堆肥处理土壤施用生物炭的N2O减排潜力

堆肥是一种废物处理技术，但在堆肥的制备和施用过程中，土壤和环境中可能会产生一些负面影响。例如，牛饲养场粪肥堆肥的生产会排放大量的温室气体（如N2O等）。通过促进土壤硝化和反硝化作用，各种肥料（猪粪、家禽粪便和农家粪便）及其堆肥也可能增加土壤N2O的排放。研究表明施用液态和固态堆肥比合成肥料在更长的时期内导致更多的N2O排放。近些年来，提出了使用生物炭作为堆肥的填充剂来解决堆肥在环境方面的折衷的新方法。相比生物炭或堆肥单一处理，其两者混合处理在一定程度上减少了土壤N2O的排放（约56.5％）。生物炭－鸡粪堆肥抑制了N2O的细菌硝化和／或硝化菌的反硝化，通过控制土壤有机碳的稳定和微生物功能基因的活性，从而大大减少了土壤N2O的排放。另一研究也表明生物炭改良剂可显著减少粪肥堆肥产生的N2O排放达54.1％，这主要归因于抑制了反硝 化细菌的基因丰度。在热带地区开展研究发现，相比生物炭和堆肥单独处理，生物炭－堆肥处理显著地降低了N2O的排放。生物炭与有机肥堆肥显著改善了土壤性质，进而影响土壤肥力和作物产量，改善植物生理生态参数如，叶绿素、叶面氮、叶面磷等，同时影响温室气体的排放。该研究结果为探索可促进土壤碳固存并减少N2O排放的混合原料生物炭提供了理论依据。