生物炭可能会增加碳储存但对萌发和生长的益处似乎很少

根据伊利诺伊大学的一项新研究，生物炭可能不是许多农民和研究人员所希望的奇迹土壤添加剂。生物炭可以提高一些土壤的农业产量 - 特别是质量差的土壤 - 但对其有效性没有达成共识。研究人员测试了不同土壤对多种生物炭类型的反应，无法验证其增加植物生长的能力。然而，该研究确实显示了生物炭影响土壤温室气体排放的能力。

生物炭添加剂 - 在受控无氧工艺中燃烧的有机物质颗粒 - 为土壤提供一种比传统的未加糖生物质添加剂更耐微生物作用的碳。研究人员表示，从理论上讲，这种特性应该能让土壤保持在碳上长期储存，因为它不会像其他形式的碳那样迅速降解。

“关于生物炭用于提高作物产量的有效性以及作为碳储存库的潜力，存在着相互矛盾的报道，”伊利诺斯州可持续技术中心研究员兼研究合着者南希霍尔姆说。“我们进入这项研究时怀疑生物炭原料类型，制备方法和土壤成分的变化是导致相互矛盾的原因。”

针对过去研究的不一致性，该团队设计了一项系统研究，使用10种常见的伊利诺伊州土壤类型来测试混合在不同浓度的生物炭中来自三种不同原料 - 玉米，芒草和硬木的影响。

为了增加现实农业环境中常见的研究维度，研究小组还研究了在不受控制的开放大气环境和玉米秸秆中燃烧的另外两种碳 - 植物材料来源如何影响土壤。玉米秸秆由收获后留在田间的原始茎，叶和玉米棒组成。

考虑到每个方案，重复三次分析和对照样品，该实验产生了429个土壤样品，其中研究人员分别种植了两个玉米种子。

经过14天的发芽期后，研究表明，从任何原料或生产技术中添加生物炭对温室气体产量，植物生长动态或微生物群落活动的产量没有实质性影响。然而，研究人员确实发现土壤中存在一些重要的差异，包括玉米秸秆和烧焦的植物材料。

“添加玉米秸秆 - 模拟实际田间条件 - 导致温室气体排放量急剧增加，以及土壤微生物群落的变化，”ISTC研究员，该研究的主要作者Elizabeth Meschewski说。“但是，将这些结果与没有添加剂的土壤进行比较时，初始幼苗生长不会受到影响。添加燃烧的植物材料确实显示地上植物生物量减少，温室气体氮氧化物产量增加，土壤微生物群落改变。”

该团队得出结论，生物炭可能会改善高度退化或劣质土壤的质量，但似乎没有为本研究中使用的土壤提供任何质量好处。然而，研究人员表示，使用生物炭作为添加剂而不是原料生物质或燃烧的植物材料可以防止微生物产生的温室气体排放。

该团队承认，需要进行更长期的研究，以更全面地了解生物炭如何使农业受益。

“对于未来的研究中，我们建议在许多不同的执行类似研究的土壤类型和天可能在几个生长季整个生长季节，玉米，不只是14，” ISTC研究员和研究的共同作者BK夏尔马说。

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