生物炭之低碳农业初探

农业生产过程与全球气候变化息息相关,如何减少农业温室气体排放,并探寻土壤固炭方法已经成为当前农业与环境研究中的热点。全文旨在摸索一条由生物质碳化技术为基础的低碳农业发展的可能途径。从低碳这一热点问题出发,本文对低碳农业的定义、特征、途径进行了基本阐述,同时论述了生物炭的基本特征,及生物炭在应用上的农学和环境学价值,并重点讨论了如何利用生物炭发展以低能耗、低排放、低污染为特征的低碳农业的可能模式,最后指出了当前生物炭在低碳农业研究和利用方面所面临的问题和挑战。     

工厂化杏鲍菇菌渣生物炭制备及质量评价

为了更好地利用菌渣制备稳定、优质的生物炭，以12种不同原料配方工厂化杏鲍菇菌渣为材料，建立高温裂解生物炭制备工艺，利用孔雀石绿吸附能力对生物炭进行快速质量评价。12种菌渣理化性质表现出一定差异。以X₀组菌渣为材料，12种处理炭得率为26.00%~47.17%，且随着温度升高而降低。综合炭得率、孔雀石绿吸附率和能耗，确定400℃、2.5 h为菌渣生物炭最适制备条件。以该条件制备的11种菌渣生物炭各组间炭得率无显著差异，对400 mg/L孔雀石绿2 h吸附率均达到95%以上，表明具有良好的孔隙度和吸附效果。本研究建立了一种菌渣生物炭制备工艺和评价方法，为工厂化菌渣生物炭化利用提供理论和实践依据。     

秸秆生物炭在农田中的应用研究综述

生物炭作为一种土壤改良剂应用到农田土壤中,能够在很大程度上改善土壤物理结构、提高土壤养分转化效率,缓解不合理生产制度所造成的土壤退化问题,对促进农业增产、保障国家粮食安全、提高土壤资源的可持续利用具有重要意义。本文通过分析和总结国内外专家对秸秆生物炭在农田中应用的研究成果,提出今后的研究方向,为农业生产中生物炭的应用提供理论支持。通过查阅和分析相关文献、资料,重点讨论了不同材料、热解温度的生物炭对农田土壤理化性质和作物生长的影响。目前,国内外对生物炭在改善土壤质量和生产力等方面的应用进行大量的试验,虽取得了一定的成果,但尚未形成一套完整的理论体系来阐述生物炭的生产方式、施用量等对农业生产的影响。土壤是一个复杂的环境,多种因素起着冲突作用,土壤—生物炭的相互作用还未完全被了解,在今后的研究中可适当调整实验设计,最大限度提高生物炭性能。     

生物炭对土壤肥料的作用及未来研究

为了促进中国生物炭的研究及农用,笔者回顾和综述了国内外有关生物炭的研究文献和发现,并提出了生物炭未来研究方向。总结如下：生物炭是生物质在无氧或微氧条件下低温热转化后的固体副产物,富含有机碳、多孔性、碱性、吸附能力强、多用途的材料。生物炭能够提高土壤有机碳含量,改善土壤保水、保肥性能,减少养分损失,有益于土壤微生物栖息和活动,特别是菌根真菌,是良好的土壤改良剂。在一些情况下,单施生物炭就能够促进作物生长或增产,但是生物炭与肥料混施、或复合后对作物生长及产量几乎都表现为正效应,这缘于肥料消除了生物炭养分低的缺陷,而生物炭赋予肥料养分缓释性能的互补和协同作用。生物炭延缓肥料在土壤中的养分释放,降低养分损失,提高肥料养分利用率,生物炭是肥料的增效载体。生物炭在土壤中极为稳定,可长期将碳固定于土壤,是固碳的潜力载体。利用废弃生物质生产生物炭,并将生物炭农用将是多赢的技术。但是,生物炭的研究仍存在许多问题,需要进行广泛深入的研究。因此,中国应加强生物炭的基础及应用研究,促进生物炭的生产及农用,推动21世纪农业的“黑色革命”。中图分类号：S143,S156     

