生物质炭对农田土壤的影响

生物质炭具有丰富的孔隙结构和表面性能、巨大的比表面积、植物生长所需营养元素、较高的化学稳定性和较强的阳离子交换能力等特点,因而其在土壤改良、污染物吸附、固碳减排、土壤修复等领域具有特别大的应用前景.该文概述了生物质炭的作用及其研究进展,同时指出,目前生物质炭应用技术的研究还处于起步阶段,生物质炭的研究工作还有待于深入和加强.     

生物质炭对农田土壤磷有效性的影响研究进展

从3个角度综述了生物质炭对土壤磷素调控的相关研究进展,包括生物质炭处理下土壤对磷素的吸附固定特性,生物质炭对土壤稳定态磷的活化机制,以及生物质炭对土壤磷素的长效调控机制及其影响因素.目前生物质炭对土壤磷有效性影响的调控机制认识不足,,需要系统性的研究生物质炭-土壤-作物之间的互作及其非生物与生物调控过程,同时综合考虑土...     

生物质炭钝化农田土壤镉的若干研究进展

利用生物质炭治理农田镉污染是农业和环境界关注的热点。本文综述了近年来生物质炭对污染土壤中镉的生物有效性以及对作物镉吸收的影响等方面的研究进展,阐述了生物质炭钝化土壤中镉的多作用机制,分析探讨了影响镉钝化效应的生物质炭性质、土壤和管理因素,提出了提升钝化材料性能并改善管理以提高生物质炭钝化的高效性和持效性机制,建议未来该领域应加强生物质炭大田长期定位试验研究,以进一步为生物质炭污染治理提供科学依据。     

生物质炭改良土壤研究进展

综述了生物质炭的生产原料和基本性质,分析了生物质炭对改善土壤理化性质的作用、改善土壤微生物环境的作用、土壤重金属和有机污染的修复作用等原理及应用,并对其在土壤改良中的应用进行了展望。     

生物质炭对农田土壤有机碳及其矿化影响的研究进展

土壤有机碳在生物圈物质循环中起着重要作用,有机碳矿化将显著影响大气CO2的浓度,关系到养分的释放。近年来,生物质炭农用的土壤生态系统固碳减排功能方面的研究受到广泛关注。但由于研究中所采取的具体方法和研究对象等差异,目前研究的结果仍然存在争议。本文主要从试验材料、试验条件和驱动因子等角度综述生物质炭对土壤有机碳含量及矿化影响,并阐述进一步研究值得探索的方向,以客观评价生物质炭的农田固碳减排效应。     

生物质炭对土壤无机污染物迁移行为影响研究进展

生物质炭材料来源广泛,制备工艺相对简单,且具备丰富的含氧官能团、发达的孔隙结构和表面电荷,对有机污染物和各类无机污染物(重金属、氮磷、放射性元素)均具有良好的潜在吸附能力,被认为是一种低成本、高效的新型环境功能吸附材料.本文针对重金属、氮磷等土壤无机物,在介绍生物质炭基本性质的基础上,综述了生物质炭吸附无机污染物的机制,探讨了应用于无机污染土壤缓解和修复的可行性,并指出了相应的发展趋势.生物质炭的基本特性受来源材料性质、裂解温度等主要因子的影响,其碳含量和结构、H/C比值、孔隙结构、pH等性质有较大差异,这也导致生物质炭对重金属、氮磷等无机污染物的吸附机制包含了表面物理吸附、络合作用、静电引力、阳离子交换、共沉淀、碘-碳特殊作用等多种机制.然而,受土壤复杂理化性质和生物活性、生物质炭迁移性和稳定性等因素影响,生物质炭在无机污染土壤缓解和修复中的应用有很大潜力,但尚存在不确定性、调控性差等问题,甚至反而会活化土壤中的污染物.因此,在应用生物质炭缓解和修复重金属污染土壤时,应充分考虑土壤性质、污染程度和类型与生物质炭性质的匹配度.生物质炭更适合pH和有机质含量较低的镉、铅、铜、锌等重金属污染土壤;与低温生物质炭相比,高温生物质炭的适用范围更广.     

生物质炭对土壤微生物的影响

生物质炭作为一种新型环境功能材料,具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积。生物质炭不仅可以吸附重金属和有机污染物,而且还可以作为微生物载体。由于生物质炭在土壤改良方面的优异表现,以及可实现资源的循环利用,已成为生态学的研究热点。本文通过阐述生物质炭的内涵特性,就生物质炭对土壤微生物的影响展开探讨,以期为促进对生物质炭的有效利用提供一些借鉴。     

