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1、生物炭在农业上的应用研究张忠河1，林振衡2，付娅琦1，王宏海2，康全德2，尤希凤作者简介：张忠河(1985-),男,河南辉县人,硕士研究生,研究方向:生物能源利用技术。E—mail：15872437180@139.com（1.河南农业大学农业部可再生能源重点实验室,郑州450002；2.商丘三利新能源有限公司，商丘476000）摘要：生物炭能够拯救世界吗？生物炭万能吗？针对国际上炒得沸沸扬扬的生物炭，本文着重介绍了生物炭在农业上的应用模式和意义。关键词：生物炭；农业；应用模式；意义TheStateofApplicationsofBiocharinA
2、gricultureZhangZhonghe1,LinZhenheng2,Xiaolie1,FuYaqi1,WangHonghai2,KangQuande2,YouXifeng*1(1.KeyLaboratoryofRenewableEnergyofMinistryofAgriculture,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China;2.ShangqiuSanLiNewEnergyCompanyLimited,Shangqiu476000,China)Abstract:Forbiochar,
3、whichhasprovokedmuchdiscussioninternationally.Couldbiocharsavetheworld?Isbiocharomnipotent?Thispaperfocusesonthemodelsandsignificanceoftheapplicationofbiocharinagriculture.Keywords:Biochar;Agriculture;Applicationmodel;Significance生物炭是在限氧或隔绝氧的环境条件下，通过高温裂解，将小薪柴、农作物秸秆、杂草等生物质经炭化而形
4、成的，是一种碳含量极其丰富的炭。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的炭被科学家们称为“生物炭”。而我们所说的木炭，是木材或木质原料经过干馏所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料，是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳[1,2]。木炭的生产原料是珍贵的森林资源，工艺传统，所以其价格昂贵，在农业生产上应用几乎是不可能的，主要应用集中在工业上。而生物炭的生产工艺相对简单，原材料来源广泛且价格低廉，这才使炭在农业生产上应用成为了可能。生物炭施入土壤中以后：一是可以增加土壤的碳汇，缓解气候危机；二是可以提升土壤肥力，增加作物产量。本文着重研究了生物炭在
5、农业方面的应用模式和意义，以期让更多的学者对生物炭多一份了解，并为生物炭的全面研究和应用提供了参考。1生物炭的生产过程及其理化特性生物质原料在裂解炉限氧的环境下燃烧发生裂解反应，产生的烟气在真空泵的抽引下经过冷却分离设备可以得到生物油、木醋液和可燃气体三种产品，裂解反应的剩余物就是生物炭。一吨生物质原料可以产出300kg左右的生物炭、250kg左右的木醋液、50kg左右生物油和近700m³的可燃气体。该技术与其它生物质能利用技术相比，一是对原料的适应性强，二是自热式裂解反应不需耗费其它能源，三是能源转化效率高，达70%左右[3,4]。生物炭主要组成
6、是碳、氢、氧、氮和灰分。其中含有大量的高分子、高密度的碳水化合物，灰分的含量与生产生物炭的原料来源和种类有直接关系。生物炭多孔，容重小，比表面积大，吸水、吸气能力强，带负电荷多，能形成电磁场；生物炭具有高度的芳香化、物理的热稳定性和生物化学抗分解性[5,6]。表1两种主要农作物秸秆制取的生物炭的检验数据Table1ThetestdataofbiocharpreparedfromtwomaintypesofstrawItem项目碳C%氢H%氧O%氮N%硫S%钾K%磷P%Organicmatter有机质%Wheatstalkbiochar麦秸生物炭71
7、.373.348.190.630.047.00.559cornstalkbiochar玉米杆生物炭62.582.741.420.710.126.90.6602生物炭在农业上应用的依据物质结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途，生物炭的这些特点使其用途变得极为广泛。参考木炭的用途，生物炭也可广泛应用于农业、工业、建筑业、环保、卫生、保健等众多领域。但用农作物秸秆等废弃物制成的生物炭，因其灰分含量高，应用会受到一定的限制，而在农业上的应用却可以取长补短，发挥其最大作用。生物炭是一种多孔体，通气性和透水性特别好；容重小，表面积大，吸水、吸气能力强，
8、有利于保水保肥；除含有大量的高分子碳水化合物之外，还含有多种矿物质营养，可提供作物所需的营养元素，提高土壤肥力；生物炭可以