生物炭施入对盐碱土壤影响的研究现状

盐碱土壤是中国重要的一种中低产土壤类型,由于土壤退化,盐碱地成了重要的后备耕地资源。生物炭作为农业的土壤改良剂、碳封存体和肥料的缓释载体越来越被广泛地认识和关注,在促进农业可持续发展中前景重大。通过综合分析生物炭的施加对盐碱土壤的物理化学性质、养分含量变化、微生物方面及作物生物量的研究进展,分析生物炭在盐碱地的改良效果,总结了生物炭在盐碱地改良的可能机制,以期为盐碱地的治理提供参考。     

功能性材料生物炭的农田应用效应

作为功能性材料,生物炭在应对耕地质量退化、全球气候变暖和能源危机等问题上表现出了独特的作用.综述了生物炭的理化特性及其在农田应用的效应和作用机理等方面的研究进展,并扼要地分析了生物炭在农业生产中应用的难点和研究方向,以期为生物炭应用和推广提供一定的思路.     

生物炭对不同土壤改良及生态效应影响的研究进展

本研究主要从生物炭特性以及其对不同土壤改良、作物生长发育、生态环境修复、温室气体减排等方面的功能进行综述,以期对生物炭在农业生产和生态环境保护等方面提供参考。为了研究生物炭对不同土壤改良及生态效应的影响,综述了国内外2017年以前的研究。发现生物炭作为土壤改良剂、肥料缓释载体以及新型环境功能材料等,其越来越成为农业与环境科学等领域的研究热点。然而,生物炭研究基本还处在理论和机制的探讨阶段,在田间应用与推广方面刚刚起步,今后还需科技工作者的进一步探索,文章最后阐述了未来对该领域研究的一些观点。     

土壤中砷的污染及微生物修复技术

微生物修复技术通过降低土壤中有毒污染物或降解成无毒害物质,提高土壤活性,是应用于农业生产发展的一种生物修复技术。砷是一种重金属种类中含有毒的物质,严重影响土壤质量和安全。微生物修复法广泛应用于土壤污染重金属砷的修复中,本文从我国土壤重金属污染现状和土壤中砷的来源着手,介绍了砷对土壤的影响,阐述了微生物对土壤重金属砷的化学和物理的修复方法和机理,分析微生物修复技术的优缺点及其研究趋势,并对未来微生物技术的发展做了展望。     

2000—2021年废弃物生物炭应用领域研究进展与前沿分析

生物炭是一种吸附材料,具有多孔结构,在改良土壤、修复污染等方面具有非常广泛的应用前景。为探究国内外废弃物生物炭应用领域研究布局和未来发展态势,通过Web of Science核心合集数据库和中国知网核心数据库下载的2000—2021年废弃物生物炭应用领域相关文献作为研究对象,利用CiteSpace及VOSviewer可视化分析软件、WOS和CNKI自带分析工具,从年度发文量及发文趋势、重要研究机构、重要期刊来源和作者、关键词共现图谱、关键词突现等不同的角度进行可视化分析,以期为废弃物制备生物炭并加以应用方面提供基础理论依据。结果表明：废弃物生物炭应用领域受到国内外广泛关注;外文发文量占比最高的是中国,表明了中国对该领域及其重视;该领域目前关注的重点有农林废弃物、热解温度、吸附机理等角度。     

生物炭对土壤肥料的作用及未来研究方向

随着农业生产技术水平的不断提升,先进科学技术逐渐应用于农业生产过程中,并且应用范围不断扩大,推进了我国农业的进一步发展。生物炭是在科学技术高速发展的背景下,应用于土壤改良中的一种新型物质。主要就其对土壤肥料的作用和未来研究方向展开探讨,旨在充分发挥生物炭的积极作用,推动我国农业的进一步发展。     

