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生物炭基肥与腐植酸产品简介

文章来源:http://www.sinoseekbio.com/ 上传时间:2017-08-25浏览次数:
文章摘要:   近期以来,碳肥概念已经火爆了整个市场,各种碳肥产品粉墨登场,特别是以前市场上常见的氨基酸、黄腐酸、腐植酸等产品现在也被被包装成各类碳肥产品进行销售,而生物炭基肥产品由于其推出市场时间不久,大家对

      近期以来,碳肥概念已经火爆了整个市场,各种碳肥产品粉墨登场,特别是以前市场上常见的氨基酸、黄腐酸、腐植酸等产品现在也被被包装成各类碳肥产品进行销售,而生物炭基肥产品由于其推出市场时间不久,大家对其功能与特性尚不是很了解,常常与腐植酸类产品混淆。因此,碳宝在这里对这两种产品进行解读,详细谈谈其中的差别,利于消费者进行选择。


     首先,虽然两类产品都富含碳,但来源与制备方法以及产品性质均有差异。


     生物炭(Biochar)是以作物秸秆等农林植物废弃生物质为原料,在无氧或低氧条件下,400-700℃裂解得到的稳定的固体富碳的产物。从概念中可以看出,生物炭产品在我们日常生活中并不少见。


      我们冬季取暖以及野外烧烤所用的木炭、竹炭、机制炭以及工业上常用的活性炭等产品,均属于生物炭的一种,它属于人为通过物理化学方法所制备的富碳产物。从组成成分上来说,生物炭主要由芳香烃和单质碳或具有类石墨结构的碳组成,一般含有60%以上的 C 元素,含有的其它元素主要有 H、O、N、S 以及丰富的矿质元素等。


      生物炭长期应用在人们的生产生活中,然而把其应用到农业生产中,则是近年来才得到大家的重视。这一应用的提出源于对亚马逊流域印第安人留下的黑土地的增产效果。目前科学界普遍认为生物炭在农业上的应用对促进土壤固碳、改善土壤健康、提高作物品质具有重要的意义。


生物碳基肥的功能


     生物炭产品的品质受生物质材料、制备技术等方面的影响。一般来说,良好的生物炭制品在制备完成后,其在土壤中的应用主要的功能成分由三部分组成:稳定的支架碳、小分子的有机碳以及吸附的丰富矿质元素。其中,支架碳是生物炭的主体,主要是由单质碳或类似石墨结构的芳香碳组成。这一部分碳的可溶性极低,溶沸点极高,具有高度羧酸酯化、芳香化结构和脂肪族链状结构,因此使生物炭具备了极强的吸附能力和抗氧化能力。这一部分碳结构保留了原生物质的细微孔隙结构(如下图所示),具有较大的比表面积,因此具有强烈的吸附性,能够吸附重金属、农残等污染物,从而减少植物对这些污染物的吸收;这些孔隙还能吸附植物一时不能利用的氮素养分,后期再缓慢地释放供给植物,从而提高氮肥的利用率;同时,这部分支架碳也可以吸收水分子进入小孔中,当干旱发生时,小孔可以保护水分子不被迅速的蒸发,从而有了保持水分的效果。另外,这部分支架碳也能为一些有益菌提供生长繁殖的空间,犹如庇护所一般让有益菌免受外在环境的胁迫,从而促进有益菌在植物根系的定植,提高微生物菌肥的效果。


竹制生物炭

竹制生物炭扫描电子显微镜图像 a:竹制生物炭横切面;b:竹制生物炭纵切面。


     第二部分是生物炭在制备过程中的一些小分子的有机碳,这部分碳是生物炭中的活性成分。它们被吸附在支架碳上,能够被植物和微生物所利用,被植物直接吸收利用可以促进植物生长;被微生物利用可以促进微生物的繁殖。一般生物炭肥料使用后马上表现出的效果往往是由这部分小分子碳所提供的。


     第三部分是生物炭中包含的矿质元素成分。由于生物炭是从植物煅烧而成的,植物中所含有的一些Ca、Mg、K、Si等大中量营养元素和Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素均保留在生物炭中,在施入土壤后可以补充土壤中的矿物质养分。另外,由于这部分营养元素一般以碱性形式存在,因此,也具有改良土壤酸性的作用。


     因此,我们从以上介绍中可以看出,生物炭产品所具有的保水保肥、改良土壤和促进植物生长的效果是由于生物炭所固有的性质所决定的。特别是在目前我国土壤面临的土壤酸化、肥料利用率低、重金属污染风险问题上,生物炭肥料产品将会发挥重要的作用。


     介绍完了生物质炭产品,我们再来了解下腐植酸类产品的情况。


     腐植酸(Humic acid) 是植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球物化反应等一系列过程形成和积累起来的一类有机物质。目前市场上常见的腐植酸类产品主要有两种来源,一种是从风化煤中提取的矿源腐植酸,一种是从秸秆类物质中提取的生化腐植酸,其中以矿源腐植酸为主。


     腐植酸总体上是一类大分子的含碳化合物的混合物,呈现弱酸性。但由于在提取时的工艺不同,呈现产品的pH也各有差异。其中,既能溶于碱、酸和水的组分,稀溶液呈黄色或棕黄色的物质被称为黄腐酸,又叫富里酸(Fulvic acid),其分子量比较小,具有一定的生物活性;而溶于碱但不溶于酸的,被称为腐植酸(Humic acid),其分子量要大于黄腐酸;而在酸碱中均不能溶解的部分,被称为胡敏素(Humin)。


     在不做特殊说明的情况下,我们把这三类物质均称为腐植酸类物质。黄腐酸类产品由于其中包含的小分子有机碳物质较多、易溶于水、活性较强、具有一定的生物刺激功能,因此常被作为功能成分开发特种肥料。而一般市场上常见的腐植酸肥料则包含了黄腐酸、腐植酸和胡敏素三种成分。