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现在，黑土壤已经成为气候变化学家集中研究的对象。黑土壤中的生物炭可以使其肥力维持一个世纪之久。澳大利亚著名的自然学家提姆·富兰纳瑞认为生物炭的这些特性“使我们能够同时解决三、四个重大危机：气候变化危机，能源危机，以及食品和水资源危机。”（引自：环保在行动：黑色的希望—生物炭，人民网-环保频道） 十八、生物炭与中国“沃土工程”
中国长期以来化肥产、供、施畸形发展，施肥技术落后，施肥比例严重失调，重化肥，轻有机肥；重氮肥，轻磷、钾肥；重大量元素，轻微量元素。据农业部统计，1998年全国化肥施用总量达到4085万吨，与发达国家比较相当于损失20%的养分。投肥效益下降，增肥不增产，增产不增收，在高氮肥区出现施氮过量而造成减产的现象。据调查，20世纪50年代我国每公斤化肥可生产粮食15公斤，70年代为9公斤，90年代为7公斤左右。肥料投资占农业生产直接投资的50%左右，肥料投入效益的下降直接影响到农业生产效益和农民收入。
施肥不合理还造成农产品品质下降，危害人类健康。表现为瓜果不甜、饭菜不香、棉麻纤维变短，食品中有害的硝酸盐含量上升。据对北京、上海、天津等7个城市的调查，123种主要蔬菜品种中，硝酸盐轻度污染以下的仅34种，占27.6%；中、高污染和严重污染的占72.4%，其中达严重污染程度，按世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）规定推算已不允许食用的蔬菜品种有33个，占26.8%。我国居民消费量较大的几种主要蔬菜（尤其是叶菜、根菜）的硝酸盐含量已严重超标，对人类健康构成潜在威胁。由于施肥不合理，造成农作物生理病害加剧，水果外形、口感不佳，耐储性下降等，不仅影响我国人民的生活质量和食品安全，更严重削弱了我国农产品在国际市场上的竞争力，直接影响出口创汇。
我国五大湖泊的水体已不同程度受到了污染。就太湖水体富营养化而言,来自农田流失的氮素占了氮素入湖总量的23%。
为了解决上述问题，中国政府开始实施“沃土工程”。该工程的目标是：
（1）改善土壤理、化性状；有效提高土壤有机质，增加化肥利用率，增强植物抗逆能力；
（2）提供植物生长所需的均衡养分；
（3）激活土壤微生物，长久保持土壤活力；提高耕地质量，是发展粮食生产、巩固和提高农业综合生产能力的根本性措施。
（4）使土壤肥力提高1个等级，肥料利用率提高10％；粮食生产能力提高10％左右，农民增收80—100元/亩。
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生物炭可以长期稳定地存在于自然界中，具有持久性的肥田沃土，促进土壤中微生物繁殖，促进植物生长，对二氧化炭吸收，使空气中二氧化炭减少的功能。
生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以改善土壤的透气性和排水性，蓄留植物根部所需水分，有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。
生物炭在土壤改良领域所具有的独特性能，使其在“沃土工程”的实施过程中，必将起到重要的、不可替代的作用。 十九、世界各国生物炭研究成果
目前，全世界范围内引发了对生物炭的广泛兴趣。拜罗伊特大学研究人员布鲁诺·格拉泽（Bruno Glaser）博士表示：“生物炭研究始于1947年。但是直到上个世纪80年代，生物炭一直才被人们想起。现在，关于生物炭应用的效果有很多令人兴奋的发现。”
（1）英国
英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对炭密集肥料的需求。生物炭的孔洞结构容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。
（2）德国
德国宾根（Bingen）的污水处理厂中，传送带将半干的污泥送入钢容器中，空气中散布着污泥成熟的气味。经过这种短暂的生态“炼金术”处理之后，污泥在容器中变成闪亮的黑色颗粒，污物最终变成了生物炭。
德国拜罗伊特大学（University of Bayreuth）的新研究显示，生物炭可以使贫瘠土壤中的植物生长加倍。
（3）美国
美国纽约康奈尔大学（Cornell University）研究认为，掩埋生物炭可能让土壤储存有机碳的能力增加一倍。
（4）澳大利亚
澳大利亚伍伦巴农业研究所资深科学家范?兹威屯说，生物炭可以减少土壤排放温室气体一氧化二氮。生物炭提高土壤pH值的速度仅为石灰的1/3，它还可以提高红铁土壤的钙质，减少红铁土壤中铝的毒性。因此，生物炭运用可使土壤的生物学性能得到改善，减少对化学肥料的需求，提高保持水分的能力。
澳大利亚著名科学家提姆?富兰纳瑞指出，生物炭还可以大大减少温室气体的排放。在全球范围内，土壤释放的温室气体量是化石燃烧产生的温室气体的10倍多。通过对土壤中释放出的气体进行测量和对比，发现生物炭可以显著减少二氧化炭和一氧化二氮的
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释放。而一氧化二氮是另一种更严重的温室气体，其制造温室效应的效力是二氧化炭的300倍，在空气中可持续150年之久。
