?物碳“太?逼”！不知道就虧?了！
☉?物碳—??黃?
?物碳質(zhì)指?物質(zhì)在缺氧條件下燃燒或熱解產(chǎn)?的含碳物質(zhì)，其中含有碳化組分(?碳)和?碳化組分(天然有機(jī)質(zhì))，其來(lái)源?泛(如秸稈焚燒和森林??),?量積累于?壤等環(huán)境，對(duì)?壤中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化及?物有效性產(chǎn)?重要影響。
☉?物碳-歷史
?活在巴西亞馬遜河流域的?們長(zhǎng)期使??種特殊的肥料。
這種肥料來(lái)源于當(dāng)?shù)兀哂袠O強(qiáng)的恢復(fù)貧瘠?壤肥?的能?。當(dāng)?shù)?把它稱為“印第安?的??壤”。它多產(chǎn)、肥沃，與當(dāng)?shù)叵∈琛⒇汃さ?壤形成鮮明的對(duì)?。這種??壤在?些地區(qū)可以延綿?公頃，但是?前還沒(méi)有?知道這些神秘的??壤到底是什么。有?猜測(cè)它是??巖，或者是古代湖泊的沉積物，?或者是很久以前植被腐爛后的殘留物。但很少有?會(huì)認(rèn)為它是?為制造?成的。
現(xiàn)代研究證明，??壤是2500年，甚?6000年以前由?活在亞馬遜流域的?們制造的。?般認(rèn)為，他們使?的材料包括動(dòng)物糞便，魚(yú)，動(dòng)物?頭和植物廢物。但是?產(chǎn)??壤最關(guān)鍵的原料，也是??壤之所以呈現(xiàn)??的原因，是?炭的使?。
??壤中的?炭可以使?壤肥?維持?個(gè)世紀(jì)之久。?個(gè)世紀(jì)以來(lái)，?活在南美亞馬遜流域的?們都靠這些原?態(tài)材料制造“??壤”來(lái)肥沃?地。?千年過(guò)去了，那?的?壤不需耕耘灌溉，依舊?分肥沃。
佐治亞?學(xué)的科學(xué)家Steiner解釋道： “千百年過(guò)去，這個(gè)區(qū)域依舊沃?依然，那是因?yàn)?壤中富含碳元素。” 因此，?物碳這?科學(xué)概念的提出，使?們看到了?需砍伐森林也可開(kāi)拓農(nóng)耕地的希望。
☉?物碳-優(yōu)點(diǎn)
近年來(lái)，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，?物炭能夠提?農(nóng)業(yè)?產(chǎn)率，減少對(duì)碳密集肥料的需求。其中，?炭碎料的孔洞結(jié)構(gòu)更能容易的聚集營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有益微?物，從?使?壤變得肥沃，利于植物?長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的同時(shí)讓農(nóng)業(yè)更具持續(xù)性。更令?驚奇的是，?物炭能夠把碳鎖定在?物群內(nèi)，??讓它排放到空?中。
英國(guó)環(huán)保?師詹姆斯拉夫洛克稱，?物炭是減輕災(zāi)難性?候變化的唯?希望。這些優(yōu)點(diǎn)使其?益成為科學(xué)家研究的熱點(diǎn)之?。
⊙?物碳的概念
?物碳是?種碳含量極其豐富的?炭。它是在低氧環(huán)境下，通過(guò)?溫裂解將?材，草，??稈或其他農(nóng)作物廢物碳化，即在沒(méi)有氧?的情況下燃燒，最終形成?炭這種碳的穩(wěn)定形式。
?地中?然存有?量的碳元素，但是這些碳是不穩(wěn)定的，受?候影響會(huì)釋放?氧化碳。??物碳則可以固定碳元素長(zhǎng)達(dá)?百年。因此，充分利??物碳可降低??中?氧化碳的含量。
?物碳基本上都是純碳，埋藏在地下可以?百年甚?上千年都不會(huì)消失，這就相當(dāng)于把碳封存在?壤中。
同時(shí)，?物碳中有許多微孔，這就為聚集營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有益微?物創(chuàng)造了條件。?物碳的這?特點(diǎn)，使其不但能夠補(bǔ)充?壤的有機(jī)物含量，同時(shí)還能有效地保存?分和養(yǎng)料，提??壤的肥?。對(duì)于農(nóng)業(yè)?產(chǎn)和環(huán)境?候都是有益的。
?物碳可以保護(hù)環(huán)境。鑒于其?含碳量和多孔的特性，它不僅可提??壤蓄?儲(chǔ)養(yǎng)的能?，還可保護(hù)?壤中的微?物。它像?個(gè)地下碳?槽，鎖住?氧化碳，最終達(dá)到增加作物產(chǎn)量的效果。
美國(guó)國(guó)家海洋與??局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯?，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，??中的?氧化碳含量就以驚?的速度攀升。??年代的?氧化碳含量以每年百萬(wàn)分之?點(diǎn)五的速度上漲，??2000年以來(lái)，這個(gè)速度被改寫?每年百萬(wàn)分之?！
??物碳則可吸收有機(jī)物質(zhì)腐爛時(shí)釋放???的?氧化碳；并幫助植物有效儲(chǔ)存其光合作?所需的?氧化碳。通過(guò)這兩種?式，?物碳起到了潔凈空?的作?。
Christoph Steiner是?物碳領(lǐng)域的學(xué)科帶頭?。
他說(shuō)：“?地中?然存有?量的碳元素，但是這些碳是不穩(wěn)定的，受?候影響會(huì)釋放?氧化碳。??物碳則可以固定碳元素長(zhǎng)達(dá)?百年。因此，充分利??物碳可降低??中?氧化碳的含量。”
根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空宇航局的科學(xué)家James Hann的研究，如果?物碳可在全球范圍內(nèi)有效使?，那么??中的?氧化碳含量可在50年內(nèi)降低百萬(wàn)分之?。
