AbstractBiochar is increasingly bei

Abstract
Biochar is increasingly being recognized by scientists and policy makers for its potential role in carbon sequestration, reducing greenhouse gas emissions, renewable energy, waste mitigation, and as a soil amendment. The published reviews on biochar application to soil have so far focused mainly on the agronomic benefits, and have paid little attention to the potential unintended effects. The purpose of this chapter is to provide a balanced perspective on the agronomic and environmental impacts of biochar amendment to soil. The chapter highlights the physical and chemical characteristics of biochar, which can impact on the sorption, hence efficacy and biodegradation, of pesticides. As a consequence, weed control in biochar-amended soils may prove more difficult as preemergent herbicides may be less effective. Since biochars are often prepared from a variety of feedstocks (including waste materials), the potential introduction of contaminants needs to be considered before land application. Metal contaminants, in particular, have been shown to impact on plant growth, and soil microbial and faunal communities. Biochar has also been shown to influence a range of soil chemical properties, and rapid changes to nutrient availability, pH, and electrical conductivity need to be carefully considered to avoid unintended consequences for productivity. This chapter highlights some key areas of research which need to be completed to ensure a safe and sustainable use of biochar. In particular, understanding characteristics of biochars to avoid ecotoxicological impacts, understanding the effects of biochar on nutrient and contaminant behavior and transport, the effects of aging and the influence of feedstock and pyrolysis conditions on key properties are some of the areas that require attention.

Keywords
Biochar; Carbon sequestration; Soil amendment; Soil health; Herbicide efficacy; Biowaste; Pyrolysis
1. Introduction
The carbon-rich byproduct that is produced when biomass (e.g., agricultural crop residues, wood, waste, etc.) is heated through the process of pyrolysis in an oxygen-depleted environment is commonly referred to as biochar. However, biochar is a fairly loose term without any clear definition at the moment. According to Lehmann et al. (2006), the term “biochar” is a relatively recent development and evolved in conjunction with issues such as soil management and carbon sequestration. Therefore, biochar is a term normally associated with plant biomass- or biowaste-derived materials contained within the black carbon (BC) continuum (Schmidt and Noack, 2000). This definition can include chars and charcoal, but excludes fossil fuel products or geogenic carbon (Lehmann et al., 2006). Biochar differs from charcoal in regard to its purpose of use, which is not for fuel, but for atmospheric carbon capture and storage, and application to soil. Recently, the European Commission (Verheijen et al., 2010) has defined biochar as charcoal (biomass that has been pyrolyzed in a zero or low oxygen environment) for which, owing to its inherent properties, scientific consensus exists that application to soil at a specific site is expected to sustainably sequester carbon and concurrently improve soil functions (under current and future management), while avoiding short- and long-term detrimental effects to the wider environment as well as human and animal health.

Two types of pyrolysis systems are predominantly used in biochar production: fast and slow pyrolysis, where the distinction relates to the heating rate and heating duration. For biochar production, slow pyrolysis is currently seen as the preferred technology as it maximizes biochar yield over production of bioenergy (Lehmann and Joseph, 2009 and Sohi et al., 2010). Many forms of organic material can be utilized to produce biochar, including crop- and forestry-waste products, urban-yard wastes, industrial biomass by-products, animal manures (i.e., poultry litter, dairy manure), and municipal sewage sludge.

The use of biochar as a soil additive has been proposed to simultaneously mitigate anthropogenic climate change while improving soil fertility and enhancing crop production (e.g., Glaser et al., 2002, Glaser et al., 2009, Lehmann et al., 2006 and Ogawa et al., 2006). Indeed, adding charcoal to soil to enhance soil fertility is an age-old practice in many cultures, perhaps best exemplified by Terra Preta de Indio soils discovered in Amazonia, associated with native American settlements. These can be kilometer-sized fertile patches of black soils, containing charcoal, among less intensely colored and relatively infertile Oxisols ( Glaser et al., 2001 and Lehmann et al., 2003). However, the true potential of this practice in terms of both agronomic and environmental benefits has only been highlighted recently (e.g., Glaser et al., 2009, Lehmann and Joseph, 2009, Lehmann et al., 2006 and Sohi et al., 2010). Biochar application to the nutrient-poor soils is increasingly being recognized as an attractive option, given the potential agronomical and environmental benefits.

A number of reviews and studies have highlighted the potential benefits of utilizing biochar as a soil amendment. These have covered issues such as mitigation of global warming through application of stable C into soil, waste management, production of bioenergy, soil health, and productivity benefits (Atkinson et al., 2010, Laird, 2008, Lehmann, 2007a, Lehmann, 2007b, Lehmann et al., 2006, Mathews 2008, Ogawa et al., 2006, Sohi et al., 2010 and Woolf et al., 2010). Consequently, biochar as a soil amendment is also increasingly attracting the attention of policy makers in the United States, Australia, Europe, Japan, and some developing countries (e.g., Bracmort, 2009). The recent modeling and analysis by Woolf et al. (2010) demonstrate that sustainable biochar production and its soil application have the potential to make a substantial contribution to mitigating climate change. The use and functions of biochar in soils have been recently reviewed by Sohi et al. (2010) and potential mechanisms of achieving agricultural benefits by biochar-soil application by Atkinson et al. (2010). However, the hazards, risks, and other implications associated with biochar technology are yet to be fully understood (Downie et al., 2011 and Kookana, 2010).

