3. Soil Physical Characteristics Af

3. Soil Physical Characteristics Affected by Biochar Amendment
The effects of biochar on soil physical properties depend on several factors, such as biomass or feedstock type, pyrolytic condition, application rate, and environmental condition. Impacts of biochar on SA, porosity or PSD, aggregate stability, BD, WHC and PR of soils are briefly described below.
Surface area and porosity: The SA of soil is an important physical parameter which controls essential functions of soil fertility such as water and nutrient holding capacity, aeration, and microbial activity [32]. Improvement in agronomic productivity of biochar-amended soils may be related to the higher SA of the biochar-soil mixtures. The high SA of biochar provides space for formation of bonds and complexes with cations and anions with metals and elements of soil on its surface which improves the nutrient retention capacity of soil [27,28,66]. While many studies have reported the SA data of biochars pyrolized from different biomass sources under a range of pyrolysis conditions, there are only limited data available on SA of biochar-amended soils. However, incorporation of biochar can enhance specific SA up to 4.8 times that of adjacent soils [66]. A long-term soil column incubation study indicated increases in specific SA of an amended clayey soil from 130 to 150 m2 g−1 when biochar derived from mixed hardwoods was applied at rates of 0 to 20 g kg−1 [67]. In addition to high SA, there might be other associated factors such as total porosity or PSD which can play important roles in altering properties of biochar-amended soil surface. Mesoporosity may also increases significantly at the expense of macropores in waste-derived biochar-amended soil compared to control, with the higher rate of biochar application having a greater effect [68]. Physical and biological interactions between biochar/soil mixture and microbes could enhance SA of amended soils over time but more research is required to understand the processes. To-date limited data are available to investigate mechanisms underpinning changes in SA and PSD although improvement of SA and porosity of amended soil are indicated (Table 1).
Table 1. Impact of biochar on surface area and porosity of amended soils (Rate of 0 represents control or unamended soil).
Click here to display table
Bulk density, aggregation, and penetration resistance: In contrast to SA, there are several reports from both field and lab scale experiments regarding BD of biochar-amended soils. Application of biochar can decrease the BD of soils [67,68,71]. About ~2% (w/w) rate of biochar amendment seems enough to decrease BD of amended soils (Table 2), however, in some instances BD can increase over time due to compaction during column leaching events [72]. An experiment conducted by Mankasingh et al. [73] showed that soil BD decreased from 1.66 to 1.53 g cm−3, and another involving biochar-amended soil columns showed significantly lower BD compared to no-biochar controls in a column incubation study [67]. In a 3-year field study, application of biochar amendment decreased the BD of 0–7.5 cm soil layer by 4.5 and 6.0% for 0.23 kg m−2 and 0.45 kg m−2 application rate, respectively [71]. A decrease in soil BD from biochar application rate of 9.4 (± 2.2%) was observed in another 2-year field study [74]. However, a laboratory study showed that all columns were compacted by gravity and periodical leaching events but the biochar-amended column had a lower rate of compaction compared to the control or manure-amended soil columns [72]. Thus, the decrease in BD of biochar amended soil could be one of the indicators of enhancement of soil structure or aggregation, and aeration, and could be soil-specific. The higher the total porosity (micro- and macro-pores) the higher is soil physical quality because micropores are involved in molecular adsorption and transport while macropores affect aeration and hydrology [27]. Clearly, amending top-soil with biochar can decrease BD, however, there are limited available data to understand if this effect of biochar is significantly relevant in the deeper profile.
Table 2. Impact of biochar application on soil bulk density.
Click here to display table
Data are scarce on aggregate stability and PR of biochar-amended soil. Furthermore, whatever little information exists is conflicting. Examples of the few studies which investigated soil aggregation with biochar amendment, all carried out under laboratory or greenhouse settings are shown in Table 3. A low temperature (220 °C) hydrochar made from spent brewer’s grains, a residue from beer brewing, responded positively on aggregation of Albic Luvisol when (i) incubated for five months at 20 °C in dark, and (ii) used in a pot study with same hydrochar/soil combination (Table 3). These incubation and greenhouse studies involving plant indicates that hydrochar significantly increased water stable aggregates (WSA) compared to control but the extent of WSA differed because the greenhouse study had 2–5 times higher rate of WSA formation compared to laboratory incubation. These data suggest that plant roots and mycorrhizal fungi which were absent in the incubation study had an important role in soil aggregation [77]. In contrast, with and without mixing Bt and E horizons with pecan shell (Carya illinoinensis), biochar amendment decreased aggregation (Table 3) compared to control [75]. Mixing of biochar from pecan with switchgrass increased aggregation, however, the effect was significantly lower when soil was treated only with biochar and without mixing with switchgrass [78]. This trend indicates that a positive effect on soil aggregate stability requires presence of a substrate (i.e., switchgrass) along with biochar as an amendment. However, the application of biochar at the rate of 1% to an Ultisol had no effect on aggregate stability [79]. Clearly, there exists limited information about how biochar affect aggregation and whether another substrate, plant-roots, mycorrhizal fungi or active-C source might be needed to increase WSA in biochar-amended soils. Nevertheless, the highest concentration of black-C was observed in the finest size fraction (

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ดินทางกายภาพลักษณะ Affected โดยแก้ไข Biochar
ผลของ biochar การคุณสมบัติทางกายภาพของดินขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่นชีวมวล หรือชนิดของวัตถุดิบ เงื่อนไข pyrolytic อัตราสมัคร และสภาพสิ่งแวดล้อม ผลกระทบของ biochar SA, porosity หรือ PSD รวมความมั่นคง BD, WHC และ PR ของดินเนื้อปูนสั้น ๆ ไว้ด้านล่าง.