减农药配施炭-醋材料对烟草生长与病害的影响

为减少烟草种植过程中农药的过量施用问题,减轻农药污染,以烟草为试验对象,通过田间小区试验,研究减量农药配合炭-醋材料对烟草的农艺性状、产量、质量、病害和经济效益的影响。研究结果表明,与常规施用农药相比,减量农药配合炭-醋材料能促进烟草旺长期的农艺性状,抑制田间病害的发生,对产量、质量和产值无显著影响。减量农药10%~20%配合炭-醋材料能使烟草正常生长,满足对产量、品质及产值的需求。     

4种炭基复合改良剂可不同程度地降低糙米Cd富集

为了实现水稻的安全生产，降低土壤Cd生物有效性及糙米Cd含量，以4种炭基复合改良剂为材料，开展田间小区试验，研究其对土壤Cd生物有效性以及水稻植株吸收、累积及转运Cd的影响。结果表明，施用4种炭基复合改良剂（生物炭+沸石BZ、生物炭+沸石+有机肥BZM、生物炭+铁粉BFe、生物炭+钙镁磷肥BP）后，早稻和晚稻产量提高了4.41%～21.18%，其中BZM和BP表现较好，早稻增产更为显著。晚稻中Cd富集系数(BCF)总和大大超过早稻（1.07～3.75倍）。施用4种复合改良剂可使糙米Cd含量降低到0.03～0.23 mg/kg，除了施用BZ的晚稻糙米超标外，其余均符合国家食品安全标准，其中BP的效果最好。该研究表明炭基复合改良剂在Cd污染土壤修复中具有一定的应用价值，其中BP在中性或弱碱性土壤中的潜力更大一些。     

生物炭表面水溶活性分子可以有效提高水稻的耐旱性

生物炭是一种可以改良土壤、增强作物产量和提升作物品质的新型农林废弃物再利用材料。本研究通过振荡方式制备生物炭浸提液,利用水培系统培养水稻幼苗,以20%PEG6000、300 mmol/L和500 mmol/L甘露醇模拟干旱胁迫,研究生物炭表面水溶活性分子对水稻幼苗抗旱性的影响。研究结果发现:生物炭浸提液可有效缓解干旱胁迫造成的水稻种子萌发和幼苗生长抑制,缓解叶绿素含量、鲜重及存活率的降低,同时可以降低体内的活性氧积累等。实时定量RT-PCR检测表明生物炭浸提液促进干旱胁迫响应标志基因的表达量。研究结果说明生物炭浸提液可以提高干旱胁迫下水稻幼苗的抗氧化能力,进一步提高水稻幼苗对干旱胁迫的耐受性。     

生物质炭对土壤团聚体微域环境及重金属污染的作用研究

生物质炭作为一种优质的土壤改良剂,由于其实现了资源的可循环利用且在农业及生态领域中有着巨大的应用价值和现实意义,因而近年来受到国内外学者的普遍关注。笔者综述了生物质炭在土壤重金属污染方面的修复作用,并从生物质炭对土壤团聚体微域环境的阳离子交换量、养分及微生物等方面的改善及影响入手,探索了生物质炭对土壤重金属污染的修复机制,研究结果表明生物质炭对土壤重金属形态及生物有效性有显著的固定及改善作用。旨在为该领域未来的研究提出展望和建议,以期为生物质炭的发展动向提供参考。     

光电催化降解农药的研究进展

化学农药是一种危害高、难降解的环境污染物,农药残留对生态环境造成严重破坏并危害人体健康。光电催化具有安全环保、氧化能力强、易操作等优势,已成为降解农药残留最具前景的高级氧化技术之一。笔者综述了光电催化降解农药的基本原理、常用电极材料及制备方法,重点总结了光电催化降解农药的最新应用,评估了光源、pH等影响因素对农药降解的影响,这些为其短期内的实际应用提供了基础。目前涉及农药污水降解的研究较少,未来除针对电极材料改良外更应当侧重于实际农药废水的降解研究。     

