国际权威期刊对生物炭的权威诠释:碳涂层是生物炭固持养分与提升土壤肥力之源

何为生物炭?
生物炭是脱氧植物或其它有机物热解处理后而制成的富碳、木炭状物质。作为一种土壤添加物,生物炭可以储存碳,提高土壤保水保肥能力,缓慢释放养分,提高养分利用率,且能够减少温室气体排放,进而充当绿色无毒肥料。
生物炭未解之谜
利用生物炭(焦化生物质)改良土壤是全球土壤改良的通用方法,生物炭通过固碳、减少土壤温室气体排放和固持土壤养分,以解决土壤退化与气候变化的问题。然而,生物炭储存养分、促进作物生长背后的应用机理仍为未解之谜,令科学家们既兴奋又迷惑,也因此而使其商业开发潜力大受限制。
解密生物炭
2017年10月20日在国际权威期刊《Nature Communications》(《自然通讯》)上的一篇文章《Organic coating on biochar explains its nutrient retention and stimulation of soil fertility》(《生物炭上的有机涂层促进其养分固持与提高土壤肥力》),诠释了生物炭对储存养分,促进作物生长的作用机理。

该研究由德国图宾根大学领衔、由美国科罗拉多州立大学专家参与并发挥主导作用,以前所未有的详尽程度,展示了对生物炭看似神奇特性的机械学认识。其研究结果表明,生物炭能够通过堆肥而生成一层薄薄的有机涂层,进而显著提升其肥力。综合运用高分辨光谱(显微)和质谱分析等先进技术,研究人员发现有机涂层能够增加生物炭的亲水性、氧化还原活性片段等,增强生物炭与水的相互作用,进而提高储存土壤中磷酸盐与其他养分的能力。该研究深化了对生物炭特性的认识,并能推动生物炭肥料更为广泛的商业化行动。
科罗拉多州立大学的Thomas Borch指出,在一个碳基板(carbon substrate)上分析超薄碳涂层的特性几乎是不可能的,研究团队使用了多种不同的先进技术来试图攻克难关,最终还是由科罗拉多州立大学的Robert Young领导团队利用超高分辨率质谱(ultra-highresolution mass spectrometry)成功地获取了涂层的构成元素数据。
该研究由德国图宾根大学应用地球科学中心的Andreas Kappler教授及地质生态学家Nikola Hagemann牵头。研究人员重点考察了与复合肥堆肥前后的生物炭。综合利用微观和光谱分析,研究人员发现溶解的有机物质在生物炭堆肥过程中起着关键作用,是它们促成了薄薄的有机涂层。
Kappler强调,这种有机涂层将新鲜的和堆肥后的生物炭区别开来,涂层能提升生物炭贮存养分的性能,并进一步形成有机土壤物质。Hagemann补充指出,未经处理的生物炭施入土壤中后也会形成涂层,只是速度非常慢。堆肥实验依托瑞士伊萨卡研究所(Ithaka Institute)的基础设施和专家资源进行,达到了小型商业化的规模。
农业中矿物质氮肥和液态肥的过量使用严重影响了生态环境,它们会释放一氧化氮,进而导致硝酸盐渗入地下水。作为一种生态友好型的替代物,生物炭是一种有效的养分载体,科学家已经建议将其施加入土壤中。然而,大规模施用生物炭经济上并不可行,因为之前人们尚不清楚它储存和释放硝酸盐的机理。
Hagemann补充提出,在农业生产过程中,高产出通常只能在生物炭与诸如液态肥等非焦炭类生物质(non-charredbiomass)共同施用时才实现。在很多试验中,在不添加养分或仅添加纯矿物质养分的情况下,施用生物炭的效果非常有限。
文章来源
美国科罗拉多州立大学网站
北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道
Hagemann N, Joseph S, Schmidt H P, et al. Organic coating on biochar explains its nutrient retention and stimulation of soil fertility[J]. Nature communications, 2017, 8(1): 1089.

相关知识
国际权威期刊对生物炭的权威诠释:碳涂层是生物炭固持养分与提升土壤肥力之源
生物炭与农田培肥固碳国际工程科技战略高端论坛召开
【BIOCHAR】生物炭在盐渍土壤改良中的应用:实现碳中和并减缓气候变化的负碳策略
生态所低碳团队在生物炭促进农田土壤减排固碳方面取得系列进展
好书推荐 | 《生物炭和有机肥对土壤的改良作用》
上海开展林木生物炭改良林地土壤协同固碳技术野外控制试验
生物炭用作水稻育苗基质的研究进展
一种EM纳米生物炭基土壤调理剂的制备方法及其应用与流程
一种生物炭基土壤调理剂及其应用的制作方法
生物炭配施土壤改良剂对酸性土壤特性及烤烟品质的影响
网址: 国际权威期刊对生物炭的权威诠释:碳涂层是生物炭固持养分与提升土壤肥力之源 https://www.huajiangbk.com/newsview279060.html
上一篇: 核研院滕飞团队合作在探索中国生物 |
下一篇: 中科院烟台海岸带所在滨海湿地土壤 |
推荐分享

- 1君子兰什么品种最名贵 十大名 4012
- 2世界上最名贵的10种兰花图片 3364
- 3花圈挽联怎么写? 3286
- 4迷信说家里不能放假花 家里摆 1878
- 5香山红叶什么时候红 1493
- 6花的意思,花的解释,花的拼音 1210
- 7教师节送什么花最合适 1167
- 8勿忘我花图片 1103
- 9橄榄枝的象征意义 1093
- 10洛阳的市花 1039