生物炭对土壤理化性质的影响

大部分研究结论显示，添加生物炭通过对土壤理化性质的影响而降低了土壤N2O排放。生物炭具有特殊的微观结构，使其保持着极强的稳定性。生物炭可提高土壤比表面积、土壤通气性与孔隙度，降低土壤硬度，促进土壤团聚体的形成。研究发现，生物炭的施加能显著增加土壤持水量和土壤孔隙度，进而减少土壤N2O排放，尤其在持水性较差的砂质土壤上表现尤为显著。同时，生物炭本身呈碱性，施入后可提高土壤pH值，减少喜中性或偏酸性环境的微生物活动，降低土壤N2O的排放。此外，生物炭由于独特的多孔性结构也导致其具有很强的吸附能力，可以吸附土壤中的N03-、NH4+以及其他水溶性盐离子，具有保肥、减少氮素损失的能力。研究发现，木炭施入后，可以有效减少土壤氮素的淋失。综上，生物炭可以通过对无机态氮的吸附、固持或影响硝化作用和反硝化作用的反应进程来影响土壤N2O排放。生物炭含有一些活性碳，施入土壤后为微生物提供了充足的碳源，可以促进微生物的生长和繁殖，提高微生物活性。向土壤中施入生物炭可以提高土壤有机碳含量，提高土壤的碳氮比（C/N）。因此，生物炭会减弱硝化作用与反硝化作用的进行，从而减少土壤N2O的排放。