The main motivation for this chapter was to provide a balanced perspective on the agronomic and environmental impacts of biochar amendments to soil. The primary objective of the chapter is, therefore, to highlight some of the agronomic and environmental issues that need to be adequately addressed for this practice to be scientifically sound and sustainable. We have placed emphasis on (i) the properties of biochars in the context of production technology and raw material used; (ii) how these properties influence key physical, chemical, and biological processes in soil; and (iii) the potential agronomic and environmental implications (Fig. 1) that may arise due to biochars’ unique properties, composition, and production conditions. In this context, the priority areas of future research have also been identified.

The lack of mechanistic understanding as to the function of biochar, and its interaction with already complex soil processes, means predicting the return to an investment in biochar between locations in terms of extent, predictability, and durability of benefits does not yet exist. Providing a measure of certainty to the many possible benefits is a key challenge to be addressed by further research.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นามธรรม
Biochar มากขึ้นการรับรู้ โดยนักวิทยาศาสตร์และผู้กำหนดนโยบายสำหรับบทบาทเป็นไปได้ ในคาร์บอน sequestration ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก พลังงานทดแทน การลด ปัญหาขยะ และแก้ไขดิน เห็นประกาศในแอพลิเคชัน biochar เปรอะจนรู้ส่วนใหญ่ประโยชน์ ลักษณะทาง และมีชำระความสนใจน้อยอาจไม่ตั้งใจผลกระทบ วัตถุประสงค์ของบทนี้จะให้มุมมองที่สมดุลกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และลักษณะทางแก้ไข biochar เปรอะ บทเน้นลักษณะทางกายภาพ และเคมีของ biochar ซึ่งสามารถมีผลในการดูด ดังนั้นประสิทธิภาพและ biodegradation สารกำจัดศัตรูพืช ผล ควบคุมวัชพืชในดินเนื้อปูน biochar แก้ไขอาจพิสูจน์ยากเป็นสารเคมีกำจัดวัชพืช preemergent อาจมีประสิทธิภาพน้อย เนื่องจาก biochars มักจะเตรียมจากวมวล (รวมถึงวัสดุของเสีย), แนะนำสารปนเปื้อนอาจต้องพิจารณาก่อนที่ดิน สารปนเปื้อนโลหะ โดยเฉพาะ มีการแสดงผลกระทบในการเจริญเติบโตของพืช และชุมชน faunal และจุลินทรีย์ดิน แสดง Biochar ชวนช่วงของคุณสมบัติทางเคมีของดินยัง และเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วพร้อมธาตุอาหาร pH และค่าการนำไฟฟ้าจำเป็นต้องพิจารณาอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงผลตั้งใจสำหรับผลผลิต บทนี้เน้นบางพื้นที่หลักของงานวิจัยซึ่งจำเป็นต้องทำให้เสร็จให้ biochar ใช้ปลอดภัย และยั่งยืน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเข้าใจลักษณะของ biochars เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อ ecotoxicological การทำความเข้าใจผลกระทบของ biochar สาร และสารปนเปื้อนลักษณะการทำงาน และขน ส่ง ผลของอายุและอิทธิพลของสภาพวัตถุดิบและไพโรไลซิในคุณสมบัติที่สำคัญคือบางพื้นที่ที่ต้องการความสนใจ.

คำ
Biochar คาร์บอน sequestration การแก้ไขดิน ดินสุขภาพ สารกำจัดวัชพืชประสิทธิภาพ Biowaste ไพโรไลซิ
1 แนะนำ
จิตสำนึกอุดมไปด้วยคาร์บอนที่ผลิตเมื่อชีวมวล (เช่น พืชผลทางการเกษตรตกค้าง ไม้ ขยะ ฯลฯ) ความร้อนผ่านกระบวนการไพโรไลซิระบบพร่องออกซิเจนโดยทั่วไปเรียกว่า biochar อย่างไรก็ตาม biochar เป็นคำค่อนข้างหลวมไม่มีนิยามชัดเจนในขณะนี้ ตาม Lehmann et al. (2006), คำว่า "biochar" เป็นการพัฒนาล่าสุดค่อนข้าง และพัฒนาร่วมกับประเด็นการจัดการดินและคาร์บอน sequestration ดังนั้น biochar เป็นคำปกติที่เกี่ยวข้องกับโรงงานมาชีวมวล หรือ biowaste อยู่ในความต่อเนื่องคาร์บอนสีดำ (BC) (Schmidt และ Noack, 2000) คำนิยามนี้สามารถรวมข้อมูลอักขระและถ่าน แต่ไม่รวมผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือ geogenic คาร์บอน (Lehmann และ al., 2006) Biochar แตกต่างจากถ่านเรื่องวัตถุประสงค์ของการใช้ ซึ่งจะได้น้ำมันเชื้อเพลิง แต่บรรยากาศคาร์บอนจับเก็บ และแอพลิเคชันในดิน ล่าสุด คณะกรรมาธิการยุโรป (Verheijen et al., 2010) มีกำหนด biochar เป็นถ่าน (ชีวมวลที่ได้รับ pyrolyzed ในศูนย์ หรือสภาพแวดล้อมที่ออกซิเจนต่ำ) ที่ เนื่องจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติ มติทางวิทยาศาสตร์อยู่ว่า ดินที่เฉพาะโปรแกรมประยุกต์คาดว่าจะฟื้นฟู sequester คาร์บอน และพร้อมปรับปรุงหน้าที่ดิน (ใต้ปัจจุบัน และในอนาคตการจัดการ), เลี่ยงสั้น และระยะยาวผลดีผลกระทบไปยังสภาพแวดล้อมที่กว้างขึ้นตลอดจนมนุษย์ และสัตว์สุขภาพ

