Hydrothermal carbonization converts organic wastes into potentially soil-improving solids. The nutrient-rich process waters generated are prospective fertilizers. Two hydrochars were produced from maize (Zea mays L.) biogas digestate after 1 or 6 h of carbonization. Nutrient concentrations of the digestate, hydrochars, and process waters were determined. A 28-d incubation, in which digestate, hydrochars, or process waters were added to a sandy loam soil, assessed their effects on microbial biomass, community composition, respiration, and nitrification. The hydrochars became enriched in Fe and Zn but featured lower macronutrient concentrations than the feedstock. The application of process waters as fertilizers could be hindered by their electrical conductivity and nitrite levels. All amendments stimulated nitrification and C mineralization. The C losses of the latter add to losses during hydrochar production. Growth of microbial biomass was induced particularly by digestate, due to its high bioavailable fractions of C and nutrients. Fungal biomass thrived in hydrochar-amended soils, possibly due to a combination of their aromaticity and elevated micronutrient concentrations. A separate 56-d incubation tested the amendments’ impact on metal bioavailability in an artificially contaminated substrate. In reducing concentrations of Cd, Zn and Cu, hydrochars were less effective than digestate, whose application likely led to increased complexation and sorption. However, application to the contaminated substrate of hydrochar permitted superior microbial biomass growth; its higher surface area and porosity may have provided an improved microbial habitat. Hydrochar application to soils may benefit the microbial biomass, but hydrothermal carbonization is not advantageous where the goal is C sequestration or increasing feedstock nutrient availability.

中文翻译：

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Hydrochar、消化物和工艺用水对土壤微生物群落、过程和金属生物有效性的影响

水热碳化将有机废物转化为潜在的土壤改良固体。产生的富含营养的工艺用水是预期的肥料。从玉米（Zea maysL.) 碳化 1 或 6 小时后的沼气消化物。测定了消化物、水焦和工艺用水的营养浓度。在 28 天的孵化过程中，将消化液、水炭或工艺用水添加到砂壤土中，评估它们对微生物生物量、群落组成、呼吸和硝化作用的影响。Hydrochars 变得富含 Fe 和 Zn，但具有比原料低的常量营养素浓度。工艺用水作为肥料的应用可能会因其导电性和亚硝酸盐含量而受到阻碍。所有的修正都刺激了硝化作用和 C 矿化。后者的 C 损失增加了氢化炭生产过程中的损失。微生物生物质的生长尤其受到消化物的诱导，因为它具有高生物利用度的 C 和营养成分。真菌生物质在水炭改良的土壤中茁壮成长，可能是由于它们的芳香性和微量营养素浓度升高的结合。单独的 56 天孵化测试了这些修正物对人工污染基质中金属生物利用度的影响。在降低 Cd、Zn 和 Cu 浓度方面，氢化碳不如消化物有效，后者的应用可能会导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。可能是由于它们的芳香性和微量营养素浓度升高的结合。单独的 56 天孵化测试了这些修正物对人工污染基质中金属生物利用度的影响。在降低 Cd、Zn 和 Cu 浓度方面，氢化碳不如消化物有效，后者的应用可能会导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。可能是由于它们的芳香性和微量营养素浓度升高的结合。单独的 56 天孵化测试了这些修正物对人工污染基质中金属生物利用度的影响。在降低 Cd、Zn 和 Cu 浓度方面，氢化碳不如消化物有效，后者的应用可能会导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。单独的 56 天孵化测试了这些修正物对人工污染基质中金属生物利用度的影响。在降低 Cd、Zn 和 Cu 浓度方面，氢化碳不如消化物有效，后者的应用可能会导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。单独的 56 天孵化测试了这些修正物对人工污染基质中金属生物利用度的影响。在降低 Cd、Zn 和 Cu 浓度方面，氢化碳不如消化物有效，后者的应用可能会导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。Hydrochars 不如消化液有效，消化液的应用可能导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。Hydrochars 不如消化液有效，消化液的应用可能导致络合和吸附增加。然而，应用到受污染的底物油碳允许优良的微生物生物质生长；其较高的表面积和孔隙率可能提供了更好的微生物栖息地。Hydrochar 应用于土壤可能有益于微生物生物量，但在目标是 C 封存或增加原料养分可用性的情况下，水热碳化并不有利。