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生物炭与农业可持续发展

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碳是影响土壤肥力的最重要元素之一。 当有机物质死亡腐败后进入土壤使土壤碳含量增加,大多数迅速分解成二氧化碳逃逸到大气中。 所以生物质中只有非常小的比例最终成为稳定的腐殖质物质。植物 腐殖化需要几十年甚至几百年。 这是一个微妙的过程,需要合适的土壤生物、气候和水分。 安静的温带森林是植物腐殖化的理想环境。

农业产业化开始后的“农业工业化生产”特别是使用化肥、农药后使得耕作土壤的腐殖质物质含量降低。 现在大多数农业土壤严重退化。 土壤碳流失对农业可持续发展是一个重要威胁,必须加以解决。 土壤退化会导致很多连锁反应,例如农业生产率降低,大量使用的化肥让农业投入正变得越来越昂贵,农作物产量也越来越不理想。

生物炭(碳)提供了一个稳定的支柱,可以从根本上改变土壤肥力,使土壤肥力和有机物积累更容易,可以永久的增加土壤的肥力,是土壤肥力累积的基础。 添加生物炭是一种更有效的方式来增加土壤碳水平,提高农作物产量,因为:

a)生物炭本身就具有作物增产能力,

b)几乎没有天然的碳添加到土壤以增加土壤稳定性,

c)生物炭内部具有孔隙结构,有非常大的表面积固定养分。

生物炭对土壤改良和农作物增产的主要机理是“阳离子容量交换”。 大部分植物所需的营养素是带正电的离子,称为阳离子,包括氮、钾、钙、镁。 一旦暴露于氧气,生物炭就开始在其孔隙结构中积累养分,由于生物炭表面是负电荷,所以这些保存阳离子养分的单元就被称为“功能组”。 土壤溶液中阳离子会通过电荷吸引收集在生物炭的内部和外部表面。 这些营养素可在植物时需要它们时释放出来。 研究证明,正确制定生物炭和土壤比值可以比腐殖质物质具有更高的阳离子交换容量。

阳离子交换容量高对保持土壤肥力非常重要,因为没有它,植物根系通过土壤吸收养分能力就会下降。 因为它的稳定性、高内部表面积和其表面带负电荷特性,生物炭是植物根系区能够高效储存营养物质的关键,植物可以通过生物炭更好的生长。

生物炭还有一个非常显著的作用就是对土壤板结的改善效果非常好,尤其是化肥施用过度的板结土壤,通过生物炭改良后得到恢复,而且生物炭对土壤保湿能力以及土壤有益生物和菌群的生长扩散也有好处。

我们在进行生物炭土壤改良以增进农业可持续发展的时候,要运用科学的方法,通过扩大阳离子交换容量将生物炭作为基肥在其它肥料使用前应用于土壤。 我们也可以直接通过对植物养分分析在施肥前按一定比例将农家肥等与生物炭混合后施用,这样效果更好。

 

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日志标题:《生物炭与农业可持续发展》
日志链接:http://51mutan.com/sheng-wu-tan-yu-nong-ye-ke-chi-xu-fa-zhan.html
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