สองชนิดของระบบไพโรไลซิส่วนใหญ่ใช้ในการผลิต biochar: รวดเร็ว และช้าไพโรไลซิ ที่แตกกับความร้อนอัตราและระยะเวลาการทำความร้อน Biochar ผลิต ไพโรไลซิช้าปัจจุบันถือเป็นเทคโนโลยีที่ต้องเป็นมันวาง biochar ผลผลิตผ่านการผลิตพลังงานชีวมวล (Lehmann และ โจเซฟ 2009 และโซฮี et al., 2010) หลายรูปแบบของวัสดุอินทรีย์สามารถนำไปใช้ประโยชน์เพื่อผลิต biochar ผลิตภัณฑ์พืช และป่าไม้เสีย เสียเมืองหลา ชีวมวลอุตสาหกรรมสินค้าพลอย manures สัตว์ (เช่น ปีก นมมูล), และตะกอนน้ำเสียที่เทศบาล

ใช้ biochar เป็นดินที่สามารถได้รับการเสนอชื่อเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมาของมนุษย์พร้อมกันขณะปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเพิ่มผลิตพืช (เช่น Glaser และ al., 2002, Glaser et al., 2009, Lehmann และ al., 2006 และโอะงะวะและ al., 2006) จริง เพิ่มถ่านลงในดินเพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินปฏิบัติการโปรดลองอีกในหลายวัฒนธรรม บางทีส่วน exemplified โดยพบใน Amazonia ดินเนื้อปูน Terra Preta เด Indio เกี่ยวข้องกับชาวอเมริกันพื้นเมืองจับคู่ สิ่งเหล่านี้สามารถกิโลเมตรขนาดแพทช์อุดมสมบูรณ์ของดินเนื้อปูนสีดำ ถ่าน ที่ประกอบด้วย ระหว่างน้อยกว่าเจี๊ยบสี และค่อนข้างช่วง Oxisols (Glaser และ al., 2001 และ Lehmann และ al., 2003) อย่างไรก็ตาม ศักยภาพจริงของแบบฝึกหัดนี้ในด้านสิ่งแวดล้อม และลักษณะทางผลประโยชน์ได้เท่านั้นถูกเน้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ (Glaser et al. ปี 2009, Lehmann และโจเซฟ 2009 เช่น Lehmann และ al., 2006 และโซฮี et al., 2010) ประยุกต์ Biochar ดินเนื้อปูนอาหารแย่มากถูกรู้จักเป็นตัวเลือกน่าสนใจ การเกิด agronomical และสิ่งแวดล้อมประโยชน์ได้

รีวิวและศึกษาได้เน้นผลประโยชน์เป็นของใช้ biochar เป็นแก้ไขดิน เหล่านี้ได้ครอบคลุมประเด็นเช่นการบรรเทาสาธารณภัยของภาวะโลกร้อนผ่านแอพลิเคชันของ C มีเสถียรภาพในดิน ก๊าซธรรมชาติ ผลิตพลังงานชีวมวล ดินสุขภาพ และผลประโยชน์ (อันดับ et al., 2010, Laird, 2008, Lehmann, 2007a, Lehmann, 2007b, Lehmann และ al., 2006 แมทิวส์ 2008 โอะงะวะและ al., 2006 โซฮีและ al., 2010 และวูลฟ์ et al., 2010) ดังนั้น biochar เป็นแก้ไขดินเป็นยังมากขึ้นดึงดูดความสนใจของผู้กำหนดนโยบายของสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย ยุโรป ญี่ปุ่น และบางประเทศ (เช่น Bracmort, 2009) โมเดลล่าสุดและวิเคราะห์โดยวูลฟ์ et al. (2010) แสดงการผลิตที่ยั่งยืน biochar และโปรแกรมประยุกต์ของดินอาจพบร่วมบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ ใช้งานและฟังก์ชันของ biochar ในดินเนื้อปูนถูกล่ากดังโดยโซฮี et al (2010) และกลไกที่เป็นไปได้ของการบรรลุผลประโยชน์ทางการเกษตรโดยประยุกต์ใช้ดิน biochar โดยอันดับ et al. (2010) อย่างไรก็ตาม อันตราย ความเสี่ยง และผลอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี biochar ยังจะ เข้าใจทั้งหมด (Downie et al., 2011 และ Kookana, 2010) .