พื้นผิวตั้งและ porosity: SA ของดินเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพเป็นสำคัญซึ่งควบคุมหน้าที่สำคัญของความอุดมสมบูรณ์ของดินน้ำและธาตุอาหารรอง aeration และกิจกรรมจุลินทรีย์ [32] ปรับปรุงในผลผลิตลักษณะทางดินเนื้อปูน biochar แก้ไขอาจเกี่ยวข้องกับ SA สูงของน้ำยาผสมดิน biochar SA สูงของ biochar ให้พื้นที่สำหรับการก่อตัวของพันธบัตรและสิ่งอำนวยความสะดวก ด้วยเป็นของหายากและ anions กับโลหะและองค์ประกอบของดินบนของพื้นผิวซึ่งเพิ่มกำลังการผลิตที่รักษาธาตุอาหารของดิน [27,28,66] ในขณะที่การศึกษาจำนวนมากได้รายงานข้อมูล SA ของ pyrolized biochars จากชีวมวลต่าง ๆ แหล่งภายใต้ช่วงของเงื่อนไขการไพโรไลซิ มีเฉพาะข้อมูลที่จำกัดบน SA biochar แก้ไขดินเนื้อปูน อย่างไรก็ตาม ประสาน biochar สามารถเพิ่มเฉพาะ SA ถึงเวลา 4.8 ที่ติดดินเนื้อปูน [66] การศึกษาระยะยาวดินคอลัมน์บ่มระบุใช้เพิ่มในเฉพาะ SA ของดินเหนียวที่แก้ไขจาก 130 ถึง 150 g−1 m2 เมื่อ biochar มาล้วน ๆ ผสมในอัตรา 0 20 g kg−1 [67] นอกจากสระสูง อาจมีปัจจัยอื่นเกี่ยวข้องเช่น porosity รวมหรือ PSD ซึ่งสามารถเล่นบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพื้นผิวดิน biochar แก้ไข Mesoporosity อาจจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญค่าใช้จ่ายของ macropores มาเสียแก้ไข biochar ดินเปรียบเทียบกับการควบคุม มีอัตราสูงขึ้นของแอพลิเคชัน biochar มีผลมากกว่า [68] โต้ตอบทางกายภาพ และชีวภาพระหว่าง biochar/ดิน ผสมและจุลินทรีย์สามารถเพิ่ม SA ของดินเนื้อปูนแก้ไขช่วงเวลา แต่งานวิจัยเพิ่มเติมจะต้องเข้าใจกระบวนการ ข้อมูลจำกัดถึงวันมีการตรวจสอบกลไก underpinning เปลี่ยนแปลง SA และ PSD แม้ระบุของ SA และ porosity แก้ไขดิน (ตารางที่ 1) .
1 ตาราง ผลกระทบของ biochar บนพื้นที่ผิวและ porosity ของแก้ไขดินเนื้อปูน (อัตรา 0 แสดงถึงการควบคุมหรือดิน unamended) .
