半碳化生物质可用于土壤改良

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由日本物理和化学研究所环境资源研究中心的菊池俊一率领的国际研究小组开发了一种“利用半碳化生物质改良土壤的综合评价方法”，该方法可以通过综合分析土壤的物理、化学和生物特性来改良土壤。

土壤由不同大小的沙砾、微生物分解后留下的腐殖质、雨水、河流带来的矿物质和其他物质组成。这些物质交织在一起形成颗粒结构，保持土壤适度水合，并通过空气体通道向植物和土壤生物提供氧气。

到目前为止，学术界已经发表了许多关于土壤环境循环的研究报告，但角度大多比较单一。因为植物通过根吸收养分、水分和呼吸，所以土壤特性对植物生长有重要影响。为了保持植物的正常生长，土壤必须有足够的湿度和空气体。例如，在撒哈拉以南非洲，土壤非常干燥，当土壤含水时，土壤会变得非常坚硬，使得农业种植非常困难。

该研究小组在英国科学报告杂志上发表的报告称，为了改善土壤结构，他们使用核磁共振来构建一种结构分析方法。他们首先粉碎桐油树的落叶，在无氧环境下加热到240摄氏度，产生半碳化的生物质。然后通过红外光谱、热分析、粒度分布和二维溶液核磁共振进行分析，从代谢组学分析结果确认了热分解形成的生物质中的水分和半纤维素成分。

基于上述分析，研究小组将半碳化桐油树以不同比例混合在贫瘠的土壤中。结果表明，改良后的土壤形成了物理性质稳定的颗粒结构，证明土壤的持水能力有所提高。此外，土壤改良后，植物与微生物之间也出现了共生现象。

研究人员表示，这种评估方法可以改善不断扩大的沙漠地区的土壤，使其成为可耕地，从而为解决非洲的粮食问题带来新的希望，非洲的人口爆炸正在增加。

职责:胡彦明