แรงจูงใจหลักในบทนี้ได้ให้มุมมองที่สมดุลกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และลักษณะทางพืชไร่ของแก้ไข biochar ดิน วัตถุประสงค์หลักของบทได้ ดังนั้น จึงเน้นปัญหาสิ่งแวดล้อม และลักษณะทางพืชไร่ที่ต้องได้รับอย่างเพียงพอสำหรับแบบฝึกหัดนี้จะยั่งยืน และเสียงน่า เราทำเน้น (i) คุณสมบัติของ biochars ในบริบทของเทคโนโลยีการผลิตและวัตถุดิบที่ใช้ (ii) ว่าคุณสมบัติเหล่านี้มีอิทธิพลต่อกระบวนการทางกายภาพ เคมี และทางชีวภาพที่สำคัญในดิน และผลกระทบ (iii) เป็นลักษณะทาง และสิ่งแวดล้อม (Fig. 1) ที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการ biochars เฉพาะคุณสมบัติ ส่วนประกอบ และผลิตเงื่อนไข ในบริบทนี้ ระบุพื้นที่สำคัญของการวิจัยในอนาคตยัง

ขาดกลไกการทำความเข้าใจกับการทำงานของ biochar และการโต้ตอบกับกระบวนการซับซ้อนแล้วดิน หมายถึง คาดการณ์ผลตอบแทนการลงทุนใน biochar ระหว่างตำแหน่งในขอบเขต แอพพลิเคชัน และความทนทานของผลประโยชน์ยังไม่ได้มีการ ให้วัดรู้เพื่อได้ประโยชน์มากมายเป็นความท้าทายการวิจัยเพิ่มเติม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ
Biochar มากขึ้นคือการได้รับการยอมรับโดยนักวิทยาศาสตร์และผู้กำหนดนโยบายสำหรับบทบาทที่มีศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกพลังงานทดแทนลดของเสียและปรับปรุงดิน ความคิดเห็นที่เผยแพร่ในโปรแกรม biochar ดินได้มุ่งเน้นเพื่อให้ห่างไกลส่วนใหญ่เกี่ยวกับประโยชน์ทางการเกษตรและมีการจ่ายเงินให้ความสนใจน้อยกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจ วัตถุประสงค์ของบทนี้คือการให้มุมมองที่สมดุลกับผลกระทบทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อมของการแก้ไข biochar ดิน บทที่เน้นลักษณะทางกายภาพและเคมีของ biochar ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อการดูดซับจึงมีประสิทธิภาพและการย่อยสลายของสารกำจัดศัตรูพืช เป็นผลให้การควบคุมวัชพืชในดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติมอาจพิสูจน์ได้ยากมากขึ้นเป็นสารเคมีกำจัดวัชพืช preemergent อาจจะมีประสิทธิภาพน้อยลง ตั้งแต่ biochars มักจะทำจากความหลากหลายของวัตถุดิบ (รวมถึงของเสีย), การแนะนำที่มีศักยภาพของสารปนเปื้อนจะต้องพิจารณาก่อนที่จะใช้ที่ดิน สารปนเปื้อนโลหะโดยเฉพาะอย่างยิ่งได้รับการแสดงที่จะส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชและจุลินทรีย์ดินและชุมชน faunal Biochar ได้รับการแสดงที่มีอิทธิพลต่อช่วงของคุณสมบัติทางเคมีของดินและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วไปตามสารอาหารที่เป็นกรดด่างและความจำเป็นในการนำไฟฟ้าที่จะได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่ได้ตั้งใจสำหรับการผลิต ในบทนี้จะเน้นประเด็นสำคัญของการวิจัยที่จะต้องเสร็จสมบูรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าการใช้งานที่ปลอดภัยและยั่งยืนของ biochar โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำความเข้าใจลักษณะของ biochars เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบพิษทำความเข้าใจผลกระทบของ biochar กับพฤติกรรมของสารอาหารและสารปนเปื้อนและการขนส่งผลกระทบของริ้วรอยและอิทธิพลของวัตถุดิบและไพโรไลซิเงื่อนไขในคุณสมบัติที่สำคัญคือบางส่วนของพื้นที่ที่ต้องให้ความสนใจคำbiochar; กักเก็บคาร์บอน ปรับปรุงดิน; สุขภาพดิน ประสิทธิภาพสารกำจัดวัชพืช; Biowaste; ไพโรไลซิ1 บทนำพลอยเต็มไปด้วยคาร์บอนที่ผลิตเมื่อชีวมวล (เช่นพืชตกค้างทางการเกษตรไม้ขยะ ฯลฯ ) ความร้อนผ่านกระบวนการของการไพโรไลซิในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจนเป็นปกติจะเรียกว่า biochar แต่ biochar เป็นคำที่ค่อนข้างหลวมโดยไม่มีคำนิยามที่ชัดเจนในขณะนี้ ตามมาห์และอัล (2006) คำว่า "biochar" คือการพัฒนาล่าสุดค่อนข้างและพัฒนาร่วมกับปัญหาต่างๆเช่นการจัดการดินและกักเก็บคาร์บอน ดังนั้น biochar เป็นคำปกติที่เกี่ยวข้องกับชีวมวลหรือวัสดุ biowaste มาจากพืชที่มีอยู่ภายในคาร์บอนสีดำ (BC) ต่อเนื่อง (ชามิดท์และ Noack, 2000) คำนิยามนี้สามารถรวมตัวอักษรและถ่าน แต่ไม่รวมผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือคาร์บอน geogenic (มาห์และอัล. 2006) biochar แตกต่างจากถ่านในเรื่องวัตถุประสงค์ของการใช้งานที่ไม่ได้สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิง แต่สำหรับการจับภาพบรรยากาศคาร์บอนและการเก็บรักษาและการประยุกต์ใช้ให้กับดิน เมื่อเร็ว ๆ นี้คณะกรรมาธิการยุโรป (Verheijen et al,. 