生物炭在农业上的研究进展

近年来,随着亚马逊黑土增产作用的出现,对于生物炭的研究不断深入,发现其良好的理化性质可作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂,开始成为农业领域的研究热点。生物炭农用是碳减排的过程,将废弃生物质生产成生物炭,不仅解决了废弃生物质问题,而且给农业生产带来显著效果。通过国内外有关研究成果的综合分析,重点阐述了生物炭对土壤性质和作物生长的影响。     

农用生物炭研究进展与前景

生物炭以其良好的解剖结构和理化性质,广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景,成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文综合分析、评述了生物炭在土壤、作物、农田生态系统等领域应用的主要研究进展及其未来保障中国粮食安全的重要意义,从低碳、循环、可持续视角,客观、辩证地探讨了生物炭在农业上的应用价值及其产业化发展前景。生物炭在修复土壤障碍,提升耕地生产性能和作物生产能力,促进农业可持续发展和保障国家粮食安全等方面具有重要现实意义和应用价值,本文结合中国国情,提出了进一步深入研究与开发生物炭产业的方向与建议,旨在为中国生物炭产业的健康发展提供参考。     

生物炭的研究现状与对策分析

生物炭也称生物质炭,是生物质原材料如植物组织、果园枝条、农作物废弃物、动物骨骼等在厌氧或缺氧的条件下,高温裂解炭化而成的一种富碳产物。生物炭技术作为新兴的综合技术,已成为全球农业、生态和碳减排等领域研究的前沿热点。介绍了生物炭的基本特性,并对其在农业生产和生态环境方面的应用研究进行了综述,最后分析了生物炭研究中存在的问题并提出了相应的对策,希望为生物炭技术的应用和推广提供一定的参考。     

基于CNKI的我国生物炭研究趋势文献计量学分析

为客观全面地分析我国生物炭领域的发展脉络及研究动态,利用CNKI中国期刊全文数据库的出版年份、论文数量、研究机构、资助资金等指标,结合Citespace关键词可视化分析方法,系统阐述我国生物炭研究领域的概况,综合分析我国生物炭研究的主要热点及趋势。结果表明：我国生物炭领域的研究处在快速发展阶段,总发文量呈指数增长;发文量最多的研究机构是南京农业大学,被引频次最多的是西北农林科技大学;我国生物炭领域的研究主要受国家层面的基金引导;南京农业大学的潘根兴发表生物炭文章最多,被引频次最多的作者是西北农林科技大学的耿增超;发文量和总被引频次最多的期刊均是《农业环境科学学报》,篇均被引用次数最多的期刊是《应用生态学报》;我国生物炭研究的热点主要集中在肥料、土壤有机碳、土壤养分、吸附、解吸、改良剂等方向。总体而言,我国生物炭研究热点从农业领域向环境领域转变,土壤环境污染修复、土壤质量改善和土壤可持续发展、碳库储量提升是我国未来生物炭研究的主要趋势。     

农田施用生物炭的固碳减排效应及其影响因素综述

全球气候变暖,土壤肥力下降,农业生产面临的问题日益严峻,如何保障粮食安全已成为人类可持续发展的重要课题之一.生物炭因其碳含量高、稳定性强的特殊性质,已成为多学科领域研究的热点,将其应用于农业领域也表现出巨大的潜力,可在减少温室气体排放的同时培育土壤碳库、改善土壤理化性质及生物学特性,进而提高作物产质量,取得较高的生态环境效益.本文在前人大量研究的基础上总结了生物炭在农业生产上的应用,系统归纳分析了生物炭固碳减排的作用机理及影响因素,提出了适用于农田土壤固碳减排的生物炭制备原料、制备温度、施用量,在未来发展方向上,需要进一步优化炭化技术、加强生物质炭性质与土壤类型互作对固碳减排的研究.     

施用生物炭对土壤和作物的影响

生物炭是将农作物秸秆、木屑等含碳量丰富的生物质材料在无氧或限氧的条件下热解而得到的一种细粒度、多孔性的碳质材料,其农业利用的发展前景广阔.原料种类、生产过程中的温度以及添加物料对生物炭的性质都有较大的影响.土壤中施用生物炭可以改变土壤的基本性质、土壤养分和离子的赋存特征、土壤微生物和酶活性.生物炭施用量影响其作用效果.施用生物炭能够明显改变作物根系和植株的系统发育,影响产量和品质构成.要进一步强化生物炭与土壤的氮、磷等营养物质的互作效应、生物炭性质特征与保护地土壤质量改善、生物炭对作物生理生化和产量品质的影响以及“生物炭-土壤-作物”连续体等方面的研究.     