คลิกที่นี่เพื่อแสดงตาราง
จำนวนมากทนต่อความหนาแน่น รวม และการเจาะ: ตรงข้ามซา มีหลายรายงานจากเขตข้อมูลและห้องปฏิบัติการขนาดทดลองเกี่ยวกับ BD biochar แก้ไขดินเนื้อปูน แอพลิเคชันของ biochar สามารถลด BD ของดินเนื้อปูน [67,68,71] ประมาณ ~ 2% (w/w) อัตรา biochar แก้ไขเหมือนพอลด BD ของแก้ไขดินเนื้อปูน (ตาราง 2), อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี BD สามารถเพิ่มเวลาจากกระชับข้อมูลระหว่างคอลัมน์ละลายเหตุการณ์ [72] การทดลองที่ดำเนินการโดย Mankasingh et al. [73] แสดงให้เห็นว่า ดิน BD ลดจาก 1.66 ถึง 1.53 g cm−3 และยังเกี่ยวข้องกับคอลัมน์แก้ไข biochar ดินพบ BD ที่ต่ำเมื่อเทียบกับ biochar ไม่ควบคุมในคอลัมน์คณะทันตแพทยศาสตร์ศึกษา [67] ในการศึกษา 3 ปีฟิลด์ ประยุกต์แก้ไข biochar ลด BD ของ 0 – 7.5 ซม.ดินชั้น 4.5 และ 6.0% สำหรับ m−2 กก.และ 0.45 กก. m−2 แอพลิเคชันอัตรา ตามลำดับ [71] ลดลงในดิน BD จากอัตราสมัคร biochar 9.4 (± 22%) ที่พบในการศึกษา 2 ปีฟิลด์อื่น [74] อย่างไรก็ตาม การศึกษาห้องปฏิบัติพบว่า คอลัมน์ทั้งหมดถูกบีบขนาด โดยแรงโน้มถ่วงและละลายเหตุการณ์ระยะ แต่คอลัมน์แก้ไข biochar มีอัตราต่ำกว่ากระชับข้อมูลเมื่อเทียบกับการควบคุมหรือแก้ไขมูลดินคอลัมน์ [72] ดังนั้น BD biochar แก้ไขดินที่ลดลงนี้อาจเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดของการปรับปรุงโครงสร้างดิน หรือรวม และ aeration และอาจจะเฉพาะดิน ยิ่ง porosity รวม (ไมโคร - และแมโครรูขุมขน) สูงกว่าได้คุณภาพทางกายภาพของดินเนื่องจาก micropores มีส่วนร่วมในการดูดซับโมเลกุล และขนส่งในขณะที่ macropores ต่อ aeration และอุทกวิทยา [27] อย่างชัดเจน การแก้ไขด้านบนดิน biochar สามารถลด BD อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลที่มีจำกัดเพื่อทำความเข้าใจว่าผลของ biochar นี้เกี่ยวข้องอย่างมีนัยสำคัญในลึกโปรไฟล์
2 ตาราง ผลกระทบของโปรแกรมประยุกต์ biochar บนดินจำนวนมากความหนาแน่น
คลิกที่นี่เพื่อแสดงตาราง
ข้อมูลหายากรวมความมั่นคงและ PR ของดิน biochar แก้ไข นอกจากนี้ ข้อมูลสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ อยู่เป็นความขัดแย้ง ตัวอย่างของการศึกษาน้อยซึ่งตรวจสอบดินรวมกับแก้ไข biochar ทั้งหมดดำเนินการภายใต้การตั้งค่าปฏิบัติการหรือเรือนกระจกจะแสดงในตาราง 3 Hydrochar (220 ° C) อุณหภูมิต่ำที่ทำจากธัญพืชใช้จ่าย brewer สารตกค้างจากการทำเบียร์การหมัก ตอบสนองเชิงบวกในรวม Luvisol Albic เมื่อ (i) incubated ห้าเดือนที่ 20 ° C ในที่มืด และ (ii) ใช้ในการศึกษาหม้อกับชุด hydrochar/ดิน เดียวกัน (ตาราง 3) ศึกษาเหล่านี้คณะทันตแพทยศาสตร์และเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับพืชบ่งชี้ว่า hydrochar น้ำมั่นคงผล (WSA) เปรียบเทียบกับการควบคุมที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ขอบเขตของ WSA แตกต่าง เพราะมีการศึกษาเรือนกระจก 2 – 5 ครั้งอัตราสูงของ WSA ก่อตัวเมื่อเทียบกับคณะทันตแพทยศาสตร์ห้องปฏิบัติการ ข้อมูลเหล่านี้แนะนำพืชที่รากและเชื้อรา mycorrhizal ซึ่งมาในคณะทันตแพทยศาสตร์ที่ ศึกษาได้มีบทบาทสำคัญในดินรวม [77] ในความคมชัด มี และไม่ มีการผสมบีทีและอีฮอลิซันส์กับเชลล์พีคาน (Carya illinoinensis), แก้ไข biochar ลดรวม (ตาราง 3) เทียบกับควบคุม [75] ผสมของ biochar จากพีคานกับ switchgrass เพิ่มรวม แต่ ผลได้ต่ำเมื่อดินถูกรักษา ด้วย biochar เท่านั้น และไม่ มีการผสมกับ switchgrass [78] แนวโน้มนี้บ่งชี้ว่า ผลดีต่อดินรวมความมั่นคงต้องการแสดงตนของพื้นผิว (เช่น switchgrass) กับ biochar เป็นการแก้ไข อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ biochar ในอัตรา 1% Ultisol ที่ได้ไม่มีผลต่อความมั่นคงรวม [79] อย่างชัดเจน มีข้อมูลที่จำกัดเกี่ยวกับรวมกระทบ biochar และว่าพื้นผิวอื่น รากพืช เชื้อรา mycorrhizal หรือแหล่ง C ใช้งานอาจจะต้องเพิ่ม WSA biochar แก้ไขดินเนื้อปูน อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นสูงสุดของ C ดำถูกพบในเศษขนาดดี (< 053 μm) ของผลดิน [80] แนะนำต้องฝังของอนุภาคสีดำ C เมื่อเทียบกับสารอินทรีย์อื่น ๆ ภายในผลการ Al. ร้อยเอ็ดพิคโคโล [81] พบเปอร์เซ็นต์รวมสูง โดยถ่านหินได้รับกรดฮิวมิคซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายงาน carbonaceous functional กลุ่มเช่น biochars [82] บางการศึกษาล่าสุดบ่งชี้ว่า การแก้ไขกรดฮิวมิคสามารถปรับปรุงลักษณะดิน โดยบัฟเฟอร์ pH และ chelating องค์ประกอบตามโรค โดยการเพิ่มกรด ligands เช่น – COOH หรือกลุ่ม Ph – OH [83,84,85] ซึ่งใช้กันทั่วไปใน biochars ต่าง ๆ [4,82] ดังนั้น มันอาจจะตั้งสมมติฐานว่าที่งาน functional กลุ่มอนุภาค biochar อาจสร้างคอมเพล็กซ์เวลา (เช่น aged) ทำขึ้นจากวัตถุดิบเกรดดิน แม้ว่าการวิจัยเพิ่มเติมในด้านนี้เป็นรูปแบบสำคัญ แต่ สมมติฐานผู้แต่งรวมซับซ้อนสมมุติมีเสนอในส่วนสี่ของบทความนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. ลักษณะทางกายภาพของดินได้รับผลกระทบโดย Biochar แก้ไข
ผลกระทบของ biochar ต่อสมบัติทางกายภาพของดินขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่นชีวมวลหรือประเภทวัตถุดิบสภาพสรอัตราการใช้งานและสภาพแวดล้อม ผลกระทบของการ biochar ใน SA, ความพรุนหรือ PSD เสถียรภาพรวม BD, WHC และประชาสัมพันธ์ของดินจะมีคำอธิบายสั้น ๆ ด้านล่าง
บริเวณพื้นผิวและความพรุน: SA ของดินเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญที่ควบคุมการทำงานที่สำคัญของความอุดมสมบูรณ์ของดินเช่นน้ำและ กำลังการผลิตสารอาหารที่ถืออากาศและกิจกรรมของจุลินทรีย์ [32] การปรับปรุงในการผลิตทางการเกษตรของดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติมอาจจะเกี่ยวข้องกับที่สูงกว่า SA ของ biochar ผสมดิน SA สูงของ biochar ให้พื้นที่สำหรับการก่อตัวของพันธบัตรและซับซ้อนด้วยไพเพอร์และแอนไอออนกับโลหะและองค์ประกอบของดินบนพื้นผิวที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการกักเก็บสารอาหารของดิน [27,28,66] ขณะที่การศึกษาจำนวนมากได้รายงานข้อมูล SA ของ biochars pyrolized จากแหล่งชีวมวลที่แตกต่างกันภายใต้ความหลากหลายของสภาพการไพโรไลซิมีเพียงข้อมูลที่ จำกัด ที่มีอยู่ใน SA ของดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติม แต่รวมตัวกันของ biochar สามารถเพิ่มเฉพาะ SA ได้ถึง 4.8 เท่าของดินที่อยู่ใกล้เคียง [66] การศึกษาในระยะยาวการบ่มคอลัมน์ดินแสดงให้เห็นเพิ่มขึ้นในการที่เฉพาะเจาะจง SA ของดินดินแก้ไข 130-150 กรัม m2-1 เมื่อ biochar มาจากไม้เนื้อแข็งผสมถูกนำมาใช้ในอัตรา 0-20 กรัมต่อกิโลกรัม 1 [67] นอกจากนี้ยังมีสูง SA อาจจะมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ เช่นความพรุนรวมหรือ PSD ที่สามารถเล่นบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพื้นผิวดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติม Mesoporosity อาจเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ค่าใช้จ่ายของ macropores ใน biochar-แก้ไขดินเสียที่ได้รับเมื่อเทียบกับการควบคุมที่มีอัตราที่สูงขึ้นของโปรแกรม biochar มีผลกระทบมากขึ้น [68] ปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพและชีวภาพระหว่าง biochar / ผสมดินและจุลินทรีย์ที่สามารถเพิ่ม SA ของดินแก้ไขเมื่อเวลาผ่านไป แต่การวิจัยมากขึ้นจะต้องเข้าใจกระบวนการ ที่ทันสมัยข้อมูลที่ จำกัด ที่มีกลไกในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงหนุนใน SA และ PSD แม้ว่าการปรับปรุง SA และความพรุนของดินการแก้ไขที่ระบุไว้ (ตารางที่ 1)