2010) ได้กำหนด biochar เป็นถ่าน (ชีวมวลที่ได้รับการเผาในสภาพแวดล้อมที่ออกซิเจนเป็นศูนย์หรือต่ำ) ซึ่งเนื่องจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติของฉันทามติทางวิทยาศาสตร์อยู่ที่การประยุกต์ใช้ในดินที่ เฉพาะเว็บไซต์ที่คาดว่าจะยั่งยืนยึดทรัพย์คาร์บอนและปรับปรุงการทำงานควบคู่กันไปในดิน (ภายใต้การบริหารในปัจจุบันและอนาคต) ในขณะที่การหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เป็นอันตรายในระยะสั้นและระยะยาวต่อสิ่งแวดล้อมในวงกว้างเช่นเดียวกับสุขภาพของมนุษย์และสัตว์สองประเภทของระบบไพโรไลซิเป็นส่วนใหญ่ ใช้ในการผลิต biochar: เร็วและช้าไพโรไลซิที่แตกต่างที่เกี่ยวข้องกับอัตราการให้ความร้อนและระยะเวลาการให้ความร้อน สำหรับการผลิต biochar, ไพโรไลซิช้าจะเห็นอยู่ในขณะนี้เป็นเทคโนโลยีที่ต้องการในขณะที่มันช่วยเพิ่มผลผลิต biochar กว่าการผลิตพลังงานชีวภาพ (มาห์และโจเซฟ, 2009 และ Sohi, et al., 2010) หลายรูปแบบของวัสดุอินทรีย์ที่สามารถนำไปใช้ในการผลิต biochar รวมทั้งการปลูกพืชและการป่าไม้ขยะผลิตภัณฑ์ของเสียในเมืองหลาชีวมวลในภาคอุตสาหกรรมโดยผลิตภัณฑ์มูลสัตว์ (เช่นครอกไก่ปุ๋ยนม) และกากตะกอนน้ำเสียเทศบาลใช้เป็นสารเติมแต่ง biochar ดินได้รับการเสนอไปพร้อมกันลดการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของมนุษย์ขณะที่การปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดินและเพิ่มการผลิตพืช (เช่นตับและคณะ. 2002, ตับ, et al., 2009, มาห์และอัล. ปี 2006 และโอกาวาและรหัส อั. 2006) อันที่จริงการเพิ่มถ่านดินเพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินคือการปฏิบัติโบราณในหลายวัฒนธรรมอาจจะสุดขั้วที่ดีที่สุดโดยดิน Terra เปรเดออินดิโอค้นพบใน Amazonia ที่เกี่ยวข้องกับการตั้งถิ่นฐานของชาวอเมริกันพื้นเมือง เหล่านี้จะสามารถกิโลเมตรขนาดแพทช์อุดมสมบูรณ์ของดินสีดำที่มีถ่านหมู่ Oxisols น้อยอย่างเข้มข้นสีและความอุดมสมบูรณ์ (ตับและคณะ. 2001 และมาห์และอัล., 2003) แต่ศักยภาพที่แท้จริงของการปฏิบัติเช่นนี้ในแง่ของผลประโยชน์ทั้งทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อมที่ได้รับการเน้นเพียง แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ (เช่นตับและคณะ., 2009, มาห์และโจเซฟ, 2009, มาห์และอัล. ปี 2006 และ Sohi, et al. 2010 ) โปรแกรม biochar ดินสารอาหารที่ไม่ดีมากขึ้นคือการได้รับการยอมรับในฐานะที่เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจได้รับสิทธิประโยชน์ทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อมที่มีศักยภาพจำนวนความคิดเห็นและการศึกษาได้เน้นผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นของการใช้ biochar เป็นปรับปรุงดิน เหล่านี้ได้ครอบคลุมประเด็นต่าง ๆ เช่นการลดภาวะโลกร้อนผ่านการประยุกต์ใช้ที่มีความเสถียร C ลงไปในดิน, การจัดการของเสียการผลิตพลังงานชีวภาพของสุขภาพของดินและผลประโยชน์ของการผลิต (แอตกินสันและอัล., 2010, สกอตแลนด์, 2008, มาห์, 2007A, มาห์, 2007b มาห์เอตอัล. ปี 2006 แมทธิวส์ 2008, โอกาวาและคณะ. 2006 Sohi และคณะ. 2010 และวูล์ฟและคณะ. 