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土壤改良剂黑炭的前世今生

中国是一个农业大国，当前通过增施化肥而追求高产的集约化种植模式已经造成了土壤酸化、环境污染等一系列问题。另一方面，中国每年产生大约6~7亿吨作物秸秆，其中秸秆有效利用率不到50%，且有30%左右的秸秆被直接露天焚烧，引起严重的大气和水体污染。探寻有机废弃物的高效利用与提高农田养分利用效率的土壤管理或改良措施是研究的热点。通过探索研究科学家发现将这些废弃的秸秆在高温厌氧条件下缩合制备出的黑炭是一种良好的土壤改良剂，转化过程如图1。

土壤改良剂黑炭的好处多多

作物的良好生长离不开水、肥、气、热的协调供应，植物只有吃的饱（充足的养分）、喝的足（足够的水分）、站的稳（良好的扎根条件）、住的暖（保温透气）才能生长的好，而作为土壤改良剂的黑炭施入土壤后正具备这些属性，含有丰富的养分元素；能够降低土壤容重和改善土壤孔隙度；具有较好的持水能力，能够很好的促进作物生长和提高产量。

黑炭进入土壤有害吗？

科研人员选择了对土壤质量最为敏感的指示动物蚯蚓，设计了一个蚯蚓对不同黑炭施加量土壤的回避效应来评估黑炭对土壤小动物是否具有毒害作用，从而为全面评估黑炭作为一种土壤改良剂的利弊提供依据。
实验设计如图2，容器为一次性餐盒，先用隔板将中间隔开，两边土壤搅拌放好后，将隔板拿去，然后在中间放上蚯蚓，置于黑暗处24h,观察蚯蚓的活动分布。

研究结果显示1%的黑炭施加量亦即施低倍量的黑炭短期内并不会对土壤小动物的活动和生存产生影响；但是蚯蚓对5%和10%的黑炭施加量处理均产生了“回避效应”，也就是蚯蚓会主动避开添加了黑炭的这两个处理，回避率分别为44.4%和55.0%，表明黑炭会抑制蚯蚓的活动，或者说黑炭添加量到这个程度，土壤中的蚯蚓就不喜欢了，但对其生存并不构成威胁。

理性对待土壤改良剂黑炭

黑炭作为土壤改良剂是一把双刃剑，其给作物生长带来增益的同时，却对土壤生物系统造成一定不利的影响，而土壤生物作为土壤生态系统最重要的参与者，是物质与能量交换的传递者，是土壤质量的重要组成部分，虽然从短期效益来看，黑炭作为土壤改良剂利大于弊，但黑炭施入土壤的长期效应，特别是对土壤生物的影响，还需要进一步研究。