澳大利亚伍伦巴农业研究所环境科学家史蒂夫?肯姆伯指出，生物炭还为农民和环境带来另一个好处，像农作物残余、地面覆盖物以及混合肥料等形式中的炭在土壤中是不稳定的，在2至3年内就会彻底分解，转化成二氧化炭。而生物炭在土壤中很稳定，其中的炭可以保持几百年的时间。这意味着，使用等量的生物炭和混合肥料，生物炭一次就可以顶上几十年，而混合肥料却要年年使用，这无疑会减少农民的支出。对于环境而言，由于不稳定的、易分解的炭被稳定的生物炭代替，土壤释放的二氧化炭量将大大减少。（引自：环保在行动：黑色的希望—生物炭，人民网-环保频道）
下图为加拿大农场施用生物炭的情景
Blueleaf Biochar - Biochar Field Application Trials. Quebec, Canada
二十、生物碳作为土壤改良剂的作用
（1）增加产量
研究表明，每公斤土壤中有机碳含量增加1克，東北地区玉米产量每亩可增加11.7公斤；华北地区夏玉米与冬小麦轮作，每亩可增产約30.3公斤；西北地区春玉米产量每亩约增加21.9公斤；中南地区单季水稻产量每亩可增加约12.3公斤；华东地区双季稻产量每亩可增加约17.7公斤；西南地区水稻与冬小麦轮作产量每亩可增加约15.3公斤。保持较高水准的土壤有机碳含量对增加作物产量具有十分明显的作用。
澳大利亚伍伦巴农业研究所的最新研究成果再次证实了生物炭技术的巨大潜力。研究人员按每公顷农田施加10吨生物炭进行了试验，结果表明，生物炭可以使小麦的产量增加3倍，使大豆的产量增加2倍多。同时，他们还单独使用氮肥以及生物炭和氮肥并用来进行对比试验，发现产量基本相同。这说明单独使用生物炭就可以起到和使用氮肥一样的增产效果。
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生物碳改良的土壤 无生物碳与加生物碳植物生长对照
（2）提高地温
土壤中施加生物炭后，由于黑色炭粒吸收太阳热能，可使土壤温度升高几摄氏度，促进种子发芽。特别是可以促进不易发芽的种子发芽，提高发芽率。
（3）改良土壤
在土壤中施加生物炭后，在生物炭表面上可以生成根粒菌，因而形成适合植物栽培的农业土壤，避免了所谓“连续耕作障碍”。且生物炭对谷物、豆类和蔬菜的生长、色泽、食味都有改善。此外，生物炭还可改变土壤酸碱，增加土壤CO2含量，吸附土壤中有害金属，提高土壤微生物的活力等。还可以改善土壤的透气性和排水性，为有益于植物的微生物提供良好的生存空间。
（4）保持土壤水分
生物碳可以续留植物根部所需水分，生物碳在相对湿度为50%以上时，能迅速吸收20%左右的水分；生物碳疏水，透气性能好，可以用来保持土壤水分，干不开裂，湿不积水，捏不成团，土不板结。
（5）防治病虫害
每亩撒施生物炭500至1000公斤，可杀死地下病虫，如蛴螬，蝼蛄，地老虎等，保护苗木根系，防止猝倒病，立枯病，炭疽病的发生。在花木盆栽土里掺进5%-10%豆粒大小的木炭，能为植物提供健康的生长环境。
（6）增强抗逆性
生物炭中含有大量游离的钾离子，可促进炭水化合物的运转，能够降低叶片的蒸腾强度，增强抗旱，搞高温的能力。
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（7）防止伤流
对容易产生伤流的花木，如葡萄，无花果等，在修剪后或换盆后，可用新鲜生物炭涂抹在伤口处，可控制伤流，促进伤口愈合。
（8）加速生根
花木在移栽过程中，使用生物炭与有机肥的充分混合做底肥或在配制营养土时掺入百分之五至百分之二十的生物碳，能够增加有机肥的可吸收性，促进愈伤组织的生长，提高花木移栽的成活率。育苗移栽发根多、生长快、成活率高。（见图）
（9）在植树方面
日本神奈川县相模湖町的私有林地栽植杉松时，每株穴内放置1kg炭粉，以后逐年与对照地作树木生长量的对比，最初几年没有明显区别，渐渐长势差距明显，至第八年施炭杉松平均树高8米，较对照树整整高出2米。
（10）草坪应用
在草坪施加炭粉，可早发2～3周，草绿色浓，扎根深，绿色延长大约一个月左右。 在高尔夫球场加生物炭垫层，除具有上述作用以外，可以对所投入的杀虫剂、杀菌剂起到缓释及防止雨后形成迳流污染等作用。
二十一、密西西比公司生物炭应用技术研究和服务网络
用传统的制造木炭工艺来进行生物炭大规模工业化生产是不切实际的。密西西比公司与亚马逊公司的科技人员付出大量的努力，与世界各国的科学家和研究机构合作，在生物炭生产技术和装备、生物炭施用技术、生物炭改良培肥土壤效应、生物炭产品等领域进行广泛的研究，并取得了大量的成果，开发出低成本、大规模工业化制造生物炭的专利技术和装备，采用上述技术和装备可以利用污水处理厂污泥、农作物废物（植物秸秆或残渣、果壳、玉米芯等）、家畜粪便等进行大规模工业化制造生物炭。
密西西比公司与亚马逊公司计划中国设立生物炭应用技术研究中心，筹建生物炭制造、销售和服务网络。密西西比公司与亚马逊公司技术人员将再世界各地将为污水处理厂、大型家畜养殖企业、农产品加工企业等提供生物质干馏处理技术和成套设备。为园林、花卉、农业等领域用户提供各种生物炭土壤改良剂。并且为干馏设备和生物炭用户提供使用前的咨询服务、使用过程中的技术指导服务，使用后的长期跟踪服务。
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