生物炭让土壤不再贫瘠
科学家为农业和城市绿化开辟新途径
150多年来，美国布鲁克林造船厂建造的船舶帮助停止了与非洲的奴隶交易、铺设了首条海底电缆和推动了第二次世界大战的结束。现在，这个位于纽约城的工厂聚集着艺术家、建筑师、手工艺品制造者和有机蔬菜种植者。在一个小雨绵绵的日子，Ben flanner在一个6000平方米的屋顶农场，管理着一片红色和绿色的生菜。
这些植物下方的土壤看上去很普通，flanner抓起一小把，仔细审视。棕色土块中间有小小的黑色颗粒，这是两年前混入土壤的木炭碎片的残留物。flanner认为，这些富含碳的物质——生物炭，有助于作物茁壮成长，甚至可能增加产量，他希望在未来几年能得到傲人的成绩。
在过去几年，整个美国出售这种持久土壤添加物的人越来越多。为flanner的农场提供原料的一家宾夕法尼亚州生物炭公司既批发销售，也面向个人消费者，销售点也包括亚马逊和全食超市。实际上，瑞典和中国等许多国家在农业和城市绿化领域也在广泛使用生物炭。
古老源头
尽管直到目前才吸引了农民的注意，但生物炭有着古老的渊源。数十万年前，亚马逊流域的居民就已经通过加热有机物制造肥沃的土壤——亚马逊黑土。但当欧洲国家开始入侵南美洲时，这种实践活动开始被遗弃，而且其他地区很少有农民常规使用生物炭。
大约10年前，科学家首先对这种物质产生浓厚兴趣，土壤学家现在开始探索将生物炭用于农业和消除污染。许多研究显示，与普通土壤和添加了混合肥料的土壤相比，植物在添加了生物炭的土壤中生长得更好。得克萨斯州莱斯大学地球生物化学家 Caroline Masiello及其合作者发现，生物炭能通过捆绑信号分子抑制这种情况。
污染“斗士”
生物炭可能开始于农业领域，但研究人员目前正在寻找其他应用。生物炭能够束缚土壤中的重金属，以避免它们进入植物和水源。这也引起了美国环境保护局等机构的关注。在科罗拉多州阿斯彭附近的希望矿山，人们在2010年向土壤中添加了生物炭，以中和数十年来矿渣产生的影响，并增加斜坡的保水量，从而减少污水溢流的数量。研究显示，它还有助于促进贫瘠山坡上的作物生长。
生物炭还在清理污水方面显示出希望，或许可以充当活性炭的廉价替代品，后者通常被用于污水处理厂和被有毒化学物质污染的地区。密西西比州立大学退休化学家Charles Pittman表示，生物炭有相对较大的表面积，在水中甚至能延展更多，这就为污染物束缚提供了更多空间。他提到，那些缺乏全面水处理系统的国家或尤其能从这种污染修复方法中获益。它还有助于帮助移除传统水处理系统难以消除的抗生素和化学废物。
科学家甚至开发利用生物炭用于处理石油和天然气钻井液体以及作为印刷增色剂和油漆产品成分的潜能。“还有其他的市场没有完全被开发出来。”农业部农业研究所土壤学家Kurt Spokas说。
但专家警告称，目前尚不清楚这种处理技术是否经济，在农业领域尤为如此。生物炭的价格变化范围十分广泛，但在美国，一些产品售价每千克3美元，能与某些肥料相媲美，并高过许多混合肥料的价格。就大范围而言，只有当生物燃料制品有用武之地时，生物炭产品才具有经济意义。
但如果需求不断上涨，人们可能会质疑生物炭生产带来的环境影响。一个重要关注点是原料的选择。中国倾向于使用农业废弃物，而美国一些研究人员甚至力推动物杂肥，但这些都不是大规模生产生物炭的最有效方法。而且使用木材将刺激森林砍伐和妨碍土地使用。“有一个非常重要的问题：原料的可持续性是什么？”英国牛津大学印度可持续发展中心研究主任 Alfred Gathorne-Hardy说。
迅速发展的行业
负责瑞典斯德哥尔摩林木规划和保护的Embrén表示，自2009年以来，这座城市一直在使用生物炭推动当地植被的生长，他相信这促进了该市最健康树木的生长。去年9月，纽约彭博慈善基金会奖励斯德哥尔摩100万欧元启动一项城市项目，将住宅花园废弃物甚至食物残渣和下水道污物转化为生物炭。
回到布鲁克林区，Flanner继续照顾着自己的作物。莴苣和胡萝卜在雨中站立着，他穿着黄色雨衣小心地走在田间。他认为，在长时间内，生物炭将对土壤有好处，因为它们有助于保持营养盐和水分。但在将更多这种黑色颗粒添加到他的农场中之前，他还需要在未来几年观察作物对它的反应情况。
