生物炭在土壤环境中的应用研究及展望

李庆维，赵霞，魏晋飞，张瑞

(兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050)

人类发展过程中对生态环境的破坏导致土壤质量日益恶化，使得农业的发展受到了极大的影响。生物炭是一种多功能的吸附材料，来源于亚马逊河存在的一种黑色的肥沃土壤，研究人员在这种土壤中种植的农作物产量要比普通土壤高，从而引起了人们的广泛兴趣，经过多年的研究与发展，在2007年澳大利亚国际生物炭会议上取得统一命名[1-4]。生物炭被定义为在微氧或无氧条件下经过低温热分解得到的富碳固体，其自身的多孔结构有利于土壤中各种离子的平衡与调控，对农作物所需营养物质所表现出的强吸附性可以有效改善土壤质量。

1 生物炭的基本特征

生物炭主要由C、H、O、N等元素组成，且含有丰富的矿质元素，施加到土壤中可以提供给土壤必需的营养并提高土壤肥力[5-7]。与传统的活性炭等炭材料相比，生物炭的组分中含有大量的芳香族基团，特别是溶解的芳香族基团结构比例较大，从而呈现高度的稳定性[8]。又因生物炭具有丰富的多孔结构以及较大的比表面积和良好的通气性、透水性，所以可以作为土壤微生物生长的媒介、改变土壤中微生物的群落结构以及大幅度提高土壤整体的养分含量和含水率[5，9-10]。

生物炭是一种呈碱性的含碳有机体，其特征受制备原材料以及制备条件的影响。如生物炭的粒径分布与原材料本身关系比较密切；生物炭的密度会随着热解温度和加热滞留时间的延长而增加；……