成果。本文介绍了生物炭制备的方法与理化性质,总结了生物炭修复单一镉、砷污染的效果与机理,并阐述了生物炭处理复合污染的不足和难点。重点综述了改性生物炭的制备方法及理化性质,改性生物炭修复土壤镉砷复合污染的影响因素,以及改性生物炭处理镉砷复合污染的效果与机理。与原始生物炭相比,改性生物炭对镉砷具有更高的吸附性能,在复合污染土壤修复中表现出明显优势。但是,改性生物炭的回收问题尚未完全解决,解吸再生和老化问题需要深入研究,改性生物炭仍具有广大的研究和发展前景。     

化肥减量配施生物炭对镉污染水稻土壤真菌群落的影响

研究施用生物炭以及配施化肥处理对镉污染水稻土壤真菌多样性及群落结构的影响,为修复镉污染水稻土壤以及水稻安全生产提供理论依据。以单施生物炭以及化肥减量配施生物炭6种不同处理模式下的水稻土壤为研究对象,对土壤真菌进行ITS1测序,并综合土壤理化性质,分析土壤真菌群落的变化。与CK相比,随着单施生物炭以及化肥配施生物炭处理下生物炭施加量的上升,土壤pH值、有机质含量以及全氮含量逐渐升高;土壤碳氮比在T2处理显著上升;土壤全钾、全镁、镉含量逐渐降低。测序结果表明,生物炭以及化肥配施处理后的土壤真菌群落多样性及丰富度无显著性差异。土壤真菌的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),生物炭配施化肥处理较对照处理显著提升了担子菌门的相对丰度,单施生物炭显著提高了壶菌门的相对丰度。RDA分析和Pearson相关性分析结果显示,土壤pH值、全氮含量及土壤碳氮比是土壤真菌群落结构变化的主要影响因子。     

黑土水溶性有机碳对有机物料还田的响应

【目的】探究不同有机物料还田措施下黑土水溶性有机碳含量及组成的变化特征,为黑土区土壤肥力提升提供科学依据。【方法】以黑龙江省克山县定位7年的有机物料还田小区为研究对象,采用常规测定及荧光分析方法,以单施化肥处理为对照,对配施有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料处理下土壤水溶性有机碳含量及结构进行分析。【结果】与单施化肥相比,配施有机物料使土壤水溶性有机碳含量提升9.65%—20.30%,土壤总有机碳含量提升6.63%—14.86%。各有机物料还田处理下土壤水溶性有机碳中类酪氨酸蛋白质物质、类色氨酸蛋白质物质减少。有机肥施入使水溶性有机碳中溶解性微生物代谢产物增加,使富里酸类物质、腐殖酸类物质增加并使二者结构简化;秸秆、生物炭使土壤水溶性有机碳中富里酸类物质结构简化;生物炭的添加使土壤水溶性有机碳中腐殖酸类物质复杂化。【结论】有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料不同程度上提升了土壤水溶性有机碳中各组分含量、增强土壤微生物分解代谢、使水溶性有机碳中结构相对简单的富里酸组分含量增加、结构简化,其中以有机肥效果最佳。     

生物炭施入对农田土壤及作物生长影响的研究进展

在高温条件下(通常700℃),通过限氧或完全缺氧对生物质原料进行热裂解和炭化所产生的一类含碳丰富的固态稳定物质称为生物炭。生物炭因其灰分中含有一定比例的矿质元素如钾、钙、钠、镁、硅等,它们以氧化物或碳酸盐形式存在,溶于水后呈碱性,所以生物炭普遍呈碱性;生物炭表面含有大量的—COOH、—COH、—OH等含氧官能团,丰富的含氧官能团易使生物炭表面产生大量负电荷,进而提高阳离子交换量(CEC);生物炭巨大的比表面积和丰富的孔隙结构有助于增强土壤持水、透气、保肥的能力,提高土壤对于易淋失养分元素和重金属污染物的吸附能力,具有提高肥料利用率、修复污染土壤的作用;生物炭还有助于促进土壤团聚体的形成,增加土壤水稳性团聚体数量;生物炭发达的多孔结构有助于降低土壤体积、质量,具有改善土壤物理性状的作用,同时对促进作物根系的生长发育、为土壤微生物提供栖息环境和生存空间、提高作物产量均有一定的效果。从生物炭的特性及制备影响因素、对土壤理化性质的影响、作物的生长发育及养分的吸收利用以及对污染土壤的修复和改良等方面进行阐述,并提出未来生物炭在农业等方面的应用,以期为相关领域学者提供借鉴和参考。