生物炭對土壤肥料的作用及未來發展

唐志文，羅從軍，李桂華

（1.新寧縣農業綜合服務中心，湖南邵陽 422700；2.新寧縣巡田鄉農業綜合服務中心，湖南邵陽 422700；3.新寧縣靖位鄉農業綜合服務中心，湖南邵陽 422700）

0 引言

近些年以來，生物炭已經被運用于居民日常生活以及農業生產實踐，生物炭的多層次作用與功能也表現得日益明顯。農業種植土壤具備特定的作物種植承受能力限度，因此在頻繁使用種植土壤的情況下，土壤肥力就會被過度消耗，同時也不利于土壤生態平衡的保持。為了維持土壤的良好肥力狀態，那么農業種植人員對于生物炭物質應當合理運用在農業種植全過程中，旨在增強土壤肥料作用，配合各種類型的土壤肥料來實現生物炭的最佳土壤元素成分改善效果。

1 生物炭的基本特性

生物炭指在缺氧的條件下對于生物質進行高溫處理，生物質中的油和氣徹底燃燒，剩下的殘留物就是生物炭。生物炭幾乎是純碳，埋到地下后可以長達幾百至上千年不會消失，等于把碳封存進了土壤[1]。有不少科學家認為，用生物炭捕捉碳元素可以達到相當穩定的程度與效果，能將碳元素封存在地下數百年，并讓土壤變得更肥沃。另外，生物炭還可以減少二氧化氮和甲烷等溫室氣體的排放。

生物炭是一種經過高溫裂解加工過的生物質，裂解過程不僅可以產生用于能源生產的氣體，同時還可以生成木炭。木炭被埋入地下，整個過程為碳負性。研究人員表示，生物炭能提高農業生產率，減少對碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞結構十分容易聚集營養物質和有益微生物，從而使土壤變得肥沃，利于植物生長，實現增產的同時讓農業更具持續性。這是由于生物炭可以把碳鎖定在生物群內，而非讓它排放到空氣中[2]。

因此從物質基本特性的角度來講，生物炭的重要形成根源就是運用化學反應的技術手段來改變生物質的固有結構與成分，生成類似于純凈木炭的物質。相比于竹炭以及其他種類的純炭物質而言，生物炭包含比例較高的活性有機質以及活性礦物質，客觀上決定了生物炭可以被用來改變土壤性狀與元素成分。

2 生物炭對于土壤肥料的重要作用

2.1 促進種植作物生長

農作物賴以存活的種植土壤環境如果無法得到改善，那么作物生長狀態就會受到比較明顯的阻礙影響。農業種植人員對于常用土壤肥料在合理添加的前提下，還要確保在土壤內加入適當總量的生物炭。農用化肥、有機肥以及農家肥在結合生物炭之后，土壤整體肥力條件將會獲得幅度較大的改善，有益于種植作物的良好生長趨勢得到維持。因此從促進農作物良性發育生長的角度講，正確運用生物炭物質具有不可忽視的保障作用意義。

融入土壤深部的生物炭對于土壤酸堿度能夠在最大限度內進行調整，降低種植土壤深部的營養元素物質損耗。農業種植人員對于各種水果、綠色蔬菜以及糧食作物在進行廣泛種植的情況下，應當能夠實時監控土壤酸堿度以及作物吸收土壤深部營養物質的比例，依靠生物炭來改造作物種植地區土壤，增強作物吸取均衡營養物質的能力。

研究人員目前已經能夠證實，生物炭以及禽畜糞便轉化形成的作物肥料之間可以產生反應，而且上述反應進行過程有益于作物種植土的內部結構調整以及土壤元素平衡性增強[3]。來源于禽畜糞便的天然肥料物質可以融入生物炭所在區域的土壤深部，確保生物炭以及作物糞肥物質能共同作用于土壤性質優化。生物炭所在區域的作物種植土壤相比于其他區域的農田土壤來講，通常表現為更加均衡的土壤肥料分布比例特征，根源就是生物炭以及田間糞肥共同發生了肥料效應。

2.2 改善土壤固有的理化性質

土壤化學性質主要涉及到土壤養分與土壤酸堿度，而土壤物理性質則表現為土壤孔隙度、土壤軟硬程度以及含水率等判斷指標。某些地區的作物種植土壤在沒有經過全面改善以前，土壤化學性質以及土壤物理性質無法達到最佳的程度與標準。為了確保土壤固有的理化性質在根源上獲得改善優化，那么技術人員對于生物炭應當能夠正確進行利用，合理控制生物炭融入土壤的含量[4]。