生物质炭施入对旱作农田土壤温室气体排放动态变化的影响

通过田间大田试验,研究不同梯度生物质炭施入量[0 t/hm~2(CK)、10 t/hm~2(B1)、20 t/hm~2(B2)、30 t/hm~2(B3)]对旱作农田土壤温室气体排放的影响。结果表明,施用生物质炭对土壤温室气体排放、增温潜势(GWP)和减排的效应强度(GHGI)具有不同程度的影响,与对照CK处理相比,在生物质炭B1、B2、B3处理条件下,土壤N2O的排放总量在2015年和2016年分别降低了24.55%~45.81%和6.97%~28.80%,处理间差异显著;CO_2-C排放量连续2年间分别提高了6.11%~22.84%和11.66%~26.02%,且在B3条件下差异显著;2015年和2016年GWP(100)与对照CK处理相比,分别降低了19.52%~46.53%和8.54%~41.42%;GHGI(CO_2+N_2O)连续2年显著降低,分别降低了19.79%~48.28%和9.44%~42.88%。综合连续2年试验结果,生物质炭施用对土壤CO_2的排放具有增加趋势,而对降低土壤N_2O排放、GWP、GHGI具有持续效应,且高用量(30 t/hm~2)下生物质炭的持续效应连续2年间具有稳定性。     

生物质炭基肥对农田土壤温室气体排放年际变化的影响

通过大田试验,研究分析不同梯度用量生物质炭基肥(0、10、20、30 t·hm~(-2))对旱作农田土壤温室气体排放的影响。结果表明,与对照(CK)相比,施用生物质炭基肥土壤的CO_2-C排放量在2015年和2016年分别提高了0.81%~23.05%和11.66%~30.94%;土壤N_2O的排放总量分别降低了13.32%~16.59%和7.90%~19.57%。综合连续2 a试验结果,本研究中生物质炭基肥施用增加了土壤CO_2排放,但对于降低土壤N_2O排放、全球增温潜势(GWP)、温室气体排放强度(GHGI)具有显著和持续效应,且在高用量下(30 t·hm~(-2))的持续效应具有年际间稳定性。     

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。     

生物质炭对土壤重金属污染修复作用的研究进展

土壤重金属污染危害大、隐蔽性强、治理难度大和修复时间长,与农产品安全问题存在密切联系,严重影响人体健康;生物质炭具有孔隙度丰富、比表面积大的特点,可提高土壤的物理、化学和生物特性,已广泛应用于土壤重金属污染的修复。为同类研究及生物质炭在土壤重金属污染修复上的应用提供参考,介绍了生物质炭的表面结构特征,从吸附沉淀、迁移能力、改变化学形态及生物有效性和降低作物吸收量等方面概述了生物质炭对土壤重金属污染修复作用的研究进展,并展望了未来的研究方向。     

生物质炭对大田作物生长的影响研究进展

生物质炭对不同农作物生长的影响存在差异性,总的来说施入一定生物质炭可以提高农作物产量、改善土壤理化性质;不仅对须根系农作物有增产效应,也对块根、块茎类作物增产效果明显;连续低剂量的施入对稳产、高产的效果高于高剂量;生物质炭与肥料混施能提高肥效的利用率、减少养分的淋失。也有个别反例存在。单独施用生物质炭对作物平均增产8%~15%,生物质炭混施能显著提高一些作物的产量。不同原料制备的生物质炭对作物增产效果存在一定差异。畜禽粪便的生物质炭28.3%~66.4%、木材12.1%~19.0%、作物秸杆类生物质炭2.6%~31.2%。生物质炭对不同作物类型的增产效果不同。果菜类增产28.6%~60.6%、豆类增产33.3%~79.5%。生物质炭不同施用量对作物增产效果不同。当施用量10 t/hm~2时,作物增产18.0%~30.8%,当施用量在30~40 t/hm~2范围内增产效果较好,当施用量60 t/hm~2后增产效果不显著。在300~650℃条件下制备的生物质炭对粮食作物和经济作物均有较好的增产效果。在匹配生物质炭特性、作物习性与土壤性质的前提下,适量适时施用合适的生物质炭可以达到降低成本、增加经济效益和保护环境的目的。     

添加蔗渣生物质炭对农田土壤有机碳矿化的影响

【目的】研究蔗渣生物质炭施用后农田土壤有机碳（SOC）矿化动态,为合理利用有机废弃物资源提供科学参考。【方法】在25℃、100%空气湿度条件下培养100 d,研究生物质炭不同添加量（0.1%、0.5%、1.0%和2.0%,以干土计）下水田和旱地土壤有机碳的矿化特征。【结果】各处理土壤有机碳矿化速率随时间的变化符合对数关系（P＜0.01）;土壤特性、生物质炭添加量及两者的交互作用对土壤总有机碳矿化有极显著影响（P＜0.01）;与对照相比,添加低量（0.1%）的生物质炭水田土壤有机碳累积矿化量降低了2.18%,旱地土壤有机碳累积矿化量降低了4.62%;添加低量生物质炭（0.1%和0.5%）对旱地SOC矿化的影响效果更明显,而添加高量生物质炭（1.0%和2.0%）则对水田土壤的影响效果更明显;培养前期生物质炭对水田土壤原有有机碳矿化正激发效应高于旱地土壤,后期对旱地土壤的负激发效应更稳定且维持时间更长。【结论】添加生物质炭不改变SOC矿化趋势。添加低量（0.1%）的生物质炭可抑制SOC矿化、促进SOC的积累。     

