骨炭在缺磷土壤中的卓越表现：土壤肥力提升与温室气体减排的双重优势

本研究针对全球普遍存在的土壤磷(P)缺乏问题，创新性地对比了骨炭(bone char)与生物炭(biochar)对玉米生长、土壤肥力和温室气体(GHG)排放的影响。通过42天的盆栽实验发现，骨炭在缺磷土壤中显著提高植物生物量(增幅达10倍)和磷有效性，同时降低N2 O(38%)和CO2 (36%)排放，为可持续农业和气候变化应对提供了双重解决方案。

　　

磷缺乏是限制全球农作物产量的关键因素，而传统磷肥依赖不可再生的磷矿资源。与此同时，农业土壤贡献了10-12%的全球温室气体(GHG)排放，亟需可持续的解决方案。英国研究团队在《Environmental Technology》发表的研究创新性地将骨炭(bone char)与常规生物炭(biochar)进行对比，揭示了骨炭在缺磷土壤中提升作物产量和减少温室气体的双重优势。

研究采用42天盆栽实验，设置对照、1%生物炭和1%骨炭处理，在两种磷水平土壤(中等磷和低磷)中种植玉米。通过监测植物生长参数、土壤理化性质、孔隙水营养动态及N₂
O、CH₄
和CO₂
排放，结合气相色谱和元素分析等技术，系统评估了两种炭材料的综合效应。

3.1 骨炭显著促进缺磷条件下的植物生长
在低磷土壤中，骨炭使玉米地上部生物量提高10倍，根生物量增加6倍，叶绿素含量显著提升。骨炭处理的植物磷含量比对照高24-150%，而生物炭对磷有效性影响有限。

3.2 骨炭大幅提升土壤磷有效性
骨炭使低磷土壤的有效磷含量增加1000倍，孔隙水磷酸盐浓度持续维持在较高水平(0.24 mg L^-1
)，显著优于生物炭处理。

3.3 骨炭的温室气体减排优势
在低磷土壤中，骨炭减少N₂
O排放38%，CO₂
排放36%，总体全球增温潜势(GWP)降低38%，效果优于生物炭(减排17%)。两种炭材料均促进CH₄
氧化，形成碳汇。

4.1 骨炭的缓释磷机制
骨炭含18.5%的羟基磷灰石，在700°C炭化后形成缓释磷源，同时其钙(Ca)含量通过形成Ca-P-有机质复合物稳定土壤有机碳(SOC)，减少CO₂
释放。

4.3 减排的微生物学机制
骨炭通过提高磷有效性减少植物对氮(N)的竞争，降低硝化和反硝化底物；其多孔结构促进甲烷氧化菌生长，使CH₄
通量转为负值。

该研究首次证实骨炭在缺磷土壤中兼具"增产-减排"双重效益，为可持续磷循环和气候变化应对提供了创新方案。未来需开展长期田间试验验证其持久性，并优化骨炭与生物炭的复合应用策略。研究成果直接支持联合国可持续发展目标(SDGs)中的零饥饿、气候行动和陆地生物保护目标。