《利用烘烤生物质改善贫瘠土壤》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 罗婷婷
  • 发布时间:2016-07-28
  • 日本的RIKEN可持续资源科学研究中心的研究表明,烘焙生物质能够改善干旱地区贫瘠土壤的质量,增加田间持水量,提高作物生长量,该成果发表在了《Scientific Reports》期刊上。高温缺氧可以降解农产品的生物质,如籽粒,生成木炭丰富的物质,即生物碳。烘烤生物质是生物碳的一种,有时叫做生物质煤,是在相对较低的温度下生成的。

    为了分析生物碳对土壤的生物属性,研究人员把麻疯树的生物碳混入干旱土中,一种干旱地区的土壤,如非洲的波斯瓦纳,与其他几种土壤对比。在干旱的非洲地区,麻疯树是一种潜在的生物质资源,但是恶劣的气候和土壤状况限制了它的生长。一个好的土壤的重要品质是它的持水能力。研究表明,与对照相比,随着烘焙生物量的增加田间持水量增加,提高5%的水分可以增加5%的生物量。烘焙土壤在结构上具有较好的压实度,具有较短的恢复时间。发现烘焙生物质可以持有更多的水分后,研究小组测试了土壤的化学属性。他们发现钾、磷和硫的含量高于对照土壤。生长在烘焙生物质处理的土壤具有较厚的茎干,更长的根,更重,并吸收了更多的钾,较少的锰,锰可以拟制植物生长。其他重要的土壤特征是新城代谢和微生物群落。烘焙处理的土壤含有较高的有机酸,如乳酸根和醋酸盐,并具有较好的菌落。因此,烘焙生物质可以提高土壤肥力。

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    • 最近,一项日本的研究表明,烘焙生物材料可以改善干旱区域贫瘠土壤的质量,提高了土壤持水量,促进了植物生长,该研究发表在了《Scientific Reports》。高温低氧条件下生物材料降解产生富碳物质,叫做生物炭(biochar),相对低温条件下烘焙生物材料产生生物煤(bio-coal),也是生物炭的一种。为了探明施用生物炭对土壤生物属性影响,研究人员在干旱土壤中施用生物炭,并与未施用土壤做对比。 衡量土壤质量的一个标准是它的持水能力。研究表明,与对照相比,生物煤增加了土壤持水量,提高了5%的生物量。同时,土壤的压缩应力也比对照高5%。发现土壤持水量增高后,研究人员测试了土壤的化学属性。他们发现,施用生物炭的土壤钾、磷、硫的含量较高,其生物有效性也高,植物也具有较厚的茎,更长的根。植物可以吸收更多的钾,较少的锰,锰可以拟制植物生长。 论文详细信息《Improvement of physical, chemical, and biological properties of aridisol from Botswana by the incorporation of torrefied biomass.》 Scientific Reports, 2016; 6: 28011 DOI: 10.1038/srep28011
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    • 编译者:季雪婧
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    • 在培肥水稻田中使用生物质炭已成为减少甲烷(CH4)排放的有效对策,但其作用机理和有效期限却尚未研究清楚。为此开展了一个实验室孵化实验,以了解新鲜生物质炭和六年老化生物质炭对铵或硝酸盐改良稻田土壤中潜在甲烷氧化(PMO)的综合效应。结果表明,虽然与低浓度铵(1?mM and 2?mM)相比,高浓度铵(4?mM)抑制潜在甲烷氧化(PMO),且硝酸盐促进潜在甲烷氧化(PMO)的效果优于铵,但是铵和硝酸盐都是甲烷氧化的必要条件。此外,铵改良促进了I型pmoA,硝酸盐改良增加了II型pmoA的丰度。与对照组相比,新鲜和老化的生物质炭均通过增强总量、I型和II型甲烷氧化菌而增加了潜在甲烷氧化(PMO)以及硝化作用。六年熟生物质炭和新鲜生物质炭改良剂中添加矿质氮增加了土壤中潜在甲烷氧化(PMO),表明生物质炭通过长期促进培肥水稻土壤中的潜在甲烷氧化(PMO)来减少甲烷排放。