生物炭大解密：沙漠也能种树的肥料界新星
生物炭（Biochar）是一种土壤改良剂，通常农民借由焚烧稻杆、树皮等农业废弃物，让碳元素经过热裂解之后，形成活性较稳定的「炭」。科学研究证实这种「炭」的混合物，由于其中的酸性物质都被高温分解，只留下碱性成分，因此非常适合改善土壤酸化的问题。此外，生物炭的孔隙比普通土壤粒子间的孔隙还大，因此具有保水功能，近年来被誉为土壤肥料界的新星！
然而，施用生物炭能帮助植物生长的详细作用机制是什么，对产量又有多少贡献，目前还缺乏科学数据支持。今年6月日本永续资源研究中心的研究人员发现：低温(200 °C～300 °C)热裂解的生物炭，能有效改善非洲波札那地区贫脊的土壤。除了改善土让性质、增加土壤的保水能力之外，田间试验也证实，混和了生物炭的土壤，能提高痲疯树的生物产量，促进植物生长。研究结果刊登在「自然－科学」报导（Scientific Reports）中。
▲生物炭。（图／翻摄自维基百科）
在非洲的干旱地区，由于土地贫脊，只适合痲疯树生长，并将其作为生物燃料使用。本研究的目的，即希望利用生物炭改善土壤理化性质，增加痲疯树的生物量（biomass）。
为了研究生物炭对贫脊土壤的改良效果，研究人员将痲疯树，分别种在混合生物炭的土壤，以及没有混合生物炭的土壤上；借由评估痲疯树的生物量，比较生物炭改良土壤的效果。为了维持试验的精确性，使用的土壤也是来自非洲波札那，一个几乎寸土不生、土质接近沙子的极端贫脊区。
研究结果显示，生物炭能增加土壤的保水力，而这也是影响痲疯树生物量的关键。土壤中增加5%的生物炭，保水力就能增高5%以上；同时土壤的物理性，如应力结构及稳定性也更好。换句话说，土壤结构在受到挤压后，粒子间隙变小，保水力下降；混合了生物炭之后，粒子间隙能够更快地回到正常，维持保水力。
另一方面，土壤的化学性质，例如钾、磷、硫，这三种植物生长必须的元素，其含量在土壤混合生物炭之后也都显著增加。土壤混合生物炭后，痲疯树的茎则长得更粗壮，根系也越长；而植株吸收磷肥的能力更强，镁离子的吸收率则下降（注）。
这些证据都显示，生物炭不但能改善土壤的物理性质、化学性质、也能有效增进痲疯树吸收磷肥的能力，促进植株生长，并提高痲疯树的生物量。
除此之外，生物炭还能提升土壤中的乳酸与醋酸，这两种能够促进植物生长的有机酸含量。同时，也可使土壤中微生物的含量增加，例如喜好分解乳酸的细菌。研究者主持人认为：土壤中的生物炭，可能可以改变土壤中有机酸含量，影响微生物的生长。因此，生物炭如何影响植物与微生物的交互作用，将是未来的研究重心。
资料来源： 每日科学 June 17, 2016 Improving poor soil with burned up biomass
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