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基本參數

另一方面，也有研究結果表明生物炭刺激了土壤N2O的排放。與僅施用NPK處理相比，生物炭雖然改良土壤，但增加了水稻田土壤N2O的排放，這源于水稻后期土壤硝態氮含量或水稻早期土壤銨態氮含量的增加。在土壤水分（20％～50％）條件下，添加云杉碎屑制成的生物可導致種植豆科植物土壤N2O排放量增加。此外，如果熱解合成氣未凈化，生物炭生產過程也可能是N2O排放的潛在來源，排放量約為原料含氮量的２％～４％。 此外，極個別研究表明生物炭添加對土壤N2O通量沒有影響。對于有機碳含量低（≤５g/kg）的土壤，生物炭對土壤N2O排放的影響較小且不顯 著，這是因為異養過程可用碳量很少，增加了低有機碳土壤的硝化作用。由糞便制成或在低于350℃溫度下熱解的生物炭對土壤N2O排放的減少作用微不足道，這歸因于生物炭較弱的芳族環結構和較低的表面積，較低的導電能力和較少的表面官能團。生物炭的施用不會影響短時期火山灰土的N2O累積排放量，這與火山灰具有較高的PH緩沖能力和總陽離子交換量有關。總之，生物炭對土壤N2O排放影響取決于研究區土壤和氣候條件、試驗條件（室內／野外）及持續時間、生物炭類型（物料來源）、施用量及熱解條件等。生物炭具有減緩土壤N2O排放的潛力，其中生物炭類型、生物炭添加量和氣候帶是影響生物炭對土壤N2O排放影響的重要調控因素，且野外試驗中生物炭對N2O的減排效果常低于室內控制試驗。

生物炭減緩土壤N2O排放的機制

多數研究將研究焦點集中于生物炭如何降低土壤N2O排放速率機理上。由于N2O產生途徑多而 復雜且高度時空變異，使得農業生態系統土壤N2O的減排具挑戰性。生物炭改良劑作為減少N2O的長期方法的適用性尚不確定。目前有關生

物炭減緩土壤N2O排放的機制主要有以下２點：

１）生物炭理化性質的差異。生物炭生產條件 （原料來源、熱解溫度、快慢類型等）的不同導致生物 炭理化性質和結構的差異是生物炭影響土壤N2O排放的重要因素。不同來源生物質不同組分的分解溫度不同，隨熱解溫度的升高，生物質組分（水分、纖維素、木質素和無機礦物等）依次被分解；同時熱解過程中Ｃ和Ｎ的損失致使Ｐ、Ｋ、Ca、Ｍｇ等含量高于原料，且隨熱解溫度的提高而升高。生物炭的石灰效應。生物炭含有堿性物質，主要為表面有機官能團、碳酸鹽、有機陰離子和其他無機堿，并且具有較高的PH，可用作修正土壤酸度的改良劑。生物炭的原料和熱解條件會影響生物炭的堿度：如豆科植物比非豆科植物生產的生物炭含有更高的堿度；隨著熱解溫度的升高，生物炭 的堿度增加，表現在碳酸鹽含量的增加。生物炭的化學結構。生物炭的H/C、O/C和（N+O）/C是表征生物炭芳香性、親水性和極性大小的重要指標，三者越高，分別表示芳香性越低、親水性越大和極性越大，與生物炭的穩定性和潛在吸附能力有關。其中生物炭的H/C在減緩N2O排放的潛力發揮了重要作用，一般低H/C的生物炭往往具有更強的N2O減緩能力，相反，H/C越高，其減緩能力越弱，這是因為較低的H/C通常具有更高的聚合度和芳族環結構。試驗進一步研究表明，H/C＜0.3的生物炭提高氧化還原活性和吸附特性，能將N2O釋放量降低73％±7％，H/C＞0.5的生物炭N2O降低了40％±16％。生物炭隨時間的老化。生物炭對土壤N2O排放的減緩能力還取決于生物炭在田間條件下的老化情況。生物炭的性質會隨時間變化發生老化，如稠環結構的大小發生改變導致生物炭表面的官能團（羧基、羰基、羥基和酚基等）增加，表面積和孔體積的降低導致生物炭的吸附能力降低等。隨著時間的推移，生物炭可能會失去其石灰效應，如老化過程中生物炭表面的氧化可能產生酸性或較低的土壤PH。生物炭老化可能會影響分解后土壤有機碳的殘留率，研究表明，生物炭老化提高了微生物碳的利用效率，但減少了生物質周轉時間。