江苏华丰农业生物工程有限公司
生物质炭(Biochar)是由农林废物、畜禽粪便和部分城市垃圾等生物质原料在限氧或无氧条件下经高温裂解生成的富碳固体物质,具碳含量高、比表面积大、孔隙度高、吸附能力强等特点。上述特点为退化土壤修复和改良提供了条件,被广泛用作土壤调理剂,其在酸化、盐碱化和污染土壤等退化土壤改良与修复方面日益受到关注。近年来,围绕生物质炭制备工艺、改性工艺、联合施用及生物质炭作用机理等的研究日益成熟,生物质炭在废物处理、材料制备、环境和农业领域得以广泛应用。生物质炭对退化土壤得应用效果因土壤和生物质炭类型而异,全面了解生物质炭对土壤性质得影响机制,对因地制宜实现土壤高效修复意义重大。但关于生物质炭对土壤性质的影响的综述多不区分土壤和生物质炭类型,忽略了其影响效果和机制多样性。因此从生物质炭的特性及其对土壤性质的影响,再结合土壤和生物质炭类型,从物理、化学和微生物三方面分类阐述生物质炭对土壤性质的影响机制,并提出了其应用于土壤改良时存在的问题和展望。
生物质炭的特性:生物质炭多以植物纤维废物(如竹、稻秆、玉米秸秆、花生壳等)为原料制备,其主要组成成分为灰分、固定碳和挥发分,主要组成元素包括碳、氢、氧、氮等,碳含量为23.6%~88.0%,灰分中含磷、钾、钙、硫、镁等营养元素。
生物质炭的理化性质因原料类型和热解条件的不同而存在差异,且具有一定的变化规律。与动物源生物质炭相比,植物源生物质炭具有较低的灰分含量、较高的碳含量、较大的比表面积和孔隙度以及较强的碱性。热解条件,尤其是热解温度,对生物质炭的性质具有显著影响。一般而言,随热解温度升高,生物质炭的灰分和固定碳含量增加,挥发分含量降低,比表面积和孔隙度增加,碱性增强,总基团和酸性基团含量 降低。