ตารางที่ 1. ผลกระทบของการ biochar บนพื้นที่ผิวและความพรุนของดินแก้ไขเพิ่มเติม (อัตรา 0 แสดงให้เห็นถึงการควบคุมหรือดิน unamended)
คลิกที่นี่เพื่อแสดงตาราง
ความหนาแน่นเป็นกลุ่มการรวมตัวและความต้านทานการเจาะ: ในทางตรงกันข้ามกับ SA มีหลายรายงานจากทั้งภาคสนามและห้องปฏิบัติการทดลองเกี่ยวกับขนาดของดิน BD-biochar แก้ไขเพิ่มเติมเป็น การประยุกต์ใช้ biochar สามารถลด BD ของดิน [67,68,71] เกี่ยวกับ ~ 2% (w / w) อัตราการแก้ไข biochar ดูเหมือนว่าพอที่จะลด BD ของดินแก้ไขเพิ่มเติม (ตารางที่ 2) แต่ในบางกรณี BD สามารถเพิ่มช่วงเวลาที่เกิดจากการบดอัดในช่วงเหตุการณ์ชะล้างคอลัมน์ [72] การทดลองดำเนินการโดย Mankasingh ตอัล [73] แสดงให้เห็นว่าดิน BD ลดลง 1.66-1.53 ​​กรัม ซม. -3 และอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคอลัมน์ดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติมแสดงให้เห็นอย่างมีนัยสำคัญที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ BD ไม่มี biochar-ควบคุมในการศึกษาการบ่มคอลัมน์ [67] ในการศึกษาภาคสนาม 3 ปี, การประยุกต์ใช้ biochar การแก้ไขลดลง BD ของ 0-7.5 ซม. ชั้นดินลง 4.5 และ 6.0% เป็น 0.23 กิโลกรัมเมตร-2 และ 0.45 กิโลกรัมเมตร-2 อัตราการประยุกต์ใช้ตามลำดับ [71] ลดลงในดิน BD จากอัตราการประยุกต์ใช้ biochar 9.4 (± 2.2%) ได้รับการตั้งข้อสังเกตในการศึกษาภาคสนามอีก 2 ปี [74] อย่างไรก็ตามการศึกษาในห้องปฏิบัติการพบว่าคอลัมน์ทั้งหมดถูกอัดด้วยแรงโน้มถ่วงและการชะล้างวารสารเหตุการณ์ แต่คอลัมน์ biochar-แก้ไขมีอัตราที่ต่ำกว่าของการบดอัดเมื่อเทียบกับการควบคุมหรือคอลัมน์ดินปุ๋ย-แก้ไขเพิ่มเติม [72] ดังนั้นการลดลงของ BD ของ biochar แก้ไขดินอาจเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดของการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างของดินหรือการรวมตัวและการเติมอากาศและอาจเป็นดินที่เฉพาะเจาะจง สูงกว่าความพรุนรวม (ไมโครและมหภาครูขุมขน) สูงกว่าดินที่มีคุณภาพทางกายภาพเพราะ micropores มีส่วนร่วมในการดูดซับโมเลกุลและการขนส่งในขณะที่ส่งผลกระทบต่อ macropores อากาศและอุทกวิทยา [27] เห็นได้ชัดว่าการแก้ไขบนดินด้วย biochar สามารถลด BD แต่มีข้อมูลที่มีอยู่ จำกัด ให้เข้าใจว่าผลกระทบของ biochar นี้มีความเกี่ยวข้องอย่างมีนัยสำคัญในรายละเอียดลึกลงไปเป็น
ตารางที่ 2. ผลกระทบของการประยุกต์ใช้ biochar ในดินที่ความหนาแน่น
คลิกที่นี่เพื่อแสดง ตาราง
ข้อมูลเป็นสิ่งที่หายากในความมั่นคงรวมและประชาสัมพันธ์ของดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติม นอกจากนี้สิ่งที่ข้อมูลเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มีอยู่เป็นที่ขัดแย้งกัน ตัวอย่างของการศึกษาน้อยซึ่งการตรวจสอบการรวมดินที่มี biochar การแก้ไขทั้งหมดที่ดำเนินการภายใต้การตั้งค่าตรวจทางห้องปฏิบัติการหรือเรือนกระจกที่แสดงในตารางที่ 3. อุณหภูมิต่ำ (220 ° C) hydrochar ที่ทำจากธัญพืชเหล้าใช้จ่ายของสารตกค้างจากเบียร์ตอบสนองในทางบวก กับการรวมตัวของ Albic Luvisol เมื่อ (i) บ่มเป็นเวลาห้าเดือนที่ 20 ° C ในที่มืด, และ (ii) ใช้ในการศึกษาหม้อกับการรวมกัน hydrochar เดียวกัน / ดิน (ตารางที่ 