江苏华丰农业生物工程有限公司
物理性质
生物炭的高表面积和丰富的孔隙结构特性改变了土壤物理性质。在一项为期4年的田间研究中,花生壳生物炭增加了水稳性团聚体(WSA)。稻草生物炭将土壤团聚体的稳定性从1%提高到17%。此外,生物炭输入量与WSA呈正相关。施用3、6和12 t ha-1的生物炭时,在0-10 cm深度分别增加了10%、18%和23%,在10–20 cm深度分别增加了16%,20%和26%。此外,稻壳生物炭(10 t ha-1)通过降低容重和增加砂质壤土中的自由水来增加土壤孔隙度。生物炭降低土壤容重并不受土壤类型、应用环境、生物炭施用量以及生物炭生产条件的影响。
化学性质
生物炭输入将影响土壤pH,电导率(EC)和阳离子交换容量(CEC)等化学性质。这些化学性质影响土壤中养分相互作用。生物炭的pH范围通常为6.52–12.64,并且pH值与热解温度呈正相关。生物炭输入土壤中改变土壤pH,进而改变土壤中营养元素的生物利用有效性。生物炭的pH取决于碳化速率,热解温度和原材料类型。由于在热解过程中生物质存在不可挥发性的碱性物质和碱金属成分,使生物炭具有碱性。碱性生物炭往往用于增加酸性和中性土壤的pH值。生物炭的碱度取决于三个重要因素:有机官能团;(b)碳酸盐含量;(c)无机碱含量。生物炭中碱性阳离子的浓度与生物炭碱度密切相关,但并不是生物炭可溶性灰分的简单函数。不同的原材料和热解条件制备的生物炭pH并不相同。生物炭对土壤pH的响应也不尽相同,因土壤类型而异。有研究表明,1%和2%的不同类型农作物秸秆生物炭添加时土壤pH为7.69和10.26,降低了酸性土壤的pH(pH 4.31)。因此,生物炭输入对土壤pH的响应与生物炭制备材料、原始土壤特性(例如pH,质地)以及生物炭的pH值和碱度相关。