2010) ดังนั้น biochar เป็นปรับปรุงดินยังมากขึ้นดึงดูดความสนใจของผู้กำหนดนโยบายในประเทศสหรัฐอเมริกาออสเตรเลียยุโรปญี่ปุ่นและประเทศกำลังพัฒนาบางอย่าง (เช่น Bracmort, 2009) การสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ที่ผ่านมาโดยวูล์ฟและอัล (2010) แสดงให้เห็นว่าการผลิต biochar อย่างยั่งยืนและการประยุกต์ใช้ดินมีศักยภาพที่จะให้มีส่วนร่วมอย่างมากในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ การใช้งานและหน้าที่ของ biochar ในดินได้รับการตรวจเร็ว ๆ นี้โดย Sohi ตอัล (2010) และกลไกที่มีศักยภาพในการบรรลุผลประโยชน์ทางการเกษตรโดยโปรแกรม biochar ดินโดยแอตกินสันและอัล (2010) แต่อันตรายที่มีความเสี่ยงและผลกระทบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี biochar ยังไม่ได้เข้าใจอย่างเต็มที่ (Downie และคณะ. 2011 และ Kookana, 2010) แรงจูงใจหลักสำหรับบทนี้คือการให้มุมมองที่มีความสมดุลในทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อม ผลกระทบจากการแก้ไข biochar ดิน วัตถุประสงค์หลักของบทคือดังนั้นเพื่อเน้นบางส่วนของปัญหาทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อมที่จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขอย่างเพียงพอสำหรับการปฏิบัตินี้จะเป็นทางวิทยาศาสตร์เสียงและการพัฒนาอย่างยั่งยืน เราได้วางความสำคัญกับ (i) คุณสมบัติของ biochars ในบริบทของเทคโนโลยีการผลิตและวัตถุดิบที่ใช้; (ii) ว่าคุณสมบัติเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการที่สำคัญทางกายภาพเคมีและกระบวนการทางชีวภาพในดิน และ (iii) ผลกระทบทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น (รูปที่ 1) ที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติ biochars 'ที่ไม่ซ้ำกันองค์ประกอบและเงื่อนไขการผลิต ในบริบทนี้พื้นที่ที่มีความสำคัญของการวิจัยในอนาคตยังได้รับการระบุการขาดความเข้าใจกลไกการทำงานของ biochar และปฏิสัมพันธ์กับกระบวนการที่ซับซ้อนในดินอยู่แล้วหมายถึงการคาดการณ์ผลตอบแทนจากการลงทุนใน biochar ระหว่างสถานที่ในแง่ของการ ขอบเขตการคาดเดาและความทนทานของผลประโยชน์ที่ยังไม่มี ให้วัดความเชื่อมั่นที่จะได้รับประโยชน์ที่เป็นไปได้จำนวนมากเป็นความท้าทายที่สำคัญในการได้รับการแก้ไขโดยการวิจัยต่อไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไบโอชาร์นามธรรม
มากขึ้นได้รับการยอมรับโดยนักวิทยาศาสตร์ และนโยบายสำหรับบทบาท ศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอน ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก พลังงานทดแทน การลดของเสีย และเป็นการแก้ไขดิน . ตีพิมพ์บทวิจารณ์ไบโอชาร์ใช้ดินเพื่อให้ห่างไกลเพื่อเน้นประโยชน์ในทางการเกษตร ,และมีความสนใจน้อย อาจไม่ตั้งใจผล . วัตถุประสงค์ของบทนี้ จะให้มุมมองที่สมดุลในทางสิ่งแวดล้อมและผลกระทบของไบโอชาร์แก้ไขดิน บทที่เน้นลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของไบโอชาร์ซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่อความสามารถในการดูดซับ ดังนั้นประสิทธิภาพการย่อยสลาย , ยาฆ่าแมลง อย่างไรก็ดีการควบคุมวัชพืชในไบโอชาร์แก้ไขดินอาจจะพิสูจน์ยากมากขึ้นเป็น preemergent วัชพืชอาจจะมีประสิทธิภาพน้อย ตั้งแต่ biochars มักเตรียมจากความหลากหลายของวัตถุดิบ ( รวมถึงวัสดุเหลือใช้ ) แนะนำศักยภาพของสารปนเปื้อนที่ต้องพิจารณาก่อนการใช้ที่ดิน สารปนเปื้อน โลหะ โดยเฉพาะได้รับการแสดงเพื่อส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชและชุมชน faunal และจุลินทรีย์ดิน ไบโอชาร์ยังได้แสดงอิทธิพลช่วงสมบัติทางเคมีของดิน และมีธาตุอาหารเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว , pH และค่าการนำไฟฟ้าต้องมีการพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อหลีกเลี่ยงผลที่ไม่ตั้งใจสำหรับการผลิตบทนี้เน้นพื้นที่สำคัญบางส่วนของงานวิจัยซึ่งต้องแล้วเสร็จเพื่อให้แน่ใจว่าการใช้งานที่ปลอดภัยและยั่งยืนของไบโอชาร์ . โดยเฉพาะลักษณะความเข้าใจของ biochars เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบ ecotoxicological ความเข้าใจผลของไบโอชาร์ในสารอาหารและสารปนเปื้อนจากพฤติกรรมและการขนส่งผลของอายุและอิทธิพลของวัตถุดิบและเงื่อนไขค่าคุณสมบัติหลักเป็นบางส่วนของพื้นที่ที่ต้องมีความสนใจ