（摘自《中国科学报》 张章/文2015年1月29日）
这些植物下方的土壤看上去很普通，flanner抓起一小把，仔细审视。棕色土块中间有小小的黑色颗粒，这是两年前混入土壤的木炭碎片的残留物。flanner认为，这些富含碳的物质——生物炭，有助于作物茁壮成长，甚至可能增加产量，他希望在未来几年能得到傲人的成绩。
在过去几年，整个美国出售这种持久土壤添加物的人越来越多。为flanner的农场提供原料的一家宾夕法尼亚州生物炭公司既批发销售，也面向个人消费者，销售点也包括亚马逊和全食超市。实际上，瑞典和中国等许多国家在农业和城市绿化领域也在广泛使用生物炭。
古老源头
尽管直到目前才吸引了农民的注意，但生物炭有着古老的渊源。数十万年前，亚马逊流域的居民就已经通过加热有机物制造肥沃的土壤——亚马逊黑土。但当欧洲国家开始入侵南美洲时，这种实践活动开始被遗弃，而且其他地区很少有农民常规使用生物炭。
大约10年前，科学家首先对这种物质产生浓厚兴趣，土壤学家现在开始探索将生物炭用于农业和消除污染。许多研究显示，与普通土壤和添加了混合肥料的土壤相比，植物在添加了生物炭的土壤中生长得更好。得克萨斯州莱斯大学地球生物化学家 Caroline Masiello及其合作者发现，生物炭能通过捆绑信号分子抑制这种情况。
污染“斗士”
生物炭可能开始于农业领域，但研究人员目前正在寻找其他应用。生物炭能够束缚土壤中的重金属，以避免它们进入植物和水源。这也引起了美国环境保护局等机构的关注。在科罗拉多州阿斯彭附近的希望矿山，人们在2010年向土壤中添加了生物炭，以中和数十年来矿渣产生的影响，并增加斜坡的保水量，从而减少污水溢流的数量。研究显示，它还有助于促进贫瘠山坡上的作物生长。
生物炭还在清理污水方面显示出希望，或许可以充当活性炭的廉价替代品，后者通常被用于污水处理厂和被有毒化学物质污染的地区。密西西比州立大学退休化学家Charles Pittman表示，生物炭有相对较大的表面积，在水中甚至能延展更多，这就为污染物束缚提供了更多空间。他提到，那些缺乏全面水处理系统的国家或尤其能从这种污染修复方法中获益。它还有助于帮助移除传统水处理系统难以消除的抗生素和化学废物。
科学家甚至开发利用生物炭用于处理石油和天然气钻井液体以及作为印刷增色剂和油漆产品成分的潜能。“还有其他的市场没有完全被开发出来。”农业部农业研究所土壤学家Kurt Spokas说。
但专家警告称，目前尚不清楚这种处理技术是否经济，在农业领域尤为如此。生物炭的价格变化范围十分广泛，但在美国，一些产品售价每千克3美元，能与某些肥料相媲美，并高过许多混合肥料的价格。就大范围而言，只有当生物燃料制品有用武之地时，生物炭产品才具有经济意义。
但如果需求不断上涨，人们可能会质疑生物炭生产带来的环境影响。一个重要关注点是原料的选择。中国倾向于使用农业废弃物，而美国一些研究人员甚至力推动物杂肥，但这些都不是大规模生产生物炭的最有效方法。而且使用木材将刺激森林砍伐和妨碍土地使用。“有一个非常重要的问题：原料的可持续性是什么？”英国牛津大学印度可持续发展中心研究主任 Alfred Gathorne-Hardy说。
迅速发展的行业
负责瑞典斯德哥尔摩林木规划和保护的Embrén表示，自2009年以来，这座城市一直在使用生物炭推动当地植被的生长，他相信这促进了该市最健康树木的生长。去年9月，纽约彭博慈善基金会奖励斯德哥尔摩100万欧元启动一项城市项目，将住宅花园废弃物甚至食物残渣和下水道污物转化为生物炭。
回到布鲁克林区，Flanner继续照顾着自己的作物。莴苣和胡萝卜在雨中站立着，他穿着黄色雨衣小心地走在田间。他认为，在长时间内，生物炭将对土壤有好处，因为它们有助于保持营养盐和水分。但在将更多这种黑色颗粒添加到他的农场中之前，他还需要在未来几年观察作物对它的反应情况。
（摘自《中国科学报》 张章/文2015年1月29日）