生物炭及生物炭基肥在农业中的应用研究进展

生物炭可作为土壤改良剂单独施入土壤,改善土壤环境条件,也可与肥料混合制成生物炭基肥,其具有养分缓释、增产稳定等一系列优点,在农业上的应用越来越广泛。主要从生物炭对土壤理化性质、微生物、农业温室气体排放、作物生长和产量的影响,对农田土壤污染的治理,以及生物炭基肥对肥料养分、作物生长和产量的影响这几个方面,对生物炭及生物炭基肥在农业中的应用研究进展进行综述,阐明其优点和不足,并提出了进一步的研究方向,旨在为生物炭和生物炭基肥在农业中的应用研究提供参考。     

生物炭在土壤中矿化的研究进展

虽然生物炭因自身特性决定了其矿化缓慢,但生物炭矿化仍能影响土壤生态系统内部及外部物质循环,该方面的研究对于区域碳格局、碳平衡和储碳改土都具有重要意义。人工合成的生物炭的原材料、制备条件以及所处土壤类型的不同,其矿化率不能以自然形成的土壤黑炭类推。研究方法从CO_2流量测定法、常规差减法发展到稳定同位素~(13)C技术的应用,使得生物炭矿化研究更加精确。生物炭特性受其源材料、制备温度、制备过程升温率、最终温度及其后续处理等影响,进一步影响其矿化阶段特点。生物炭矿化的根本是因土壤微生物的作用,而该作用是多种菌群作用的综合效应。自然条件下微生物活性受到诸多外界环境因素(包括土壤类型、土壤温度、水分、通气状况、土壤结构、植被类型和农田管理模式等)的影响,多种因素综合作用使得自然条件下的生物炭矿化速率明显小于培养试验。从生物炭矿化及其研究方法、生物炭矿化阶段、生物炭矿化受影响的诸多因素(包括生物炭来源、制备方法、制备温度、土壤类型、温度、水分和耕作制度等)几个方面分别展开综述,综合分析评述了生物炭输入土壤的矿化特征方面及其微生物学机制的主要研究进展。     

生物炭与农业环境研究回顾与展望

本文综合分析、评述了生物炭在农业环境领域应用的主要研究进展,从生态安全和可持续发展视角,探讨了生物炭对农业生态环境系统的重要影响和潜在价值,并对其应用前景进行了客观、深入、综合的分析。认为生物炭在治理农业面源污染、提升耕地质量、修复重金属污染农田、应对气候变化、维持和稳定农业生态系统功能及保障农业环境安全等方面具有重要意义和应用价值。结合我国农业发展现状,提出了未来生物炭在农业环境领域的研究方向和发展重点,旨在为生物炭的应用及产业化发展提供参考。     

生物炭调控农业废弃物堆肥过程的研究进展

生物炭以其富碳多孔的功能性结构而被应用于农业生态环境。总结生物炭的酸碱性、比表面积和孔隙体积、灰分含量和阳离子交换量等主要性质，为其在农业领域的应用提供研究基础。基于此，从生物炭调控堆肥过程、促进物料中有机质的降解及腐熟、减少堆肥过程中的碳损失和氮损失、降低堆肥中重金属的生物有效性以及提高堆肥肥效等6个方面综述了生物炭改善农业废弃物堆肥过程的研究进展，为生物炭在农业废弃物堆肥中的应用提供思路和参考，并对其在堆肥系统中的应用进行了展望。     

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。     

生物炭对土壤肥料的作用及未来研究

随着社会的快速发展,科学技术的不断发展,使得我国众多领域都获得了发展,特别是农业上。现阶段的新型农业先进技术在不断的增加,其中生物炭所具备的独特性质能够在土壤肥料方面产生更好的作用,并且随着其研究的不断深入,其一方面在农业方面具备十分广泛的应用,并且其应用的领域也在不断的进行扩展。本文简述了生物炭,并且在这个基础上,对生物炭对土壤肥料的作用及其未来研究进行了全面的论述。     

生物炭与生物炭基肥利用研究进展

生物炭由于其自身具有的优良性状,可以用作土壤改良剂,改善土壤条件与环境。将生物炭与肥料融合制备生物炭基肥,在秉承其原有优良特性的基础上,能进一步促进作物增产,并对减少化肥施用具有重要意义。文章在总结国内外已有研究的基础上,从生物炭与生物炭基肥对土壤的物理、生化性状及对作物生长的影响进行综述,并简要综述不同量的生物炭基肥替代化肥施用对土壤与作物生长的影响,阐述当前生物炭与生物炭基肥研究中存在的问题与不足,提出进一步的研究方向,旨在为农业生产提供施肥依据。     

