生物炭是一种类似木炭的多孔物质，通过热解法制成，涉及在低氧环境中加热有机材料，长期以来一直被用作作物生产的土壤改良剂或碳封存剂。

由于其独特的物理结构以及各种农业和环境效益，研究人员最近发现人们对该技术的兴趣重新抬头。

由于这些原因，生物炭从大气中去除大量温室气体的潜力值得重新评估，该研究的主要作者、俄亥俄州立大学园艺和作物科学助理研究员RajShrestha说。

“当农民种植庄稼时，他们会施肥和/或施肥，并使用不同的机械耕种土壤，”Shrestha说。“在这个过程中，温室气体产生并释放到大气中。”

但根据最近发表在《环境质量杂志》上的论文，农民可以通过将生物炭应用于他们的田地来减轻这种影响。

“如果我们能让农民相信将生物质转化为生物炭有利于土壤的长期可持续性、经济和环境，那么我们就能看到这项技术得到广泛采用，”Shrestha说。

研究人员回顾了在全球范围内进行的200多项实地研究，这些研究考察了生物炭在农业中的应用对一氧化二氮、甲烷和二氧化碳排放的影响——导致地球大气变暖的吸热气体。

研究小组发现，土壤中生物炭的含量确实对当地的温室气体排放量有不同的影响，从减少到增加，在某些情况下没有变化。但总的来说，该团队发现在野外环境中使用生物炭可将空气中的一氧化二氮含量降低约18%，将甲烷含量降低3%。

单独使用生物炭也不能有效减少二氧化碳排放，但与商业氮肥或其他有机材料(如粪肥或堆肥)结合使用时确实有帮助。

“通过减少碳源和增加碳汇，我们可以在我们的农业生态系统中实现负排放，”Shrestha说。减少地球的碳源可以通过减少我们活动产生的温室气体排放来实现，而增强碳汇——提高技术吸收比释放到大气中的碳更多的碳的能力——可以通过转化增加长期土壤碳库来实现他说，将有机废物转化为生物炭。

“生物炭的优点在于，它在这两个方面都有助于创造净负农业，”Shrestha说。

现在，当农民将作物残茬留在田间时，只有大约10%到20%的残碳在分解过程中被循环到土壤中，但是通过将相同数量的残渣转化为生物炭，然后将其施用于田间，我们可以将大约50%的碳储存为稳定的碳形式。”

由于土壤中的生物炭也可以持续数百年到数千年，因此它是目前提议的实现负排放和防止地球平均温度升高到比工业化前水平高1.5摄氏度的最佳管理实践之一.

根据这项研究，2011年至2020年间，全球温室气体排放量上升：二氧化碳增加约5.6%，甲烷增加4.2%，一氧化二氮增加2.7%，而农业占这些排放量的约16%。

虽然这样的水平已经导致全球气候系统发生不可逆转的变化，但Shrestha表示，通过帮助遏制农业和林业部门的排放量，可以减缓未来的损害。

然而，尽管生物炭具有作为负排放技术的潜力，而且最近与生物炭相关的研究有所增加，但很难让农民应用它，部分原因是它尚未商业化以广泛使用或得到很好的推广，Shrestha说。

为了更好地向农民和农业相关企业提供有关该技术及其益处的更多基于科学的实用信息，许多立法者制定了旨在调查其在许多不同土壤类型和环境条件下的有效性的政策。这是Shrestha的共同目标，因为他的团队审查论文的主要目标是提高农民对生物炭的信心，以便更多的人更快地选择采用它。

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