生物炭改良土壤的机制及应用研究进展生物炭是生物质材料经高温裂解形成的碳量丰富、性质稳定的一类物质，不同物料、炭化温度、炭化方式、炭化时间以及过筛后的粒径大小均会影响其理化性质，其在形成过程中还会产生生物油、可燃气体等能源物质（图1）[1]。
生物炭结构以芳环骨架为主，含有羟基、羰基等基团，具有抑制CH4、N2O等温室气体排放的功能，可减轻日益加剧的环境问题。
此外，生物炭对土壤具有较好的改良效果，显著降低土壤容重、增大土壤总孔隙度、改善保水保肥性能，也是土壤微生物的有利栖息地，显著增加土壤微生物丰度，改善群落结构，具有较高的阳离子交换量和碳氮比，增加土壤中有机物的含量，还可以吸附土壤中重金属离子[2-5]。
近年来，生物炭已成为土壤改良研究领域的热点之一，具有较好的应用前景，很多潜在价值有待于进一步的挖掘。
图1 生物质热解转化生物炭与其他产物Fig.1 Biochar and other products through biomass pyrolysis1. 改良土壤的机制1.1 对土壤物理性质的影响土壤的物理性质主要包括含水率、容重、孔隙度、土壤颜色、团聚体的组成与分布等。
孔隙度高的土壤比表面积大，保水保肥的能力增大，容重降低，土壤疏松，结构性较好，形成的团聚体稳定性高。
土壤的物理性质直接或间接影响土壤养分的保持、移动和有效性，制约土壤生物特性以及植物根系的定植、穿插和摄取土壤中水分和养分的能力，进而影响植物的生长发育。
现代研究表明，生物炭是有改善土壤物理性质的潜能。
生物炭的比表面积一般随热解温度升高而增大，但与生物炭的制备材料有关，有的材料受热解温度的影响较大，如松针在 300℃ 和 700℃下生成的生物炭比表面积分别为199 m2/g 和 4908 m2/g，但有些材料随着热解温度变化，比表面积却没有较大波动[6-7]。
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