?產(chǎn)?物碳過(guò)程中產(chǎn)?的副產(chǎn)品，對(duì)環(huán)境保護(hù)和能源?成也是?有益處的。?成過(guò)程中約1/3原料變?yōu)?物碳，1/3可被再加??于發(fā)電，另1/3則可成為原油。?產(chǎn)時(shí)釋放出的?體可被?于發(fā)電，?其他?些副產(chǎn)品可?于制藥。
★?物碳-未解之謎
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關(guān)于?物碳，還有許多未解之謎。例如，為什么它能改善?壤？
當(dāng)前的研究表明，?壤施??定量的?物碳后，???，酸性?壤的通過(guò)提?pH 值從??壤肥?得到增強(qiáng)，另???，借助其陽(yáng)離?吸附從?使?壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的持有量得到增加。與此同時(shí)，?壤中的微?物群落組成情況和數(shù)量也會(huì)改變，因此也就間接地對(duì)此?壤上?長(zhǎng)的植物產(chǎn)?了影響。
?部分的國(guó)外研究成果顯?，在?壤中添加?物碳會(huì)增加?壤微?物量，?壤中的微?物群落組成結(jié)構(gòu)和?壤酶活性會(huì)有明顯的變化。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)添加?物炭后，微酸性?壤和堿性?壤中的微?物量碳含量能夠得到提升。
其實(shí)，?物碳的使??直伴隨著?類的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷程，?對(duì)?物碳的研究，早在20世紀(jì)80年代國(guó)外就已經(jīng)有了?定的進(jìn)展，但其農(nóng)??壤中的研究對(duì)象主要為增加農(nóng)作物產(chǎn)量，如?本在1994年就有研究報(bào)道關(guān)于?物碳對(duì)柑橘?長(zhǎng)的影響。
另外，隨著?物碳施加量的增多，?壤重要酶活性的持續(xù)時(shí)間會(huì)有?定地延長(zhǎng)，當(dāng)施加?量（5%)?物碳時(shí)，?壤酶活性在50d仍能保持峰值。
?前，科學(xué)界普遍認(rèn)為?物碳在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)?對(duì)促進(jìn)?壤固碳、改善?壤健康、提?作物品質(zhì)具有重要的意義。
?物碳產(chǎn)品的品質(zhì)受?物質(zhì)材料、制備技術(shù)等??的影響。?般來(lái)說(shuō)，良好的?物碳制品在制備完成后，其在?壤中的應(yīng)?主要的功能成分由三部分組成：穩(wěn)定的?架碳、?分?的有機(jī)碳以及吸附的豐富礦質(zhì)元素。
其中，?架碳是?物碳的主體，主要是由單質(zhì)碳或類似?墨結(jié)構(gòu)的芳?碳組成。這?部分碳的可溶性極低，溶沸點(diǎn)極?，具有?度羧酸酯化、芳?化結(jié)構(gòu)和脂肪族鏈狀結(jié)構(gòu)，因此使?物碳具備了極強(qiáng)的吸附能?和抗氧化能?。
這?部分碳結(jié)構(gòu)保留了原?物質(zhì)的細(xì)微孔隙結(jié)構(gòu)（如下圖所?），具有較?的?表?積，因此具有強(qiáng)烈的吸附性，能夠吸附重?屬、農(nóng)殘等污染物，從?減少植物對(duì)這些污染物的吸收；這些孔隙還能吸附植物?時(shí)不能利?的氮素養(yǎng)分，后期再緩慢地釋放供給植物，從?提?氮肥的利?率；同時(shí)，這部分?架碳也
可以吸收?分?進(jìn)??孔中，當(dāng)?旱發(fā)?時(shí)，?孔可以保護(hù)?分?不被迅速的蒸發(fā)，從?有了保持?分的效果。另外，這部分?架碳也能為?些有益菌提供?長(zhǎng)繁殖的空間，猶如庇護(hù)所?般讓有益菌免受外在環(huán)境的脅迫，從?促進(jìn)有益菌在植物根系的定植，提?微?物菌肥的效果。
圖1?制?物碳掃描電?顯微鏡圖像。a：?制?物碳橫切?；b：?制?物炭縱切?。
圖1?制?物碳掃描電?顯微鏡圖像。a：?制?物碳橫切?；b：?制?物炭縱切?。
第?部分是?物碳在制備過(guò)程中的?些?分?的有機(jī)碳，這部分碳是?物炭中的活性成分。它們被吸附在?架碳上，能夠被植物和微?物所利?，被植物直接吸收利?可以促進(jìn)植物?長(zhǎng)；被微?物利?可以促進(jìn)微?物的繁殖。?般?物碳肥料使?后馬上表現(xiàn)出的效果往往是由這部分?分?碳所提供的。
第三部分是?物碳中包含的礦質(zhì)元素成分。由于?物碳是從植物煅燒?成的，植物中所含有的?些Ca、Mg、K、Si等?中量營(yíng)養(yǎng)元素和Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素均保留在?物碳中，在施??壤后可以補(bǔ)充?壤中的礦物質(zhì)養(yǎng)分。另外，由于這部分營(yíng)養(yǎng)元素?般以堿性形式存在，因此，也具有改良?壤酸性的作?。
因此，我們從以上介紹中可以看出，?物碳產(chǎn)品所具有的保?保肥、改良?壤和促進(jìn)植物?長(zhǎng)的效果是由于?物炭所固有的性質(zhì)所決定的。特別是在?前我國(guó)?壤?臨的?壤酸化、肥料利?率低、重?屬污染風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題上，?物碳肥料產(chǎn)品將會(huì)發(fā)揮重要的作?。
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