一、引言
近年来，学者们围绕着生物炭开展的研究越来越深入。在过去的很长一段时间中，为了提升土壤肥力，提高农作物的产量，广大种植户们大量向土壤中施加肥料，反而破坏了土壤环境，甚至造成了较为严重的水体污染。生物炭因物理属性相对特殊，具备较强的吸附能力，在土壤中输入生物碳能够一定程度上提升肥料的利用率，从而更好的促进农作物的生长。本文主要对于生物炭输入对土壤有机碳和玉米生长的影响开展研究，希望能够为农业发展水平的提升积累丰富的经验。
二、 研究方法
本次研究选定的试验区域气候条件优越，适宜玉米作物的生长。向土壤中输入的生物碳为解感生物碳，在春季进行玉米播种之前，将生物炭均匀的播撒之土壤表面，然后运用大型的机械设备行，土壤翻耕，使生物碳能够深入到耕层土壤当中。将试验区域的地块划分为面积相同的5块，各地块的土壤环境基本一致。其中，一号地块不施加生物炭，二号地块施用15t/hm²生物炭，三号地块施用30t/hm²生物炭，四号地块施用45t/hm²生物炭，五号地块施用60t/hm²生物炭，然后按照当地以往进行玉米种植时的施肥量施加肥料，并根据自然情况进行灌溉和除草。
研究人员需要在玉米生长的各个阶段采取土钻取样的方式获取土壤养分的测定样品，运用重铬酸钾容量与外加热法相结合的方式测定土壤中的有机碳含量，运用碱解蒸馏法测定土壤中的碱解氮含量，运用火焰光度法测定土壤中的速效钾含量，运用钼锑抗比色法测定土壤中的速效磷含量。当玉米步入成熟期时，研究人员分别在五块地块中提取玉米进行产量指标的测定。
本次研究获得的数据借助分析软件sps170进行数据方差检验，玉米生长过程中气候条件的变化、光照条件等方面的差异不具备统计学意义。
三、 研究结果
首先，在土壤中适量输入生物碳能够有效提升土壤中的有机碳含量。土壤中的有机质直接影响土壤肥力，影响种植物的生长水平。土壤中有机碳成分含量越高，意味着土壤的肥效性能越突出。根据本次研究可以看出，在土壤中输入的生物炭用量越高，土壤中的有机碳含量越高。当玉米生长到拔节阶段时，与未施加生物碳的地块相比，输入了生物炭的地块土壤中的有机碳含量高出了十几倍到八十几倍不等。当玉米生长之抽雄阶段时，相对于拔节阶段，土壤中的生物碳含量略有降低。直到玉米生长至灌浆阶段，输入了生物炭的地块中的有机碳含量明显提高，但二号地块和三号地块土壤有机碳含量的差异相对较小。当玉米即将成熟时，二号地块、三号地块以及四号地块之间的有机碳含量差异相对减小。总的来说，在土壤中适当的输入生物碳能够显著提升土壤的有机碳含量，并且，土壤中输入的生物碳含量越高，土壤中有机碳含量越高。
其次，在土壤中输入生物炭能够一定程度上达到提升土壤中碱解氮含量的目的，但相对而言，向低生物碳适用条件下的土壤中输入生物炭能够更加显著的提升碱解氮的含量，究其原因，通常与低生物碳条件下，土壤吸收有机氮的能力更强有着直接的关系；在土壤中输入生物炭能够大幅度提升土壤中的有效磷含量，但如果施家的生物碳含量超过了特定的限度，反而会适得其反，导致有效磷含量降低；在土壤中输入生物碳能够一定程度上满足提高土壤中速效钾含量的目的，而速效钾含量的高低将直接影响玉米的生长品质，速效钾含量较低时，玉米的衰老速率将大幅度加快。本次研究中四号地块施加的生物炭量达到了最优的提升速效钾含量的效果。
最后，在土壤中输入生物碳能够有效促进玉米产量的提升。根据本次研究获得的结果，四号地块的玉米产量最高，五号地块次之，三号地块的玉米产量位居第三，二号地块在施加生物炭的四块地块中玉米产量最低，而并未施加生物炭的一号地块的玉米产量远不及其他四块地块。由此可见，生物炭在土壤中的作用能够影响玉米的产量，但生物炭的输入量机不可过高也不可过低。
四、研究结论及研究展望
我国作为世界上首屈一指的农业大国，农业发展水平的提升直接决定着国内经济发展水平的提升。玉米在我国的许多地区都属于较为常见的一类农作物，如何提高玉米产量，并顺应农业可持续发展的需要，巩固土壤肥效，是在农业发展过程中需解决的两大问题。生物炭中含有较高的碳量，将其输入到土壤当中后，受到微生物的作用，土壤中的有机碳含量将大幅度降低。通过本次研究，可以看出在土壤中输入生物碳之后，玉米无论生长是哪一阶段，土壤中的有机碳含量都明显高于不时加生物碳的土壤中的有机碳含量，并且向土壤中施加的生物碳越多，土壤中的有机碳含量也就越高。因生物碳的性质较为特殊，使得其具备较为显著的吸附能力，将生物炭输入与土壤当中后，能够有效吸附土壤中含有的氮、磷、钾等离子，固结土壤肥效，从根本上降低因自然条件变化导致土壤中营养元素流失的问题出现的可能性。值得注意的是，生物碳中本身就含有氮、磷、钾等成分，在土壤中混合生物碳能够达到与使用少量的氮、磷、钾肥料同等的效果。但如果对土壤使用的生物炭含量过高，反而会导致土壤中某些有利于玉米生长的营养物质含量的降低。
就目前情况来看，在进行玉米等农作物的种植时，生物炭被越来越广泛的应用于土壤改良和肥料增效中，但是，现有的技术条件仍然存在着诸多的局限性，这直接导致农业生产领域中生物碳的应用研究仍然存在着诸多欠缺。生物碳用量不同会对玉米的健康生长产生不同的影响，如何科学合理的进行生物碳用量的把控仍然是未来在研究进程中值得深入探索的问题。结合现实情况来看，采取不同的制备方式获得的生物碳产品质量参差不齐，而国内今仍然乏完备的生物炭制备标准，建立生物炭标准化生产体系同样是大势所趋。除此之外，现有的研究资料虽然充分反映了生物炭在农业领域中应用产生的正面积极的效果，但却忽视了不合理的使用生物碳也会对农作物的生长产生不良影响。在实际使用生物碳的过程中，还需充分考虑农作物生长环境中土壤条件的差异以及农作物栽植损耗的经济成本，为现代化农业的发展奠定更加坚实的基础。
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