标签： 人工腐殖质和二氧化碳封存

人工腐殖质（A-HA）因其能够固碳于土壤并提高农业肥力，成为应对气候变化的一种极具前景的工具。相关资料显示，A-HA可通过一种称为水热腐植化的过程，利用废弃生物质合成。该过程模拟了自然腐植化过程，但速度更快。文章重点介绍了A-HA的诸多益处，包括提高土壤肥力、减少化肥用量和增强土壤保水能力。通过提高土壤中腐植质的浓度，A-HA有助于降低大气中的二氧化碳浓度，同时改善土壤健康和提高农业生产力。

源自废弃生物质的人工腐殖质（A-HS）在改善土壤肥力和缓解气候变化方面展现出巨大潜力。研究发现，添加A-HS后，土壤会经历五个不同的阶段：初始阶段是微生物生长的化能自养“促进”；溶解性有机碳含量下降；在光照下建立“土壤光合作用”；微生物群落内部的自组织和社会性菌落形成；最终进入以高效养分循环为特征的可持续阶段。值得注意的是，A-HS能够促进土壤光催化作用，即微生物（尤其是光合细菌，如明胶红杆菌）利用光能将大气中的二氧化碳固定为有机碳的过程。这一过程显著提高了A-HS处理土壤中总有机碳（TOC）的含量，表明其固碳潜力远超初始添加的A-HS量。这凸显了将人为土壤系统视为动态的、有生命力的材料的重要性，这种材料具有自我再生和长期碳储存的能力，而不是将其视为静态的碳汇。

该文献强调了微生物在调控土壤碳含量方面的关键作用，并着重指出人工碳材料（ACMs）在增强碳固存方面的潜力。特别是，由生物质合成的人工腐殖质（A-HS）能够刺激固碳细菌（如明胶红杆菌）的生长和活性，从而提高土壤有机碳（SOC）含量。虽然生物炭对土壤微生物的影响已得到充分证实，但人工腐殖质的研究仍在发展中，这为进一步了解其长期影响并优化其在土壤碳管理和农业生产力方面的应用提供了契机。

这些资料全面概述了天然和人工腐殖质（HSs），探讨了它们的化学性质、在农业和环境修复中的应用，以及人工腐殖质（A-HSs）在应对全球挑战方面的潜力。腐殖质是存在于土壤和其他自然环境中的复杂有机分子，由于其能够结合金属离子、改善土壤结构、提高养分有效性并促进植物生长，因此具有诸多益处。这些资料还讨论了通过水热腐殖化（HTH）等方法合成人工腐殖质，并重点介绍了如何从废弃生物质中获取这些材料，从而为土壤改良、污染控制和碳封存提供可持续的解决方案。

腐殖质（HS）是土壤肥力的指标，但越来越多的土壤正在流失腐殖质。这主要是由于人为过度耕作造成的。本研究利用农业废弃物合成了人工腐殖酸（A-HA）和人工富里酸，其结构与从土壤中提取的天然腐殖质高度相似。将这些样品添加到黑土中，并分析了土壤活性和养分有效性。结果表明，溶解性有机物和总有机碳（TOC）含量显著增加。添加A-HA 28天后，TOC增加了21.4 g/kg，远高于添加的A-HA碳含量（0.3 g/kg）。此外，养分有效性的提高也促进了植物生长。
利用高通量测序技术，我们发现A-HA能够显著促进光合细菌Rubrivivax gelatinosus的生长，进而诱导碳固存。因此，人工施用腐殖酸有望增强黑土的生物固碳能力。