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这种废物可以帮助缓解气候变化

一项研究发现,生物炭可以提高贫瘠土壤中的作物产量,并有助于阻止气候变化的影响

日期:
2021年8月4日
来源:
新南威尔士大学
简介:
一项研究发现,生物炭可以提高贫瘠土壤中的作物产量,并有助于阻止气候变化的影响。
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一项涉及新南威尔士大学的国际评论发现,一种由城市、农业和林业废弃物制成的产品具有减少现代农业碳足迹的额外好处。

新南威尔士大学科学系材料科学与工程学院客座教授斯蒂芬·约瑟夫说,这项研究发表在《科学》杂志上华东桐柏生物能源提供强有力的证据,证明生物炭有助于减缓气候变化。

“生物炭可以将大气中的碳吸收到土壤中,并将其储存数百年至数千年,”主要作者说。“这项研究还发现,生物炭有助于在土壤中建立高达20%的有机碳(平均3.8%),并可以将土壤中的一氧化二氮排放量减少12%至50%,这增加了生物炭减缓气候变化的好处。”

这些发现得到了政府间气候变化专门委员会最近的《气候变化与土地特别报告》的支持,该报告估计,生物炭具有重要的减缓气候变化的潜力。“政府间小组发现,到2050年,全球生物炭每年可以减少3亿至6.6亿吨二氧化碳,”约瑟夫教授说。“与澳大利亚去年的排放量(估计为4.99亿吨二氧化碳)相比,你可以看到生物炭可以吸收大量的排放。我们只需要有开发和使用它的意愿。”

生物炭是在缺氧环境下加热木屑、动物粪便、污泥、堆肥和绿色废物等生物质残留物的产物,这一过程被称为热解。结果是稳定的木炭可以减少温室气体排放,同时提高土壤肥力。GCB生物能源研究回顾了大约300篇论文,其中包括33篇荟萃分析,这些分析检查了过去20年来发表的14,000篇生物炭研究中的许多。

约瑟夫教授说:“研究发现,作物的平均产量从10%增加到42%,植物组织中的重金属浓度降低了17%到39%,植物的磷利用率也增加了。”“生物炭帮助植物抵抗环境压力,如疾病,并帮助植物耐受有毒金属、水分胁迫和有机化合物,如除草剂阿特拉津。”这项研究首次详细说明了生物炭如何改善植物的根区。在前三周,生物炭与土壤发生反应,可以刺激种子发芽和幼苗生长。在接下来的六个月里,生物炭颗粒会产生反应表面,从而改善植物的营养供应。三到六个月后,生物炭开始在土壤中“老化”,形成微聚集体,保护有机物不被分解。

约瑟夫教授说,研究发现,在酸性和沙质土壤中,生物炭与肥料一起施用,对生物炭的反应最大。约瑟夫教授说:“我们发现生物炭的积极作用依赖于剂量,也依赖于生物炭的特性与土壤约束和植物营养需求的匹配。”“植物,特别是在热带和潮湿亚热带常见的低营养、酸性土壤中的植物,如新南威尔士州和昆士兰州的北海岸,可以从生物炭中受益匪浅。“西澳大利亚州、维多利亚州和南澳大利亚州的沙质土壤,特别是在气候变化下受干旱影响日益严重的干旱地区,也将大大受益。”

Joseph AM教授是利用农业、城市和林业废弃物生产工程稳定生物炭的专家。自从70年代被澳大利亚土著介绍给他以来,他一直在研究生物炭在促进土壤健康和应对气候变化方面的好处。他说,生物炭已经被澳大利亚、拉丁美洲(尤其是亚马逊盆地)和非洲的土著居民用于农作物生产和保持土壤健康已有数百年的历史。

生物炭在17世纪也有记录th世纪作为动物饲料的补充。但是,尽管澳大利亚的研究人员从2005年开始研究生物炭,但它作为商业产品的发展相对缓慢,澳大利亚每年生产约5000吨。Joseph教授说:“部分原因是得到资助的大规模示范项目数量较少,农民和政府顾问缺乏对生物炭的了解,监管障碍,缺乏风险资本和年轻企业家来资助和建立生物炭业务。”

相比之下,美国每年的产量约为5万吨,而中国每年的产量超过50万吨。约瑟夫教授因其在可再生能源和生物炭方面的工作而获得澳大利亚勋章,他说,为了使生物炭得到广泛采用,它需要容易地与农业经营结合起来,并证明在经济上是可行的。他说:“我们已经做了科学研究,但我们没有足够的资源来教育和培训人们,建立示范,让农民看到使用生物炭的好处,发展这个新产业。”

然而,这种情况正在慢慢改变,因为大公司正在购买二氧化碳减排证书(CORC)来抵消它们的排放,这推动了生物炭在澳大利亚的发展。生物炭具有广泛的应用潜力。约瑟夫教授最近与人合著了一项研究国际材料评论它详细介绍了生物炭不太为人所知的用途,比如作为建筑材料,减少土壤中的毒素,培养微生物,用于动物饲料和土壤修复。他说,新南威尔士大学与挪威的一家公司和一所大学合作开发了一种基于生物炭的抗菌涂层,以杀死水中的病原体,并将其用于空气过滤系统。

Stephen Joseph是澳大利亚新西兰生物炭工业集团的成员。他工作的大学已经获得了州政府和联邦政府以及公司的资助,用于开发和测试生物炭。他还帮助公司和农民开发适合用途的生物炭和制造生物炭的设备。

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故事来源:

材料所提供的新南威尔士大学.原创作者:Diane Nazaroff。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Stephen Joseph、Annette L. Cowie、Lukas Van Zwieten、Nanthi Bolan、Alice Budai、Wolfram Buss、Maria Luz Cayuela、Ellen R. Graber、Jim Ippolito、Yakov Kuzyakov、Yu Luo、Yong Sik Ok、Kumuduni Niroshika Palansooriya、Jessica Shepherd、Scott Stephens、eng (Han)、Johannes Lehmann。生物炭是如何起作用的,什么时候不起作用:控制土壤和植物对生物炭反应的机制综述华东桐柏生物能源, 2021;DOI:10.1111 / gcbb.12885

引用此页

新南威尔士大学。“废物可能有助于缓解气候变化:研究发现,生物炭可以提高贫瘠土壤中的作物产量,并有助于阻止气候变化的影响。”《科学日报》。《科学日报》,2021年8月4日。< www.koonmotors.com/releases/2021/08/210804123613.htm >。
新南威尔士大学。(2021年8月4日)有助于缓解气候变化的废物:研究发现,生物炭可以提高贫瘠土壤中的作物产量,并有助于阻止气候变化的影响。《科学日报》.2023年6月17日检索自www.koonmotors.com/releases/2021/08/210804123613.htm
新南威尔士大学。“废物可能有助于缓解气候变化:研究发现,生物炭可以提高贫瘠土壤中的作物产量,并有助于阻止气候变化的影响。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2021/08/210804123613.htm(2023年6月17日访问)。

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