คำสำคัญ
ไบโอชาร์ ; การสะสมคาร์บอนปรับปรุงดิน ; สุขภาพ ; ดิน ; ประสิทธิภาพสารกำจัดวัชพืช ; biowaste ; ไพโร
1 บทนำ
รวยได้คาร์บอนที่ผลิตเมื่อมวลชีวภาพ ( เช่น พืชผลการเกษตรตกค้าง ไม้ ขยะ ฯลฯ) จะอุ่นผ่านกระบวนการไพโรไลซิสในออกซิเจนหมด บรรยากาศโดยทั่วไปเรียกว่าไบโอชาร์ . อย่างไรก็ตาม ไบโอชาร์เป็นคำที่ค่อนข้างหลวม ไม่มีความชัดเจนในขณะนี้ ตาม เลห์มันน์ et al . ( 2006 ) , คำว่า " ไบโอชาร์ " เป็นค่อนข้างล่าสุดการพัฒนาและวิวัฒนาการควบคู่กับปัญหา เช่น การจัดการดินและการสะสมธาตุคาร์บอน . ดังนั้นไบโอชาร์เป็นคำปกติที่เกี่ยวข้องกับพืชหรือชีวมวล - biowaste ได้มาวัสดุที่มีอยู่ภายในคาร์บอนสีดำ ( BC ) ต่อเนื่อง ( ชมิดท์ และ noack , 2000 ) คำนิยามนี้สามารถประกอบด้วยตัวอักษรและถ่าน แต่ไม่รวมผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์หรือ geogenic คาร์บอน ( เลห์มันน์ et al . , 2006 ) ไบโอชาร์แตกต่างจากถ่านในเรื่องวัตถุประสงค์ของการใช้ ซึ่งไม่ใช่น้ำมันแต่สำหรับการจัดเก็บการดักจับคาร์บอน และบรรยากาศ และงานดิน เมื่อเร็วๆ นี้ คณะกรรมาธิการยุโรป ( verheijen et al . , 2010 ) ได้กำหนดไว้ เช่น ถ่านไบโอชาร์ ( ชีวมวลที่ได้ถูกเผาในบรรยากาศในศูนย์หรือสภาพแวดล้อมที่ออกซิเจนต่ำ ) ที่ เพราะโดยธรรมชาติของมัน คุณสมบัติการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่นั้นใช้ดินที่เว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจงที่คาดว่าจะยั่งยืนโดดเดี่ยวคาร์บอนและพร้อมปรับปรุงหน้าที่ดิน ( ภายใต้การจัดการในปัจจุบันและอนาคต ) , ในขณะที่หลีกเลี่ยงระยะสั้นและระยะยาวมีผลกับกว้างสภาพแวดล้อมเช่นเดียวกับสุขภาพของมนุษย์และสัตว์