生物质炭对土壤解磷菌分布及磷转化的影响研究进展

中国农田普遍缺磷,而磷肥易于被土壤颗粒固定,利用率低,导致土壤中留存大量固定态磷。激活土壤解磷菌是解决土壤有效磷缺乏与固定态磷素过量累积矛盾的关键。近年来,在生物质炭施用对土壤解磷菌群落影响方面的研究取得了一系列进展。本文综述了生物质炭施用对土壤解磷菌数量、群落组成、多样性、互作关系以及土壤磷酸酶活性的影响。最后,本文分析了目前生物质炭施用与解磷菌关系研究中的局限,并进行了研究展望,可以为科学施用生物质炭、活化土壤磷库提供理论基础和应用依据。     

生物质炭对农田N_2O排放及氮素淋失的影响研究进展

生物质炭作为环境友好型材料,具有高度稳定性和较强的吸附性能,施入土壤后能改善土壤结构,提高土壤肥力,增强生物固氮能力,还可减少温室气体的排放,农田土壤添加生物质炭会间接或直接对土壤氮素物质转化产生影响。本文从生物质炭的特性出发,概述了生物质炭的固氮机理、生物质炭的输入对农田N_2O排放以及氮素淋溶的影响,对研究中存在的问题进行分析,并提出展望。     

生物质炭对土壤物理结构性状和水分特征影响的研究进展

生物质炭因其多孔性、容重小、比表面积大、表面电荷多及稳定性强等特点对土壤物理结构和水分转运产生影响,是土壤改良和修复的重要材料,其可通过不同的物理化学途径作用于土壤,但其对土壤的影响随土壤自身理化性状和生物质炭原料类型不同而异。从生物质炭的组成、制备、性质特征等方面入手,结合土壤物理结构和生物质炭类型,综合阐述生物质炭对土壤团聚体结构、孔隙分布、容重大小和水分特征等方面的作用,梳理归纳生物质炭在改良土壤物理结构性状方面的研究进展。研究结果表明,生物质炭主要通过结构扩容、孔隙调节、胶结絮凝、物理吸附、配位络合、共沉淀等方式作用于土壤胶体表面,实现对土壤物理性状的改良和修复。综述分析了生物质炭研究的现存问题,并提出了今后生物质炭研究应重点关注生物质炭在土壤物理结构改良上的实际应用效果及不同类型生物质炭施用后的环境风险评估等方面。     

湿地土壤碳循环研究进展

湿地是地球上碳储量最大的陆地生态系统,其碳储量约占陆地生态圈总碳量的20%.湿地碳的90%以上储存在湿地土壤中.湿地土壤碳的循环对全球大气碳的收支平衡以及全球气候变化可能产生重大影响.概述了湿地土壤碳素变化与温室气体排放的关系、湿地土壤碳素循环过程及其影响因素等方面的研究进展,提出了进一步研究的问题.     

生物炭对农田土壤微生物生态的影响

生物炭是一种新型的土壤改良剂。虽然,生物炭目前已经在土壤微生物生态领域中被不断研究,但是大多数都是将两者分开研究,对两者之间相互的作用缺少一定系统性的研究和评价。文章针对生物炭对农田土壤微生物生态的影响展开分析,借以保证生物炭在应用过程中的科学性和有效性。     

生物质炭对土壤硝态氮淋洗的影响

在过去10年中,施用生物质炭降低氮素淋洗正逐渐成为研究热点。为全面总结分析生物质炭在降低农田土壤硝态氮淋洗方面的影响,本文收集了2010-2016年在中国知网和Web of science上发表的相关中英文文献41篇,采用加权平均法对数据进行处理。结果表明：在农业生产过程中,86%的研究数据表明施入生物质炭可降低土壤硝态氮淋洗,且降低比例随生物质炭施入量的增加而升高。同时,98.2%的研究数据显示生物质炭的施入可以减少土壤水分淋溶体积,平均降幅达10.0%。生物质炭的施用效果以在中性土壤（pH=6.48）为最佳,硝态氮的淋失减少量达30.7%。研究表明,生物质炭可以降低土壤硝态氮的淋洗,平均降幅达24.6%,其淋洗效果主要与生物质炭施用量及原材料有关,此外土壤类型、土壤酸碱度等也是相关影响因素。但是目前关于生物质炭对硝态氮淋洗的研究主要集中在室内土柱模拟,未来仍需长期的田间定位试验来进一步验证其作用效果。     

生物质炭对土壤性状和作物产量的影响

综述了生物质炭(biomass charcoal)对土壤性状和作物产量的影响.生物质炭化后与木炭相似,耐降解,可提高土壤碳库容量,减少温室气体排放.同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强.在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量、吸附氮、磷及矿物离子,减少养分损失,在一定范围内,普遍能增加作物生物量和产量,因此认为生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有效途径.