生物質炭林業應用效果及應注意的問題

李歲俠

(陜西省鳳縣留鳳關林場，陜西 鳳縣 721707)

1 引言

森林在固定大氣二氧化碳及遏制全球氣候變暖起著重要作用[1]，因此，任何能夠增加森林碳匯的技術對林業生產及氣候改善具有重大意義。近年來，生物質炭作為新型土壤改良劑在農作物土壤改良、土壤碳匯及肥料養分緩釋方面得到了更多應用和關注[2]，然而，由于林業在碳匯方面所起的重要作用，生物質炭在林業方面的應用日益為人們所重視，并在林業一些方面有所應用[3～5]，隨著研究及技術推廣的深入，生物質炭在林業領域必將大有前途。

2 生物質炭與育苗基質

生物質炭可與土壤、泥炭、草炭及有機肥按比例摻混配比為栽培基質，其摻混量取決于與其配合的基質特征[3,4,6,7]。生物質炭也可添加到商業銷售的栽培基質中，其添加量可達到75%，但是經濟可接受的量為20%～30%范圍內[8,9]。生物質炭可替代栽培基質中的泥炭、珍珠巖及蛭石，起到既可提供疏松的質地及透水透氣能力，又可為栽培植物提供緩釋養分。對于城市樓頂綠化栽培基質，添加生物質炭，可大幅度降低對土的需求，從而降低栽培基質重量，降低樓頂所承受的重量[10]。泥炭栽培基質中添加生物質炭(泥炭用33%和50% v/v生物炭替代)可減輕鹽水灌溉對葡萄牙桂櫻(一種對鹽堿土壤敏感的綠化樹)對危害，還可降低基質中鉀離子和銨離子的淋失損失[11]。

3 生物質炭與育苗圃土壤

生物質炭可直接施用于育苗圃土壤或林地土壤中，可以開溝施入，也可土壤表面撒施后，用機械或人工翻土與混合。也可在樹干周圍圓盤狀施或開20～40 cm輻射狀條溝施，其施用量取決于經濟成本、生物質炭的質量及土壤肥力[3,4, 12,13]，通常施用量為15 t/hm2以下。對于富含礦質養分的生物質炭或化肥復合的生物質炭，如骨炭、生物炭基復合肥可按化肥養分量來確定施用量。生物質炭在植物生長的多個季節都可施用。生物質炭與化肥、有機肥配合施用效果更好，生物質炭與堆肥共同堆腐腐熟后施用肥效最佳。

4 生物質炭與營林復墾土壤

采礦區土壤復墾造林后，其土壤可用生物質炭改良培肥。施用生物質炭可提高土壤有機碳含量，改善土壤物理、化學性質，進而改善土壤中的生物活性，促進生土快速熟化。國內外研究報道，稻殼生物質炭可提高復墾土壤栽植樹的成活率及生長量[14]。生物質炭顯著增加造林恢復土壤的有機碳含量，有效磷及銨態氮和硝態氮含量，增加現存樹種數量，及增加桉樹數量，降低相思樹數量[15]。生物質炭還可鈍化金屬礦區土壤中的重金屬，降低其對植物毒害及植物的吸收累積。

5 生物質炭與樹抗病

施用生物質炭可提高樹對病害，甚至蟲害的抵抗力，5%(v/v)的生物質炭顯著降低楓樹疫霉菌潰瘍病害[16]。松木生物質炭(500～700 ℃生產)可顯著減輕桃樹重茬病害的發生，尤其是在生物質炭20%施用量(v/v)時效果更好[17]。12篇論文61例實驗的85%例實驗結果反映生物質炭有抑制土傳病害和風傳病害的作用, 12%例實驗結果不顯著，3%例實驗結果提高了發病率[18]。生物質炭通過多種機制提高植物對病蟲害的免疫力[18,19]。

6 生物質炭施用注意問題

有些生物質炭因礦質養分含量低，其強的吸附作用易于奪取土壤中速效養分，從而導致土壤速效養分缺乏，進而降低或抑制植物生長，因此，對于礦質養分低的生物質炭應補充肥料養分[2]，比如與化肥、堆肥及其他富含養分的物質配合施用，以降低生物質炭爭奪土壤養分的風險，改善樹苗及栽植樹的生長[20]。在施肥時注意盡量避免堿性生物質炭與含氨肥料混配使用，減少氨揮發的氮素損失。

收獲可食用產品的經濟林樹育苗基質及栽植土壤不宜施用含重金屬含量高的污泥炭或處理過有害物質的生物質炭，如茶樹、枸杞、咖啡樹、花椒、及果樹經濟林土壤。木材或薪柴林土壤施肥可施用污泥炭或處理過污水的生物質炭[21]，但是，屬于水源涵養林土壤則不宜施用含有污染物的生物質炭。