具有較大孔隙間隔的生物炭物質非常親水，生物炭在全面融入土壤深部以后，將會達到疏通土壤內部孔隙的良好實踐效果，并且對于土壤本身的軟硬程度也能進行適當調整。土壤深部在透過生物炭的基礎上，應當能夠有效確保土壤全面浸入水分，保證土壤深部含有充足的水分，進而達到飽和狀態的土壤孔隙程度。土壤深部的各種有益微生物由于受到生物炭的影響，因此就會導致分解后的微生物直接作用于改善土壤性質，確保農作物更加適合種植于土壤范圍內[5]。

生物炭除了能夠用來調整改變土壤深部原有的孔隙密度之外，此類物質還可運用在調節土壤本身的酸堿度，進而達到轉變土壤化學屬性的目的。堿性土壤比較容易表現為鹽堿化的趨向，技術人員對此應當重點選擇生物炭來進行土壤化學性質的優化，合理降低土壤中的堿性元素比例。與之相比，生物炭還能作用于偏酸性的農業種植土壤，通過保護土壤有益菌群與微生物的方式來適當提高土壤原有的酸堿值，改善種植土壤的整體理化性質。

2.3 平衡土壤內的有機質

有機質構成了土壤中不可缺少的核心物質成分，對于種植土壤如果要達到積累與增加有機質的目標，那么不僅需要依靠堆肥或者免耕作物的農業技術手段，同時還必須要結合運用生物炭物質。這是由于，融入土壤內部的生物炭能夠全面固化各種有機質，提升碳元素在種植土中的含量比例。因此在目前的現狀下，生物炭已經被視為新型土壤肥料，并且能夠確保穩定與平衡的碳元素總量變化狀況。土壤中的某種有機質如果含量過多，那么土壤深部的營養元素平衡狀態就會被突破。為了抑制過多的有機質元素存在，則需充分發揮土壤深部有機質以及生物炭的共同作用，依靠生物炭來抑制過量的有機質元素，提升其他有機質元素的比例。

某些農業種植戶為了達到促進作物盡快發育生長的效果，因此就會傾向于田間過度施肥，導致作物根部對于多余化肥無法進行徹底的吸收，進而造成多余化肥殘留在土壤深部。很多地區的耕種土壤由于積累了較多的土壤深部化肥，引發土壤固有狀態的顯著改變，不利于土壤酸堿平衡性的維持。農業種植人員針對各種化肥用量必須要確保合理加以控制，更多運用有機肥來取代傳統化肥。農家肥本身包含多樣與豐富的有機質，溶解在土壤中的有機質將會直接抵達農作物的根部，增加了作物根部吸收有機質的能力。在上述環節中，生物炭將會起到明顯的輔助促進作用。

3 未來研究進展

截至目前，相關研究人員針對土壤性狀改善與調節過程中的生物炭重要功能作用已經展開深入的研究探索，并且能夠證實生物炭具有融于深部土壤的能力，可以直接作用于改良土壤固有的生物性質。但是從總體角度來講，現階段的生物炭肥料作用機制仍然有待探究，旨在促進土壤肥料與生物炭達到高效性的融合，實時控制土壤內的各種元素成分[6]。農業技術人員目前在運用生物炭來控制調節土壤肥料的全過程中，應當重點探索環保性的生物炭融合方式，避免由于不當的生物炭融入方式導致土壤受到額外污染。

除此以外，技術人員還發現某些自然環境因素將會給生物炭的實際肥料效果帶來影響。在自然氣候產生改變的情況下，融入土壤內的生物炭可能會由于潮濕或者溫度較高的土壤環境而失去良好效能，無法發揮生物炭的最佳土壤性能優化改善效益。為了避免自然氣候改變給生物炭正常功能發揮造成的影響，那么技術人員仍然應當深入探討人工控制土壤深部溫濕度的專業手段措施，爭取運用網絡智能化的溫濕度調節手段來維持生物炭的功能發揮。

未來在研究生物炭肥料功能與特性的實踐中，研究人員應當緊密結合生物炭的獨特物質屬性，側重于土壤軟化功能以及土壤肥力改善功能的實現。同時，研究人員還要繼續嘗試將生物炭運用于作物耕種土壤，旨在達到土壤軟化的效果，依靠綠色技術手段來促進耕作種植土壤的各個層面性能改進。

4 結語

經過分析可見，施用土壤肥料的技術實踐效益如果要得到最大程度體現，則不能夠缺少生物炭的改良作用影響。技術人員對于作物種植土壤在適當加入生物炭的基礎上，應當能夠確保土壤化學性質、物理性質以及生物性質獲得全面與顯著的改善，在增強土壤肥力的同時也能達到調節酸性土壤與堿性土壤的目標。具體在配合運用土壤肥料的實踐中，農業技術人員必須要展開深入的探究與思索，正確運用生物炭來保證土壤營養元素的豐富性與均衡性。