生物炭的孔隙结构、大比表面积和高表面电荷密度决定了其具有良好的吸附能力,尤其对阳离子吸附能力强,其吸附机理主要包括表面吸附机制、分配作用机制、联合作用机制以及其他微观机制2,其中最主要的是表面吸附机制,指通过化学键结合或静电吸引结合进行吸附。
另外,生物炭的小孔隙结构能够降低土壤养分的渗漏速度,延缓水溶性离子的溶解迁移时间,加强对移动性强、易淋溶流失养分的吸附,在离子吸附过程中起主导作用。
生物炭对土壤的理化性质和微生物群落的影响:
1、提高土壤pH,作为改良剂中和酸性土壤。
2、加深土壤颜色,降低土壤表面反射率,促进土壤升温。
3、调控土壤水分分布状况,提高土壤持水能力。
4、提高土壤孔隙度,促进土壤转化为团聚体结构,增加对氮磷的吸附,减少养分流失,持留重金属、农药等有毒复合物,控制农业面源污染。
5、提高土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、速效磷的含量,直接、快速补充土壤有机碳,保持土壤肥力。
6、对地表径流的产流时间起到微弱的延迟作用,提高土壤的抗蚀性。