近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域创新团队的张庆忠副研究员率领的研究小组报道了华北高产农田连续多年施用生物炭对土壤微生物特性的影响。

该项研究基于山东桓台县生物炭长期定位试验，揭示了生物炭长期施用下土壤微生物量的时空变化特征。本文分析了小麦生长季不同生长期（2010/10-2011/6，播种后、封冻前、返青期、拔节期和收获期)和不同土层（0-5cm、5-10cm、10-20cm和20-30cm层）的微生物量碳、微生物量氮及碳氮比率的动态变化。相关研究结果于2014年7月在线发表在国际期刊《PLoS ONE》上，为进一步揭示生物炭施用对土壤微生物特性的影响提供了科学支撑。

华北平原是我国粮食主产区，当前通过高肥水集约化管理在维持粮食高产的同时也面临诸多环境问题，如秸秆焚烧污染、土壤质量退化、硝酸盐淋失严重等。以秸秆资源化利用和土壤有机质提升为核心，通过农业清洁生产提高农田生态系统的稳定性和自净能力是确保区域粮食安全与生态安全双赢的关键。利用热解技术将秸秆炭化制作成生物炭并还田，相比于秸秆直接还田，能截留更多的碳，且不影响耕作和下茬作物生长。课题组的系列研究表明，华北平原农田施用生物炭可以增加作物产量，改善耕层土壤理化性状，包括降低土壤容重、增加土壤阳离子交换量、增加土壤有机碳含量、降低土壤热导系数和土壤表面反射率等，此外施用生物炭后土壤呼吸不增加。生物炭农业利用是秸秆资源化利用的新途径，对推动华北地区以秸秆为纽带的农田生态系统物质循环、实现农业清洁生产具有重要的现实和科学意义。

据悉，课题组在山东桓台建立的生物炭定位试验始于2007年7月，是世界上时间最长的生物炭定位试验。近年来，课题组已在《Soil Science Society of America Journal》、《Soil Research》、《Soil Science》、《Catena》、《应用生态学报》、《农业环境科学学报》等中外期刊发表相关研究论文15篇。其中，于2011年发表在《应用生态学报》上的研究论文“施用生物炭对华北平原农田土壤容重、阳离子交换量和颗粒有机质含量的影响”，在2014年被编辑部评为优秀论文，排在总数30篇的第一位。