Một cuộc điều tra về các phản ứng của biochar trong đất

Soil Research - Tập 48 Số 7 - Trang 501 - 2010
Stephen Joseph1, Marta Camps Arbestain2, Yunqin Lin1, Paul Munroe1, C. H. Chia1, James M. Hook3, Lukas Van Zwieten4, Stephen Kimber4, Annette Cowie5, B. P. Singh6, Johannes Lehmann7, N. Foidl8, Ronald J. Smernik9, James E. Amonette10
1School of Material Science and Engineering, University of NSW, Sydney 2052, Australia.
2New Zealand Biochar Research Centre, Private Bag 11222, Massey University, 4442 Palmerston North, New Zealand
3NMR Facility, Analytical Centre, University of NSW, Sydney, NSW 2052, Australia.
4Industry and Investment NSW, Wollongbar, NSW 2477, Australia.
5National Centre for Rural Greenhouse Gas Research University of New England Armidale NSW 2351 Australia
6Forest Science Centre, Industry and Investment NSW, PO Box 100, Beecroft, NSW 2119, Australia
7Department of Crop and Soil Sciences, College of Agriculture and Life Sciences, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA
8Venearth LLC, San Francisco, USA.
9School of Agriculture, Food and Wine, DP 636, The University of Adelaide, Adelaide, SA 5000, Australia.
10Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99354 USA

Tóm tắt

Sự tương tác giữa biochar, đất, vi sinh vật và rễ cây có thể xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn sau khi được áp dụng vào đất. Tuy nhiên, mức độ, tốc độ và những hệ quả của những tương tác này vẫn còn xa lạ với chúng ta. Bài tổng quan này mô tả các đặc tính của biochar và gợi ý các phản ứng có thể xảy ra sau khi thêm biochar vào đất. Những phản ứng này bao gồm hòa tan–kết tủa, hấp phụ–giải hấp, acid–bazơ, và phản ứng oxi hóa khử. Sự chú ý được dành cho các phản ứng xảy ra trong các lỗ rỗng, và tương tác với rễ cây, vi sinh vật và động vật đất. Việc xem xét các mẫu biochar (từ phân gà, chất thải xanh, và bùn nhà máy giấy) đã trải qua thời gian 1 và 2 năm trong một loại đất Ferrosol ở Úc cung cấp bằng chứng cho một số cơ chế được mô tả trong bài tổng quan này và mang lại cái nhìn về các phản ứng ở quy mô phân tử. Những tương tác này là riêng biệt cho từng loại biochar và địa điểm. Do đó, cần thiết phải có các thử nghiệm thực nghiệm phù hợp - kết hợp các loại biochar với các điều kiện đất khí hậu khác nhau - để xác định mức độ mà những phản ứng này ảnh hưởng đến tiềm năng của biochar như một chất cải tiến đất và công cụ để lưu giữ carbon.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Antal, 2003, Industrial & Engineering Chemistry Research, 42, 1619, 10.1021/ie0207919

Arvieu, 2003, Annals of Forest Science, 60, 815, 10.1051/forest:2003076

Berglund, 2004, Soil Biology & Biochemistry, 36, 2067, 10.1016/j.soilbio.2004.06.005

Boonchan, 2000, Applied and Environmental Microbiology, 66, 1007, 10.1128/AEM.66.3.1007-1019.2000

Brodowski, 2006, European Journal of Soil Science, 57, 539, 10.1111/j.1365-2389.2006.00807.x

Bruun, 2008, Organic Geochemistry, 39, 839, 10.1016/j.orggeochem.2008.04.020

Buurman, 1998, Quaternary International, 51?52, 66, 10.1016/S1040-6182(98)90225-7

Chan, 2008, Australian Journal of Soil Research, 46, 437, 10.1071/SR08036

Cheng, 2009, Chemosphere, 75, 1021, 10.1016/j.chemosphere.2009.01.045

Cheng, 2008, Geochimica et Cosmochimica Acta, 72, 1598, 10.1016/j.gca.2008.01.010

Cheng, 2006, Organic Geochemistry, 37, 1477, 10.1016/j.orggeochem.2006.06.022

Chesworth, 2004, Edafolog�a, 11, 37

Chia, 2010, Australian Journal of Soil Research, 48, 593, 10.1071/SR10012

Cohen-Ofri, 2007, Chemistry ? A European Journal, 13, 2306, 10.1002/chem.200600920

Contescu, 1998, Carbon, 36, 247, 10.1016/S0008-6223(97)00168-1

Dias, 2010, Bioresource Technology, 101, 1239, 10.1016/j.biortech.2009.09.024

Eckmeier, 2007, Biogeosciences, 4, 377, 10.5194/bg-4-377-2007

Feng, 2004, Energy & Fuels, 18, 1049, 10.1021/ef030151y

Gaskin, 2008, Transactions of the ASABE, 51, 2061, 10.13031/2013.25409

Hilscher, 2009, Organic Geochemistry, 40, 332, 10.1016/j.orggeochem.2008.12.004

Hockaday, 2007, Geochimica et Cosmochimica Acta, 71, 3432, 10.1016/j.gca.2007.02.023