3) การบ่มและเรือนกระจกเหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาแสดงให้เห็นว่าพืช hydrochar เพิ่มขึ้นอย่างมากมวลน้ำที่มีความเสถียร (WSA) เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุม แต่ขอบเขตของ WSA แตกต่างเพราะการศึกษาเรือนกระจกได้ 2-5 เท่าของอัตราที่สูงขึ้นของการพัฒนา WSA เมื่อเทียบกับการบ่มเพาะในห้องปฏิบัติการ ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ารากพืชและเชื้อรา mycorrhizal ซึ่งไม่อยู่ในการศึกษาการบ่มมีบทบาทสำคัญในการรวมดิน [77] ในทางตรงกันข้ามการที่มีและไม่มีการผสมบาทและ E ไกลโพ้นด้วยเปลือกถั่วพีแคน (Carya illinoinensis) biochar การแก้ไขลดลงรวม (ตารางที่ 3) เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุม [75] การผสมของ biochar จากพีด้วยสวิตซ์รวมเพิ่มขึ้น แต่ผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญลดลงเมื่อดินได้รับการรักษาเฉพาะกับ biochar และโดยไม่ต้องผสมกับสวิตซ์ [78] แนวโน้มเช่นนี้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบเชิงบวกต่อความมั่นคงโดยรวมของดินต้องมีพื้นผิว (เช่นสวิตซ์,) พร้อมด้วย biochar ว่าการแก้ไข แต่การประยุกต์ใช้ biochar ในอัตรา 1% ถึง Ultisol มีผลต่อความมั่นคงโดยรวม [79] ไม่มี เห็นได้ชัดว่ามีอยู่ข้อมูลที่ จำกัด เกี่ยวกับวิธีการส่งผลกระทบต่อการรวม biochar และไม่ว่าพื้นผิวอื่นรากพืชเชื้อรา mycorrhizal หรือแหล่งที่มาที่ใช้งาน-C อาจจะจำเป็นในการเพิ่ม WSA ในดิน biochar-แก้ไขเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามความเข้มข้นสูงสุดของสีดำ-C ได้รับการตั้งข้อสังเกตในส่วนที่ดีที่สุดขนาด (<0.53 ไมครอน) ของมวลรวมดิน [80] แนะนำฝังพิเศษของอนุภาคสีดำ-C เมื่อเทียบกับสารอินทรีย์อื่น ๆ ภายในมวลรวม Piccolo ตอัล [81] พบว่าร้อยละที่สูงขึ้นโดยการรวมถ่านหินที่ได้รับกรดฮิวมิกซึ่งมีกลุ่มทำงานที่คล้ายกันที่ใช้งานคาร์บอนเช่น biochars [82] บางการศึกษาที่ผ่านมาชี้ให้เห็นว่าการแก้ไขกรดฮิวมิกสามารถปรับปรุงลักษณะของดินโดยค่า pH บัฟเฟอร์และคีเลตแร่ธาตุอาหารโดยการเพิ่มแกนด์ที่เป็นกรดเช่น-COOH หรือกลุ่ม Ph-OH [83,84,85] ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาใน biochars ต่างๆ [4,82] ดังนั้นจึงอาจจะมีการตั้งสมมติฐานว่าการทำงานเป็นกลุ่มที่ใช้งานของอนุภาค biochar อาจคอมเพล็กซ์เมื่อเวลาผ่านไป (เช่นอายุ) จะทำให้มวลดิน แม้ว่าการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับด้านนี้เป็นรูปแบบที่มีความสำคัญ แต่สมมุติที่ซับซ้อนสมมติฐานการก่อตัวรวมกันจะเสนอในส่วนที่สี่ของบทความนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3 . ลักษณะทางกายภาพของดินที่ได้รับผลกระทบจากการแก้ไขไบโอชาร์
ผลของไบโอชาร์ต่อสมบัติทางกายภาพของดินขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ชีวมวล หรือประเภทวัตถุดิบไพโรไลติก เงื่อนไข อัตราการใช้ และสภาพสิ่งแวดล้อม ผลกระทบของไบโอชาร์ ใน ซา มีรูพรุนหรือ PSD , ความมั่นคง , รวม BD อุ้มน้ำของดิน และการประชาสัมพันธ์เป็นช่วงสั้น ๆที่อธิบายไว้ด้านล่าง พื้นที่ผิวรูพรุน
