集約化農業造成的土壤有機質損失以及相關的土壤微生物多樣性和活性損失，導致土壤傳播的植物病害增加。土傳病害每年造成大量的農作物損失，土傳病害的管理被認為是全世界農民面臨的最重要的農業管理問題之一。近期研究表明，生物炭（生物質熱解的固體副產物）具有抑制因土壤傳播和葉面病原體引起的植物疾病的能力。
一、何謂生物炭？
生物炭（英語：Biochar）是生物質 （如植物秸稈和動物糞便等）在完全或部分缺氧情況下經熱解產生的高度芳構化的碳質材料。因其富含碳素、孔隙結構發達、比表面積大和離子交換量高等獨特的物理化學性質，生物炭在固定大氣碳素，修復受汙染土壤、固持營養元素及提高作物產量等方面的應用日益得到重視，被認為是未來的一種新型的環境和農業功能材料。
二、生物炭抑菌又促生的作用機理
生物炭具有穩定的芳烴結構，對土壤中生物和非生物的氧化抗性較強，並且具有豐富的表面積和官能團能夠有效提高土壤通透性、陽離子交換量、持水能力等理化性質，促進微生物活性，促進土壤中營養元素的保持和吸收，改善耕作土壤生物學特性，提高土壤肥力，增加作物產量。
生物炭施入作物土壤後，其多孔性為微生物提供了良好的生長環境，影響微生物組成。微生物是土壤有機質形成和養分轉化循環的重要動力，影響和調控土壤酶活性，反之，土壤養分和酶活性也影響微生物的種類和數量。
三、 生物炭的應用與實踐
1、生物炭顯著降低植株病害程度及死亡率
研究發現，生物炭通過調節土壤微生物群落結構，抑制了病原菌的生長和增殖，顯著減低了植株病害程度及死亡率。實驗證明，相對於未使用生物炭培養的番茄植株，生物炭混合物培養的植株植株病害程度及死亡率明顯降低。
圖1濃度分別為0％，0.5％，1％和3％的生物炭混合物（EUC-600）（A）和（GHW-350）（B）植物死亡率以及兩種生物炭對植物病害程度的影響（C）。
2、 生物炭促進植株的生長
炭基肥料的出現使生物炭的利用變得簡單，炭基肥料將生物碳研碎與化肥混合後形成一種混合肥料。研究發現，在土壤中添加生物炭顯著提高了有機質和速效鉀含量，提高了 pH 值，有利於促進植株的生長。實驗證明，添加生物炭的基質有利於促進植物苗期的生長（圖2），使用炭基肥料油菜根系生長明顯優於化肥對照。炭基肥料有機組分藉助植物根系的健康和活性，從而保證了植物的健康和代謝活性。
圖2 添加生物炭基質對植株幼苗期的影響（圖片來源於網絡）
圖3 使用化肥的油菜根系（左）與使用炭基肥油菜根系（圖片來源於農民日報）
四、使用起來沒那麼難！
炭基肥料的出現使生物炭的利用變得簡單，炭基肥料將生物碳研碎與化肥混合後形成一種混合肥料。
使用方法
1、土壤耕層施用：在整地前將炭基肥料適量均勻地撒施於土壤表面或擬起壟的土壤表層，然後翻入土壤即可。微量防止炭基肥料隨風飄散，施用前可摻入少量的溼潤細砂土或與其他肥料同時施用。
2、秧苗移栽時施用：秧苗移栽時可按具體說明書使用量進行穴施，施用後要與周圍的土壤充分混合，提高調理劑的使用效果。
3、澆施：在作物生長的旺盛時期，可將炭基肥料與水充分混合後挖穴澆施於作物根區，澆後立即蓋土。
參考文獻
Amit K. Jaiswa ,Yigal Elad, et al. Linking the Belowground Microbial Composition, Diversity and Activity to Soilborne Disease Suppression and Growth Promotion of Tomato Amended with Biochar [J]. Scientific Reports, 2017; 7: 44382.
武春成,李天來,張勇勇等. 添加生物炭對連作營養基質理化性質及黃瓜生長的影響[J].核農學報, 2014,28(8) :1534~1539.
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