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。     

生物炭及其复合材料的制备与应用研究进展

生物炭含碳量高,具有较大的孔隙度和比表面积,是天然的吸附材料,其吸附性能高、成本低廉,具有改良土壤、增加碳汇、修复环境污染等功能,被广泛应用于农业、生态修复和环境保护领域。近年来,越来越多的学者开始研究生物炭复合材料的制备,将生物炭与其他材料组合,利用物理、化学方法合成具有新性能、新结构的材料,提高吸附材料的性能。通过综述生物炭及其复合材料的制备、表征方法以及其在污染治理方面的应用,阐述了生物炭及其复合材料对水体和土壤中污染物的修复机制,在此基础上提出了将来研究高效生物炭吸附材料的重点和方向,以期为生物炭的大规模应用提供参考。     

生物炭修复重金属污染土壤的研究进展

生物炭稳定材料有巨大修复潜力,由于其稳定性强、修复效率高、绿色环保等特点成为当前土壤重金属修复的一大研究热点。参阅国内外关于生物炭修复土壤各类重金属污染的文章,从生物炭的结构和基本特性、生物炭吸附重金属的机理、生物炭吸附重金属的影响因素、生物炭对重金属生物有效性的影响这4个方面进行阐述,并对生物炭在土壤重金属污染中的修复潜力与未来的研究方向进行了相关的展望。     

土壤矿物质增强生物炭稳定性的机制综述

近年来,生物炭因其在环境中的高稳定性以及固碳减排功能,成为国内外的研究热点。然而,生物炭并不是完全惰性的,它的稳定性与其化学结构和所处的环境体系密切相关。为探究生物炭在土壤矿物质作用下的稳定性和固碳潜能,本文通过分析生物炭与土壤矿物质中无机离子的相互作用机理、生物炭与矿物质颗粒团聚过程,系统论述了土壤矿物质对生物炭稳定性的影响。土壤矿物质无机离子可与生物炭发生络合、阳离子桥联、沉淀和静电吸引等相互作用形成有机-矿质复合体,矿物质颗粒成分可与土壤有机质和生物炭等发生团聚,这两种形式为生物炭提供物理保护,提高生物炭的化学稳定性。生物炭在团聚体中的分布会随时间变化:前期主要存在于粉+黏团聚体,后期主要分布于微团聚体和大团聚体。团聚体的形成将限制微生物的数量与类群、降低生物炭与微生物接触概率、减缓微生物降解利用生物炭的速率,进而增强生物炭的生物稳定性。     

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。     

促进生物炭工业生产与土地利用推动21世纪农业“黑色革命”——生物炭在土壤改良与修复中的作用

生物炭是由生物质废弃物在缺氧及低氧条件下经热裂解产生的一类难熔的、稳定的、高度芳香化的富含碳元素的固态物质。本文论述了生物炭的特性,重点阐述了生物炭对污染土壤、酸性土壤、盐碱土壤等障碍性土壤改良修复的作用机理,并提出促进生物炭工业化生产和土地利用,是达到废弃物资源化利用,固碳节能减排,应对全球气候变化,实现生态与农业可持续发展的最佳途径。     

基于文献计量的生物炭土壤效应分析

生物炭是指由生物质在无氧或限氧条件下热解生成的有机材料.近年来,由于其在土壤性质改良、土壤固碳减排以及土壤污染修复等方面表现出的积极效果,越发受到相关学者的关注.本研究通过文献计量方法,对生物炭土壤效应研究领域中国知网(CNKI)数据库收录论文的数量及被引情况、载文期刊分布等进行统计;并借助CiteSpace文献可视化软件,分析论文的作者合作、机构合作、研究热点与趋势等.结果表明,在我国生物炭土壤效应研究领域,CNKI数据库共收录文献2215篇,年度发文量呈明显上升趋势,表现出缓慢增长—平稳增长—快速增长3个阶段;文献被引频次最高的论文是2009年发表在《应用生态学报》上的"土壤生物质炭环境行为与环境效应";耿增超、陈温福和孟军是发文量、文献被引频次与篇均被引频次均较高的学者;发文量最多的机构为南京农业大学,西北农林科技大学与中国科学院南京土壤研究所的发文量、被引频次、篇均被引频次和中介中心性均较高;《农业环境科学学报》刊载文献数量最多,文献被引频次最高,《生态环境学报》刊载文献篇均被引频次最高;近阶段基于CNKI文献的研究热点为生物炭植烟土壤效应、生物炭土壤NH4+吸附作用及N2 O减排机制、生物炭对土壤酶活性的影响、生物炭对黄瓜生长与产质量的影响以及生物炭紫色土效应等.上述研究结果从相关文献的角度,定量、客观、科学地描述了生物炭土壤效应研究现状与趋势,以期促进生物炭土壤效应的深入研究,并为相关学者凝练研究动向和科学问题等提供参考信息.