生物炭是生物质如木材、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等在缺氧或无氧和相对"较低"温度(《700℃)条件下热解而形成的固体产物.生物黑炭因碳组分的高度芳香化而具有生物化学和热稳定性,通常含碳量在40％～75％左右,可作为土壤的固碳剂;同时生物炭因较大的孔隙度和比表面积,可作为吸附材料.另外,生物炭一般呈碱性,含有较高的碱度,施入土壤中可以提高土壤的pH、CEC和养分有效性,降低铝的毒害,提高作物的产量,因此,生物炭可以作为酸性土壤改良剂,并提高土壤肥力.在我国,土壤酸化日益严重,酸化趋势开始从南方热带亚热带地区逐渐向全国蔓延,北方一些缓冲性能较强的土壤也发生着一定程度的酸化.土壤酸化会导致土壤颗粒表面盐基离子的损失,引起铝离子和有毒重金属的活化,影响作物产量.因此,寻找新型高效的酸性土壤改良剂将是今后研究的重点. 生物炭因其热解方式和原材料的不同而具有不同的理化性质.通常情况下,生物炭的热解温度越高,pH和缓冲性能越高,而不同原料制备而成的生物炭差异很大,生物炭灰分含量越高,pH越高,pH与灰分呈现一定的相关性.本研究将对不同类型生物炭的基本性质进行表征,探讨不同条件对生物炭性质的影响,并为筛选最优生物炭作为酸性土壤改良剂提供理论依据. 本实验采集了不同类型的原料(秸秆、落叶、水果皮和猪粪),在不同热解温度(300℃和500℃)和时间(2h和4h)下制备成生物炭,测定其产率,pH,EC(电导率),灰分(％),C(％),H(％),N(％),P(％)的含量以及总、交换态、水溶态盐基离子的含量等指标,探讨各类指标在不同条件(温度、时间和原料)下的变化规律,并筛选改良酸性土壤的最优生物炭.研究结果显示,时间因素对生物炭的性质影响不大,而温度和原料对生物炭性质影响较大.热解温度上升,生物炭的pH,EC,灰分(％),C(％),N(％),P(％),总、交换态、水溶态盐基离子含量升高,而H(％),O(％)及产率下降.在不同原料制备而成的生物炭中,猪粪、果皮和树叶类生物炭的pH、灰分、P和盐基离子含量较高,而秸秆类生物炭的含碳量较高.因此,猪粪、果皮和树叶类生物炭比较适合用于提高酸性土壤的pH,并增加土壤养分;而秸秆类生物炭则适用于土壤固碳,提升土壤有机质含量.