สองประเภทของระบบไพโรไลซิส เด่นที่ใช้ในการผลิตไบโอชาร์ :ไพโรไลซิสแบบเร็วและช้า ซึ่งความแตกต่างที่เกี่ยวข้องกับอัตราความร้อนและระยะเวลาที่ความร้อน สำหรับการผลิตไบโอชาร์ไพโรไลซิส , ช้าอยู่เห็นเป็นเทคโนโลยีที่ต้องการ เช่น มันช่วยเพิ่มผลผลิตไบโอชาร์มากกว่าการผลิตพลังงาน ( เลห์มันน์และโจเซฟ ปี 2009 และ sohi et al . , 2010 ) หลายรูปแบบของวัสดุอินทรีย์ที่สามารถใช้ในการผลิตไบโอชาร์ ,รวมถึงพืชและของเสียป่าไม้ , เมืองหลาขยะชีวมวล ผลพลอยได้อุตสาหกรรมปุ๋ยคอกสัตว์ ( เช่น ไก่ครอก นม ปุ๋ย และการใช้กากตะกอนน้ำเสียชุมชนเทศบาลเมือง .

ใช้ไบโอชาร์เป็นดินเสริมได้รับการเสนอเพื่อบรรเทาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ anthropogenic พร้อมกันในขณะที่การปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเพิ่มการผลิตพืช ( เช่น เกลเซอร์ et al . , 2002 , เกลเซอร์ et al . ,2009 , เลห์มันน์ et al . , 2006 และโอกาว่า et al . , 2006 ) แน่นอน เพิ่มถ่านดินเพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน คือ ฝึกการค้นค้วาในหลายวัฒนธรรม บางทีที่ดีที่สุด exemplified โดย Terra de ค้นพบในเมืองอินดิโอเปรตดิน Amazonia เกี่ยวข้องกับการชำระหนี้ของชาวอเมริกันพื้นเมือง เหล่านี้สามารถกิโลเมตรขนาดของดินอุดมสมบูรณ์แพทช์สีดำ ที่มีถ่านระหว่างสีและค่อนข้างน้อย ๆเป็นหมันออกซิซอลส์ ( Glaser et al . , 2001 และเลห์มันน์ et al . , 2003 ) อย่างไรก็ตาม ศักยภาพที่แท้จริงของการปฏิบัตินี้ ทั้งในแง่ของลักษณะทางการเกษตรและผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมได้ถูกเน้นๆ ( เช่น กลาเซอร์ et al . , 2009 , เลห์แมน และ โจเซฟ ทั้งนี้ เลห์มันน์ et al . , 2006 และ sohi et al . , 2010 )ไบโอชาร์ใช้สารอาหารจนดินมากขึ้นคือการยอมรับว่าเป็นทางเลือกที่น่าสนใจให้ศักยภาพ agronomical และผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม

จำนวนของความคิดเห็นและการศึกษาได้เน้นถึงประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นของการใช้ไบโอชาร์เป็นดิน การแก้ไข เหล่านี้จะครอบคลุมประเด็น เช่น การลดโลกร้อน ผ่านการประยุกต์ใช้มั่นคง C เข้าไปในดินการจัดการของเสียจากการผลิตพลังงานสุขภาพ , ดิน , และผลประโยชน์ผลผลิต ( Atkinson et al . , 2010 , เจ้าของที่ดิน , 2008 , เลห์แมน 2007a เลห์แมน , , , 2007b เลห์มันน์ , et al . , 2006 , แมทธิวส์ 2008 , โอกาว่า et al . , 2006 , sohi et al . , 2010 และวูลฟ์ et al . , 2010 ) . ดังนั้น ไบโอชาร์เป็นการแก้ไขดินมีมากขึ้นดึงดูดความสนใจของผู้กำหนดนโยบายในสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย ยุโรปญี่ปุ่น และบางประเทศ เช่น bracmort , 2009 ) ล่าสุด แบบจำลองและการวิเคราะห์โดยวูล์ฟ et al . ( 2010 ) แสดงให้เห็นว่าการผลิตไบโอชาร์ที่ยั่งยืนและการประยุกต์ใช้ดินมันมีศักยภาพที่จะสร้างผลงานเป็นชิ้นเป็นอันเพื่อบรรเทาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ การใช้และการทำงานของไบโอชาร์ในดินที่ได้รับการตรวจสอบโดย sohi et al .( 2010 ) และกลไกที่มีศักยภาพของการบรรลุประโยชน์ทางการเกษตรโดยการใช้ดินไบโอชาร์โดย Atkinson et al . ( 2010 ) อย่างไรก็ตาม อันตราย ความเสี่ยง และผลกระทบอื่น ๆที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีไบโอชาร์ยังเป็นเข้าใจ ( ดาวนี่ et al . , 2011 และ 2010 kookana

, )แรงจูงใจหลักของบทนี้ คือ เพื่อให้มุมมองที่สมดุลในทางสิ่งแวดล้อมและผลกระทบของไบโอชาร์แก้ไขดิน วัตถุประสงค์หลักของบทความ ดังนั้น เพื่อเน้นบางส่วนของทางสิ่งแวดล้อมและปัญหาที่ต้อง addressed อย่างเพียงพอสำหรับการปฏิบัตินี้จะเป็นเสียง และยั่งยืนเราเน้น ( ฉัน ) คุณสมบัติของ biochars ในบริบทของเทคโนโลยีการผลิต และวัตถุดิบที่ใช้ ; ( 2 ) วิธีการเหล่านี้มีอิทธิพลต่อคีย์คุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และกระบวนการทางชีวภาพในดิน และ ( 3 ) ศักยภาพและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ( รูปที่ 1 ) ซึ่งอาจเกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ biochars ' องค์ประกอบและเงื่อนไขการผลิต ในบริบทนี้ความสำคัญของพื้นที่ของการวิจัยในอนาคตยังได้รับการระบุ .

ขาดความเข้าใจกลไกที่เป็นฟังก์ชันของไบโอชาร์ และการปฏิสัมพันธ์กับกระบวนการที่ซับซ้อน แล้วดินวิธีการทำนายกลับไปลงทุนในไบโอชาร์ระหว่างสถานที่ในแง่ของขอบเขตที่สามารถคาดการณ์ได้ และความทนทานของผลประโยชน์ที่ยังไม่มี .ให้วัดที่แน่นอนให้มากที่สุด ประโยชน์คือ ความท้าทายที่สำคัญที่จะ addressed โดยการวิจัยต่อไป