生物炭、沸石与化肥配施的农学和环境效应的研究进展

生物炭和沸石在提升耕地生产性能和作物生产力,修复土壤障碍和改善农业面源污染等方面有着重要的现实意义和应用价值,与化学肥料科学配施可作为农业与环境可持续发展的重要战略之一。为了提高生物炭、沸石与化学肥料配施的农学效益和环境效益,简要归纳了生物炭、沸石与化肥配施的农学和环境效应研究现状,包括生物炭和沸石的性质与特征,生物炭、沸石对土壤理化性质的作用机理,生物炭、沸石与化学肥料配施的农学效应和环境效应。最后指出了生物炭、沸石与化学肥料配施存在的问题以及研究趋势。     

苯嗪草酮在国内前景良好登记市场潜力值得期待

<正>苯嗪草酮是一种低毒、高效、低残留的优良除草剂,主要用于甜菜田防除禾本科杂草和阔叶杂草,具有良好的市场前景。我国作为一个农业大国,对安全、优质、高效的农药产品有着巨大的需求量,优良的农药产品对促进我国农业健康绿色可持续发展具有重要意义,其中防除单子叶和双子叶杂草的除草剂苯嗪草酮(metamitron)就是一种毒性低、     

生物炭及炭基氮肥对土壤持水性能影响的研究

为了探明生物炭及生物炭基氮肥对土壤水分特征的影响,笔者采用实验室土柱入渗、水分特征曲线法测定了混入不同量生物炭材料、生物炭基氮肥土样的水分入渗率、水分吸持力等有关数值。结果表明：随着生物炭材料、生物炭基氮肥混入量的增多,2种土壤垂直土柱水分入渗率均逐渐减小;在水势相同情况下,与对照相比,混入量越大,土壤可保持的水分越多,但这种增加效应是有限度的,超过一定混入量（80 t/hm2）反而会降低土壤持水量;不同生物炭基氮肥对同一土壤及同一生物炭基氮肥对不同质地土壤持水容量的影响均存在差异。因此,在田间实际应用中,生物炭基氮肥对土壤水分特征的影响取决于生物炭基肥料的性质或特征、施用量及土壤质地等因素。     

生物炭的结构及其理化特性研究回顾与展望

作为新兴技术,生物炭技术及其应用在近年发展迅速,但由于来源、材质、炭化工艺等存在较大差异,导致生物炭特性及应用效果千差万别,研究结果难以比对甚至相悖,在一定程度上阻碍了生物炭研究与应用的发展。为此,本文从制约生物炭功效发挥的关键因素,即生物炭的结构及理化特性入手,系统梳理了近年有关生物炭的定义、形成、结构、元素及其主要理化特性和调控技术等方面的研究进展,总结分析了生物炭结构及其理化特性的共性、差异性特征及规律,厘清了有关生物炭特性及功能的基本观点、现状和共识。认为,生物炭的结构及其理化特性是影响生物炭作用、功能及效果的最主要因素,决定了生物炭的应用领域、范围、量级、目标和方向,采用改性或优化调控技术是发挥生物炭功效优势、潜力与价值的关键。并从资源与环境的"循环、可持续"发展角度,结合生物炭研究与应用实际,探讨了未来有关生物炭理化特性研究的基本原则和方向,旨在为生物炭基础科学研究与应用技术发展提供基础和参考。     

生物炭对土壤微生物影响的研究进展

生物炭的施用改变了土壤的理化性质，刺激了土壤微生物的活动，从而影响土壤质量和植物生长。通过研究生物炭对土壤微生物的影响，可以更好地理解生物炭与土壤以及植物之间的相互作用具有重要的意义。然而，生物炭对土壤特性的研究比较多，但对土壤微生物的研究比较少。本文主要从以下几个方面进行相关介绍：（1）生物炭施用对土壤理化性质的影响；（2）生物炭施用对土壤微生物生长的影响；（3）生物炭施用对土壤微生物群落多样性的影响；（4）生物炭施用对土壤微生物酶活性、微生物活性和生态功能的影响。主要论述了生物炭对土壤微生物的研究进展，并对其应用前景进行了预测，为中国农田生态系统的建设和发展奠定了基础。