:ซา ของดินที่สำคัญคือพารามิเตอร์ทางกายภาพซึ่งควบคุมการทำงานที่สำคัญของความอุดมสมบูรณ์ของดิน เช่น อากาศ น้ำและสารอาหาร ความสามารถในการ จับ และกิจกรรมของจุลินทรีย์ [ 32 ] การปรับปรุงแก้ไขดินต่อการผลิตไบโอชาร์อาจจะเกี่ยวข้องกับสูงกว่าซาของไบโอชาร์ ดินผสมซาสูงของไบโอชาร์ให้พื้นที่สำหรับการพัฒนาของพันธบัตรและสารประกอบเชิงซ้อนกับแคตไอออนและด้วยโลหะและองค์ประกอบของดินบนพื้นผิวที่ช่วยเพิ่มธาตุอาหารในดิน 27,28,66 ความจุ [ ] ในขณะที่การศึกษาจำนวนมากได้รายงานในข้อมูล biochars pyrolized จากแหล่งชีวมวลที่แตกต่างกันภายใต้ช่วงของเงื่อนไขการแยกสลายด้วยความร้อนมีเพียง จำกัด ข้อมูลที่มีอยู่บนซาของไบโอชาร์แก้ไขดิน อย่างไรก็ตาม การรวมตัวของไบโอชาร์สามารถเพิ่มในที่เฉพาะเจาะจงถึง 4.8 เท่าของติดดิน [ 66 ] คอลัมน์การศึกษาการบ่มดินระยะยาวเพิ่มขึ้นในที่เฉพาะเจาะจงของดินเหนียวดินแก้ไขปรับปรุงจาก 130 150 m2 G − 1 เมื่อไบโอชาร์มาจากไม้เนื้อแข็งผสมใช้ในอัตรา 20 กรัมต่อกิโลกรัม− 1 [ 67 ]นอกจากนี้ ซา สูง อาจจะมีปัจจัยอื่น ๆที่เกี่ยวข้อง เช่น ความพรุนรวมหรือ PSD ซึ่งสามารถมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของไบโอชาร์แก้ไขผิวดิน mesoporosity อาจเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในค่าใช้จ่ายของ macropores ในขยะได้มาไบโอชาร์แก้ไขดินเมื่อเทียบกับการควบคุมที่มีอัตราที่สูงขึ้นของไบโอชาร์โปรแกรมที่มีผลกระทบมากขึ้น [ 68 ]ปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพและชีวภาพระหว่างไบโอชาร์ / ดินผสม และจุลินทรีย์ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของดินในการแก้ไขตลอดเวลา แต่การวิจัยเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเข้าใจกระบวนการ ถึงวันที่ข้อมูล จำกัด พร้อมที่จะศึกษากลไกการเปลี่ยนแปลงใน SA และ PSD แม้ว่าการปรับปรุงและความพรุนของดินในการแก้ไขข้อมูล ( ตารางที่ 1 ) .
โต๊ะ 1ผลกระทบของไบโอชาร์บนพื้นที่ผิวและความพรุนของดิน ( แก้ไขเพิ่มเติมอัตรา 0 แสดงถึงการควบคุมหรือดิน unamended )

คลิกที่นี่เพื่อแสดงตารางความหนาแน่นรวม และเจาะ , ต้านทาน : ในทางตรงกันข้ามกับซา มีหลายรายงานจากทั้งภาคสนามและการทดลองเกี่ยวกับห้องแล็บขนาด BD ของไบโอชาร์แก้ไขดิน การประยุกต์ใช้ไบโอชาร์สามารถลด BD ของดิน [ 67,68,71 ]เกี่ยวกับ ~ 2 % ( w / w ) อัตราการแก้ไขไบโอชาร์ดูเหมือนพอที่จะลด BD ของการแก้ไขดิน ( ตารางที่ 2 ) แต่ในบางกรณี BD สามารถเพิ่มขึ้นตลอดเวลา เนื่องจากการบดอัดในคอลัมน์ของเหตุการณ์ [ 72 ] การทดลองดำเนินการโดย mankasingh et al . [ 73 ] พบว่า BD ดินลดลงจาก 1.66 เพื่อ 1.53 กรัม cm − 3และอีกที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขคอลัมน์ พบว่าดินไบโอชาร์ BD ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับไม่มีไบโอชาร์การควบคุมในคอลัมน์บ่มเพาะการศึกษา [ 67 ] ในเขตการศึกษา 3 การแก้ไขไบโอชาร์ BD ลดลง 0 – 7.5 ซม. และดินชั้นล่างโดย 4.5 6.0% สำหรับ 0.23 กก. m − 2 และ 0.45 kg m − 2 อัตราการตามลำดับ [ 71 ] ลดลงในดินไบโอชาร์ BD จากอัตราการ± 9.4 ( 22 ) พบว่าในอีก 2 ปี การศึกษาภาคสนาม [ 74 ] แต่จากการศึกษาในห้องทดลองพบว่าคอลัมน์จะถูกบดอัดและการชะล้างโดยแรงโน้มถ่วง ซึ่งเหตุการณ์ แต่ไบโอชาร์แก้ไขคอลัมน์มีอัตราลดลงของการบดอัดเมื่อเทียบกับการควบคุมหรือปุ๋ยคอกแก้ไขดินคอลัมน์ [ 72 ] ดังนั้นลดลงใน BD ของไบโอชาร์แก้ไขดินอาจเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดของการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างดินหรือการรวมตัว และ อากาศ และอาจเป็นดินที่เฉพาะเจาะจง ค่าความพรุนรวม ( Micro และ Macro รู ) สูงกว่าดินคุณภาพทางกายภาพ เพราะ micropores เกี่ยวข้องในการดูดซับโมเลกุลและการขนส่ง ขณะที่ macropores มีผลต่อการเติมอากาศและอุทกวิทยา [ 27 ] อย่างชัดเจนการแก้ไขหน้าดินกับไบโอชาร์ BD สามารถลดลง อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลที่มีอยู่จำกัดเพื่อเข้าใจ ถ้าผลของไบโอชาร์เป็นอย่างมีนัยสำคัญที่เกี่ยวข้องในลึกโปรไฟล์ .
