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土壤改良劑黑炭的前世今生

中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，當(dāng)前通過(guò)增施化肥而追求高產(chǎn)的集約化種植模式已經(jīng)造成了土壤酸化、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。另一方面，中國(guó)每年產(chǎn)生大約6~7億噸作物秸稈，其中秸稈有效利用率不到50%，且有30%左右的秸稈被直接露天焚燒，引起嚴(yán)重的大氣和水體污染。探尋有機(jī)廢棄物的高效利用與提高農(nóng)田養(yǎng)分利用效率的土壤管理或改良措施是研究的熱點(diǎn)。通過(guò)探索研究科學(xué)家發(fā)現(xiàn)將這些廢棄的秸稈在高溫厭氧條件下縮合制備出的黑炭是一種良好的土壤改良劑，轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖1。

土壤改良劑黑炭的好處多多

作物的良好生長(zhǎng)離不開水、肥、氣、熱的協(xié)調(diào)供應(yīng)，植物只有吃的飽（充足的養(yǎng)分）、喝的足（足夠的水分）、站的穩(wěn)（良好的扎根條件）、住的暖（保溫透氣）才能生長(zhǎng)的好，而作為土壤改良劑的黑炭施入土壤后正具備這些屬性，含有豐富的養(yǎng)分元素；能夠降低土壤容重和改善土壤孔隙度；具有較好的持水能力，能夠很好的促進(jìn)作物生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量。

黑炭進(jìn)入土壤有害嗎？

科研人員選擇了對(duì)土壤質(zhì)量最為敏感的指示動(dòng)物蚯蚓，設(shè)計(jì)了一個(gè)蚯蚓對(duì)不同黑炭施加量土壤的回避效應(yīng)來(lái)評(píng)估黑炭對(duì)土壤小動(dòng)物是否具有毒害作用，從而為全面評(píng)估黑炭作為一種土壤改良劑的利弊提供依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖2，容器為一次性餐盒，先用隔板將中間隔開，兩邊土壤攪拌放好后，將隔板拿去，然后在中間放上蚯蚓，置于黑暗處24h,觀察蚯蚓的活動(dòng)分布。

研究結(jié)果顯示1%的黑炭施加量亦即施低倍量的黑炭短期內(nèi)并不會(huì)對(duì)土壤小動(dòng)物的活動(dòng)和生存產(chǎn)生影響；但是蚯蚓對(duì)5%和10%的黑炭施加量處理均產(chǎn)生了“回避效應(yīng)”，也就是蚯蚓會(huì)主動(dòng)避開添加了黑炭的這兩個(gè)處理，回避率分別為44.4%和55.0%，表明黑炭會(huì)抑制蚯蚓的活動(dòng)，或者說(shuō)黑炭添加量到這個(gè)程度，土壤中的蚯蚓就不喜歡了，但對(duì)其生存并不構(gòu)成威脅。

理性對(duì)待土壤改良劑黑炭

黑炭作為土壤改良劑是一把雙刃劍，其給作物生長(zhǎng)帶來(lái)增益的同時(shí)，卻對(duì)土壤生物系統(tǒng)造成一定不利的影響，而土壤生物作為土壤生態(tài)系統(tǒng)最重要的參與者，是物質(zhì)與能量交換的傳遞者，是土壤質(zhì)量的重要組成部分，雖然從短期效益來(lái)看，黑炭作為土壤改良劑利大于弊，但黑炭施入土壤的長(zhǎng)期效應(yīng)，特別是對(duì)土壤生物的影響，還需要進(jìn)一步研究。