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农田施用生物炭的固碳减排效应及其影响因素综

述

一、本文概述

随着全球气候变化的日益严重，减少温室气体排放、增加碳汇成

为了全球关注的焦点。生物炭作为一种新兴的碳减排和土壤改良技术，

其在农田施用中的固碳减排效应及其影响因素引起了广泛的研究兴

趣。本文旨在对农田施用生物炭的固碳减排效应及其影响因素进行全

面的综述，以期为我国农业可持续发展和碳减排工作提供理论支持和

实践指导。

本文将首先介绍生物炭的基本概念、制备方法及其在农田施用中

的现状。随后，重点分析农田施用生物炭的固碳减排效应，包括生物

炭对土壤碳库的影响、对作物生长和产量的影响以及对温室气体排放

的影响。本文还将探讨影响生物炭固碳减排效应的关键因素，如生物

炭的性质、施用量、施用方式、土壤类型、气候条件以及作物种类等。

通过本文的综述，我们期望能够深入理解农田施用生物炭的固碳

减排机制及其影响因素，为优化生物炭的农田施用技术、提高农田生

态系统的碳汇功能提供科学依据。本文也将为政策制定者提供决策参

考，以促进我国农业生产的绿色转型和碳中和目标的实现。

二、农田施用生物炭的固碳减排效应

农田施用生物炭作为一种新兴的土壤管理措施，其固碳减排效应

正日益受到关注。生物炭作为一种富含碳的稳定有机物质，其在农田

土壤中的应用，不仅可以提高土壤质量，还能有效减少大气中温室气

体的排放。

一方面，生物炭的施用可以显著提高土壤的固碳能力。生物炭的

多孔性和大比表面积使其成为土壤中的理想碳储存库。当生物炭施入

土壤后，其表面的官能团能够与土壤中的无机和有机成分发生吸附、

络合等反应，形成稳定的复合体，从而减缓了土壤有机碳的分解速率，

提高了土壤碳的稳定性。生物炭还能通过改变土壤的物理性质，如增

加土壤团聚体的稳定性，提高土壤保水能力，进而为土壤微生物提供

良好的生存环境，促进土壤微生物的生长和活动，从而进一步提高了

土壤的生物固碳能力。

另一方面，生物炭的施用对农田温室气体的排放具有显著的减排

效应。生物炭在制备过程中，经过高温热解，其中的挥发性有机物质

大部分被去除，降低了其在施入土壤后产生温室气体的风险。生物炭

的施用可以增加土壤中的碳源，为土壤微生物提供能量来源，从而提

高了微生物对土壤有机碳的利用效率，减少了甲烷等温室气体的产生。

生物炭的施用还可以改变土壤的氧化还原环境，抑制土壤中产生温室

气体的微生物的活动，从而减少温室气体的排放。

农田施用生物炭的固碳减排效应主要体现在提高土壤固碳能力

和减少农田温室气体排放两个方面。然而，生物炭的固碳减排效应受

到多种因素的影响，包括生物炭的制备条件、施用量、施用方式以及

土壤环境等。因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的生

物炭类型和施用方式，以充分发挥其固碳减排效应。

三、影响农田施用生物炭固碳减排效应的因素

农田施用生物炭的固碳减排效应受到多种因素的影响，这些因素

主要包括生物炭的性质、施用方法、土壤环境以及农田管理措施等。

生物炭的性质是决定其固碳减排效果的关键因素。生物炭的碳含

量、比表面积、孔隙结构以及表面官能团等特性均会对其固碳能力产

生影响。例如，高碳含量的生物炭具有更强的固碳潜力，而比表面积

和孔隙结构则影响生物炭对土壤有机质的吸附和保持能力。生物炭表

面的官能团可以影响其与土壤中的其他物质的相互作用，从而影响其

固碳效果。

生物炭的施用方法也是影响固碳减排效果的重要因素。施用量的

多少、施用时间的选择以及施用方式的选择均会对生物炭的固碳效果

产生影响。过量的生物炭可能会导致土壤pH值的升高，影响作物的

生长；而施用时间的选择则会影响生物炭在土壤中的分解和转化过程；

施用方式的不同则会影响生物炭在土壤中的分布和稳定性。

再次，土壤环境也是影响生物炭固碳减排效果的关键因素。土壤

的pH值、土壤类型、土壤有机质含量等因素均会对生物炭的固碳效

果产生影响。例如，在酸性土壤中，生物炭的施用可能会增加土壤的

pH值，从而提高土壤的固碳能力；而在不同类型的土壤中，生物炭

的固碳效果也会有所不同。

农田管理措施也会对生物炭的固碳减排效果产生影响。例如，合

理的灌溉和排水措施可以促进生物炭在土壤中的分布和稳定性；而合

理的施肥和耕作措施则可以促进作物的生长，提高土壤的固碳能力。

影响农田施用生物炭固碳减排效应的因素众多，包括生物炭的性