โต๊ะ 2 ผลกระทบของการประยุกต์ใช้ไบโอชาร์ต่อความหนาแน่นรวมของดิน .
คลิกที่นี่เพื่อแสดงข้อมูลตาราง
ขาดแคลนเสถียรภาพรวมและ PR ของไบโอชาร์แก้ไขดิน นอกจากนี้ข้อมูลที่น้อยอยู่แล้วก็ขัดแย้งกัน ตัวอย่างของการศึกษาน้อย ซึ่งได้รวมการแก้ไขดินที่มีไบโอชาร์ทั้งหมดดำเนินการภายใต้ปฏิบัติการหรือการตั้งค่าเรือนกระจกจะแสดงในตารางที่ 3 อุณหภูมิต่ำ ( 220 องศา C ) hydrochar ใช้เบียร์ทำจากธัญพืช สารตกค้างจากเบียร์เบียร์ตอบบวกกับการรวมตัวของ albic luvisol เมื่อ ( ฉัน ) บ่มเป็นเวลา 5 เดือนที่ 20 ° C ในที่มืด และ ( 2 ) ที่ใช้ในการศึกษา hydrochar / ดินหม้อผสมกัน ( ตารางที่ 3 )การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการเหล่านี้และบ่มเพาะพืช พบว่า น้ำ hydrochar เพิ่มขึ้นอย่างมั่นคงมวลรวม ( ตัวแทน ) เมื่อเทียบกับการควบคุม แต่ขอบเขตของตัวแทนแตกต่างเพราะปลูกได้ 2 – 5 เท่าสูงกว่าอัตราการเมื่อเทียบกับการบ่มตัวแทนห้องปฏิบัติการข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า รากพืชและเชื้อราไมโคไรซา ซึ่งไม่อยู่ในการบ่มเพาะศึกษาได้มีบทบาทสำคัญในการเกาะกลุ่มของเม็ดดิน [ 77 ] ในทางตรงกันข้าม กับไม่ผสม BT และ e ขอบฟ้ากับ Pecan เชลล์ ( carya illinoinensis ) , แก้ไขไบโอชาร์ลดลงรวม ( ตาราง 3 ) เมื่อเทียบกับการควบคุม [ 75 ] ผสมไบโอชาร์จาก Pecan กับสวิตซ์ย่อยเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามผลลดลงเมื่อดินได้รับการรักษาเฉพาะกับไบโอชาร์โดยไม่ต้องผสมกับสวิตซ์ [ 78 ] แนวโน้มนี้ พบว่า มีผลต่อมวลรวมความมั่นคงต้องมีพื้นผิว ( เช่น สวิตซ์ ) พร้อมกับไบโอชาร์เป็นตัวแก้ไข อย่างไรก็ตาม การใช้ไบโอชาร์ในอัตรา 1% เป็นอุลติซอลไม่มีผลต่อเสถียรภาพรวม [ 79 ] อย่างชัดเจนมีอยู่จำกัดข้อมูลเกี่ยวกับไบโอชาร์มีผลต่อการรวมกลุ่มและไม่ว่าพื้นผิวอื่น รากพืช เชื้อราไมโคไรซา หรือ แหล่ง active-c อาจจะต้องการที่จะเพิ่มตัวแทนในไบโอชาร์แก้ไขดิน อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นสูงสุดของ black-c พบในส่วนขนาดเลิศ ( < 053 μ m ) ของดินมวลรวม [ 80 ] แนะนำสิทธิพิเศษการฝังตัวของอนุภาค black-c เทียบกับสารอินทรีย์อื่นภายในมวลรวม . พิคโคโล่ et al . [ 81 ] พบร้อยละโดยรวมสูงกว่าถ่านหินได้มากรดฮิวมิกซึ่งมีคุณสมบัติที่คล้ายกันปราดเปรียวที่ประกอบด้วยคาร์บอนการทำงานกลุ่ม เช่น biochars [ 82 ]บางการศึกษาล่าสุดบ่งชี้ว่า กรดฮิวมิกสามารถปรับปรุงลักษณะของดิน โดยการบัฟเฟอร์ pH และ micronutrients โดยการเพิ่มกรดลิแกนด์เช่น–โดยใช้เทคนิคหรือ Ph –โอ้กลุ่ม [ 83,84,85 ] ซึ่งมีทั่วไปในที่ต่างๆ biochars [ 4,82 ] ดังนั้น , มันอาจจะเป็น ความปราดเปรียวหมู่ฟังก์ชันของอนุภาคไบโอชาร์อาจฟอร์มขึ้นตลอดเวลา ( เช่นอายุ ) เพื่อสร้างมวลดิน ถึงแม้ว่าการวิจัยในด้านนี้เป็นรูปแบบสำคัญที่สุดอย่างไรก็ตาม สมมุติที่ซับซ้อนรวมการสร้างสมมติฐานที่เสนอในส่วนที่สี่ของบทความนี้