北京师范大学孙可团队：生物炭的稳定性及其对土壤有机碳影响学术资讯

来源：农环视界

作为近年来新兴的农业固废资源化利用技术，生物炭化技术已成为全球农业、生态和碳减排等领域的前沿热点。生物炭的稳定性不仅直接决定着生物炭还田后能否实现高效的碳固持和温室气体减排，也是决定其农业和其他环境效益能否长久持续的关键基础。作为土壤外源有机碳，生物炭在土壤中的应用势必会改变土壤的理化性质和微生物群落结构，进而影响土壤有机碳含量、分子结构和矿化。然而，目前生物炭的稳定性及其对土壤有机碳影响机制尚不清晰。

近日，北京师范大学环境学院孙可教授团队关于生物炭的稳定性及其对土壤有机碳影响的研究成果以“Biochar’s stability and effect on the content, composition and turnover of soil organic carbon”为题发表在国际学术期刊Geoderma 上。

本研究对生物炭的稳定性及其对土壤有机碳影响进行了全面综述，发现生物炭在土壤中的矿化量和速率取决于其本身性质和土壤特性，其稳定性组分主要由芳香碳以及被内源和外源矿物保护的有机碳组分组成；提出生物炭影响土壤有机碳结构和矿化的可能过程。首先，通过物理混合并入到土壤本底有机碳库中；其次，与土壤有机碳发生相互作用，保护其不被微生物利用；最后，通过影响关键土壤理化性质（土壤pH、阳离子交换量、疏水性、团聚体等）和微生物群落结构来改变土壤有机碳矿化。并针对以上每个影响过程进行了详尽地分析。

生物炭矿化量与生物质类型、制备温度、培育时间和粘土含量的关系针对生物炭对土壤本底有机碳矿化和团聚体形成的影响，基于数理统计分析，识别出畜禽粪便在低温下制备的生物炭在沙土中倾向于促进有机碳的矿化分解，而在粘土中有利于大团聚的形成以及增加团聚体的稳定性，从而抑制有机碳的矿化，并提出了生物炭促进大团聚体形成和稳定性的主要机制：（1）生物炭可以作为桥梁，促进土壤团聚体与矿物、有机碳和微生物相互作用，形成更大的团聚体。（2）生物炭可以为土壤微生物的生长和繁殖提供庇护所，增加持久性的“粘合剂”（微生物分泌物）的产生，进而增加团聚体的稳定性。

（3）生物炭还可以通过增加土壤的疏水性，降低团聚体被分解的机会，从而提高团聚体的稳定性。以此，本研究构建了生物炭促进团聚体形成的概念图。

生物炭促进土壤团聚体形成的概念图

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706119321755

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