生物炭对土壤理化性质的影响：生物炭对土壤物理性质的影响

经研究表明，由于生物炭具有多孔结构和大的比表面积，在过去十年中大多数研究都集中在作为土壤改良剂和土壤修复的应用上，能够显著改善土壤结构和土壤保水能力。在东北黑土区通过两年的田间试验发现，生物炭最高可以降8.70%的黑土容重，最高可以增加3.40%的孔隙度，可以显著改善土壤结构；在湖南烟土区试验发现，生物炭可以降低土容重，增强田间持水能力，在一定程度上改善土壤的物理性质，促进烤烟植株的生长发育，提高上等烟的产出比例。生物炭持水能力是其孔隙度和表面功能结合的功能，由于其特殊的多孔内部结构而增加了孔隙度，使水能够更好地渗透。有研究表明，与没有添加生物炭的对照处理相比，添加生物炭可使土壤持水能力提高18%；另有研究表明土壤含水量的变化方向受土壤类型的影响，极有可能是不同土壤中碳含量不同。因为土壤含水量的变化可以改变生物炭的表面氧含量，进而影响土壤微生物对土壤有机质的氧化能力。在北方潮土上开展了2个完整的小麦玉米轮作田间小区试验，设置了4个不同的生物炭用量，结果表明施用中高量的生物炭可以小幅度增加小麦玉米产量，土壤容重的降低、土壤水分含量和持水量的增加可能是促进作物生长的一个重要因素。当生物炭被用做土壤改良剂应用时，大多数情况下能够证明对作物是有益的。白浆土是典型的低肥力土壤，将生物炭施入白浆土中，降低土壤容重改善白浆层的孔隙分布，增强土壤中水分渗透性能，促进大豆对全磷、速效钾等养分的吸收；在塿土中进行连续两年的田间小区试验表明，添加生物炭可以提高活性有机碳含量和碳库管理指数，降低水溶性有机碳含量。因此，生物炭的应用不仅可以改善土壤结构，还有增加土壤碳储量的作用。但也有研究表明生物炭的高孔隙度不一定有利于保持土壤水分，这是因为生物炭的疏水性阻碍了水分进入生物炭孔隙空间。