Hofrichter, 1999, Applied Microbiology and Biotechnology, 52, 78, 10.1007/s002530051490

Ishihara, 1996, Mokuzai Gakkai Shi, 42, 717

Keiluweit, 2009, Environmental Science & Technology, 43, 3421, 10.1021/es8033044

10.1021/es9031419

Kleber, 2007, Biogeochemistry, 85, 9, 10.1007/s10533-007-9103-5

Knicker, 1996, Soil Biology & Biochemistry, 28, 1053, 10.1016/0038-0717(96)00078-8

K�gel-Knabner, 2008, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 171, 61, 10.1002/jpln.200700048

Kuzyakov, 2009, Soil Biology & Biochemistry, 41, 210, 10.1016/j.soilbio.2008.10.016

Kwon, 2005, Environmental Science & Technology, 39, 7932, 10.1021/es050976h

Lagaly, 1984, Royal Society of London Philosophical Transactions Series A, 311, 315, 10.1098/rsta.1984.0031

Lehmann, 2005, Global Biogeochemical Cycles, 19, GB1013

Leon y Leon, 1992, Carbon, 30, 797, 10.1016/0008-6223(92)90164-R

Liang, 2010, Organic Geochemistry, 41, 206, 10.1016/j.orggeochem.2009.09.007

Light, 2009, South African Journal of Botany, 75, 1, 10.1016/j.sajb.2008.10.004

Lima, 2005, Bioresource Technology, 96, 699, 10.1016/j.biortech.2004.06.021

Mac�as, 2004, Edafologia, 11, 7

Mac�as, 2010, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change

MacKenzie, 2006, Plant and Soil, 287, 257, 10.1007/s11104-006-9074-7

Major, 2009, Global Change Biology, 16, 1366, 10.1111/j.1365-2486.2009.02044.x

Marley, 1989, Organic Geochemistry, 14, 525, 10.1016/0146-6380(89)90032-6

Matusik, 2009, Clays and Clay Minerals, 57, 452, 10.1346/CCMN.2009.0570406

McBeath, 2009, Organic Geochemistry, 40, 1161, 10.1016/j.orggeochem.2009.09.006

Michael, 2001, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 164, 111, 10.1002/1522-2624(200104)164:2<111::AID-JPLN111>3.0.CO;2-A

Mizuta, 2004, Bioresource Technology, 95, 255, 10.1016/j.biortech.2004.02.015

Montes-Mor�n, 2004, Carbon, 42, 1219, 10.1016/j.carbon.2004.01.023

Nguyen, 2009, Organic Geochemistry, 40, 846, 10.1016/j.orggeochem.2009.05.004

Nguyen, 2010, Environmental Science & Technology, 44, 3324, 10.1021/es903016y

Nocentini, 2010, Organic Geochemistry, 42, 682, 10.1016/j.orggeochem.2010.03.010

Ogawa, 1994, Farming Japan, 28, 10

Painter, 2001, Carbohydrate Polymers, 36, 335, 10.1016/S0144-8617(97)00258-0

Pignatello, 2006, Environmental Science & Technology, 40, 7757, 10.1021/es061307m

Quaggiotti, 2004, Journal of Experimental Botany, 55, 803, 10.1093/jxb/erh085

Riedlinger, 2006, Applied and Environmental Microbiology, 72, 3550, 10.1128/AEM.72.5.3550-3557.2006

Shinogi, 2003, Advances in Environmental Research, 7, 661, 10.1016/S1093-0191(02)00040-0

Singh, 2010, Australian Journal of Soil Research, 48, 516, 10.1071/SR10058

Spokas, 2009, Annals of Environmental Science, 3, 179

Steinbeiss, 2009, Soil Biology & Biochemistry, 41, 1301, 10.1016/j.soilbio.2009.03.016

Steiner, 2007, Plant and Soil, 291, 275, 10.1007/s11104-007-9193-9

Tarkka, 2008, Plant Signaling & Behavior, 3, 917, 10.4161/psb.5996

Van Zwieten, 2010, Plant and Soil, 327, 235, 10.1007/s11104-009-0050-x

Wardle, 1998, Oecologia, 115, 419, 10.1007/s004420050536

Wornat, 1995, Combustion and Flame, 100, 131, 10.1016/0010-2180(94)00055-W

Yan, 1996, Soil Biology & Biochemistry, 28, 617, 10.1016/0038-0717(95)00180-8

Yao, 2010, Chemosphere, 80, 724, 10.1016/j.chemosphere.2010.05.026

Zackrisson, 1996, Oikos, 77, 10, 10.2307/3545580

Zhu, 2005, Environmental Science & Technology, 39, 3990, 10.1021/es050129e

Thông tin
Thông tin xuất bản

Soil Research

Tập 48 Số 7

501

Thông tin tác giả