化学与生物活化生物炭作为微生物载体、生物肥料和植物病害抑制剂的潜力研究

本研究针对生物炭在农业应用中作为微生物载体和植物病害抑制剂的潜力展开深入探索。研究人员通过化学氧化（H2 O2 和HNO3 ）和生物活化（硫+几丁质）处理橄榄树木屑生物炭，评估其对有益真菌Trichoderma asperellum T34的承载能力及对病原菌Globisporangium ultimum的抑制效果。结果表明，H2 O2 活化生物炭显著提升真菌载量（4.99×106 CFU g-1 ），而硫-几丁质组合可开发为缓释氮肥（矿质氮达835 mg L-1 ）。该研究为生物炭在可持续农业中的多功能应用提供了新策略。

　　

在循环农业背景下，如何将农林废弃物转化为高附加值产品一直是研究热点。生物炭因其稳定的碳结构和多孔特性，被视为土壤改良和碳封存的理想材料。然而，原始生物炭的高碱性和低营养含量限制了其农业应用，而作为微生物载体或病害抑制剂的机制仍不明确。西班牙CEBAS-CSIC与比利时ILVO的研究团队通过化学与生物活化技术，系统评估了改性生物炭在微生物承载、养分缓释和植物保护方面的潜力，相关成果发表于《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》。

研究采用三种活化方法：过氧化氢（H₂
O₂
）氧化、硝酸（HNO₃
）酸化和硫-几丁质生物活化。通过测定真菌菌落形成单位（CFU）、矿质氮释放量及水芹生长指标，结合离子色谱和元素分析等技术，揭示了活化方式对生物炭功能的调控机制。

活化生物炭作为Trichoderma asperellum载体
H₂
O₂
处理使生物炭pH降至7.12，孔隙率和表面含氧官能团增加，显著提升T. asperellum存活率（4.99×10⁶
CFU g^-1
），比原始生物炭高5倍。而HNO₃
处理因pH过低（2.65）导致真菌死亡，说明适度氧化是优化载体性能的关键。

几丁质作为生物活化剂与氮源
硫-几丁质组合通过微生物酸化将生物炭pH从9.69降至8.64，同时促进几丁质分解，12周后矿质氮浓度达835 mg L^-1
。H₂
O₂
-生物炭+几丁质处理则表现出最高的可水解氮比例（72%），表明氧化处理增强了有机氮转化效率。

对Globisporangium ultimum的抑制
在含水芹的泥炭/珍珠岩培养基中，H₂
O₂
-生物炭+几丁质处理使叶片面积保持3793 mm²
（对照组1258 mm²
），根系数达1.7（满分3），显著优于其他处理。研究者认为，这种抑病效应源于活化生物炭激发的微生物竞争，而非直接杀菌作用。

该研究证实，H₂
O₂
活化可优化生物炭的微生物载体功能，而硫-几丁质组合能同步实现生物炭酸化和氮素缓释。这种"一材多用"策略为开发新型生物肥料和生态农药提供了理论依据，尤其适用于有机农业和设施栽培。未来研究需进一步明确活化生物炭调控根际微生物组的具体机制，并开展田间验证以推动产业化应用。