生物炭可能會增加碳儲存 但對萌發(fā)和生長的益處似乎很少
根據(jù)伊利諾伊大學(xué)的一項新研究,生物炭可能不是許多農(nóng)民和研究人員所希望的奇跡土壤添加劑。生物炭可以提高一些土壤的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量 - 特別是質(zhì)量差的土壤 - 但對其有效性沒有達成共識。研究人員測試了不同土壤對多種生物炭類型的反應(yīng),無法驗證其增加植物生長的能力。然而,該研究確實顯示了生物炭影響土壤溫室氣體排放的能力。
生物炭添加劑 - 在受控?zé)o氧工藝中燃燒的有機物質(zhì)顆粒 - 為土壤提供一種比傳統(tǒng)的未加糖生物質(zhì)添加劑更耐微生物作用的碳。研究人員表示,從理論上講,這種特性應(yīng)該能讓土壤保持在碳上長期儲存,因為它不會像其他形式的碳那樣迅速降解。
“關(guān)于生物炭用于提高作物產(chǎn)量的有效性以及作為碳儲存庫的潛力,存在著相互矛盾的報道,”伊利諾斯州可持續(xù)技術(shù)中心研究員兼研究合著者南?;魻柲氛f。“我們進入這項研究時懷疑生物炭原料類型,制備方法和土壤成分的變化是導(dǎo)致相互矛盾的原因。”
針對過去研究的不一致性,該團隊設(shè)計了一項系統(tǒng)研究,使用10種常見的伊利諾伊州土壤類型來測試混合在不同濃度的生物炭中來自三種不同原料 - 玉米,芒草和硬木的影響。
為了增加現(xiàn)實農(nóng)業(yè)環(huán)境中常見的研究維度,研究小組還研究了在不受控制的開放大氣環(huán)境和玉米秸稈中燃燒的另外兩種碳 - 植物材料來源如何影響土壤。玉米秸稈由收獲后留在田間的原始莖,葉和玉米棒組成。
考慮到每個方案,重復(fù)三次分析和對照樣品,該實驗產(chǎn)生了429個土壤樣品,其中研究人員分別種植了兩個玉米種子。
經(jīng)過14天的發(fā)芽期后,研究表明,從任何原料或生產(chǎn)技術(shù)中添加生物炭對溫室氣體產(chǎn)量,植物生長動態(tài)或微生物群落活動的產(chǎn)量沒有實質(zhì)性影響。然而,研究人員確實發(fā)現(xiàn)土壤中存在一些重要的差異,包括玉米秸稈和燒焦的植物材料。
“添加玉米秸稈 - 模擬實際田間條件 - 導(dǎo)致溫室氣體排放量急劇增加,以及土壤微生物群落的變化,”ISTC研究員,該研究的主要作者Elizabeth Meschewski說。“但是,將這些結(jié)果與沒有添加劑的土壤進行比較時,初始幼苗生長不會受到影響。添加燃燒的植物材料確實顯示地上植物生物量減少,溫室氣體氮氧化物產(chǎn)量增加,土壤微生物群落改變。”
該團隊得出結(jié)論,生物炭可能會改善高度退化或劣質(zhì)土壤的質(zhì)量,但似乎沒有為本研究中使用的土壤提供任何質(zhì)量好處。然而,研究人員表示,使用生物炭作為添加劑而不是原料生物質(zhì)或燃燒的植物材料可以防止微生物產(chǎn)生的溫室氣體排放。
該團隊承認,需要進行更長期的研究,以更全面地了解生物炭如何使農(nóng)業(yè)受益。
“對于未來的研究中,我們建議在許多不同的執(zhí)行類似研究的土壤類型和天可能在幾個生長季整個生長季節(jié),玉米,不只是14,” ISTC研究員和研究的共同作者BK夏爾馬說。
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