秸稈，用之為寶，棄之為害。數(shù)據(jù)顯示，我國年產(chǎn)農(nóng)林廢棄物約14億噸，其中玉米、水稻、小麥等大宗作物的秸稈高達7億噸，其中僅有不到1/3實現(xiàn)了還田，秸稈肥料化利用率不足20%，被焚燒或廢棄的秸稈達20%以上。
生物炭技術(shù)是秸稈綜合利用的重要途徑之一，今年6月，中國生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)成立。聯(lián)盟將致力于探索中國生物炭產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的新機制和新模式，突破生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展瓶頸，形成產(chǎn)業(yè)核心競爭力，促進我國生物炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動秸稈綜合利用水平的提高。而近年來，遼寧省已在推廣生物炭方面做了很多探索，也取得了不錯的效果。
以生物炭為載體生產(chǎn)緩釋肥和土壤改良劑。
其實，農(nóng)民之所以焚燒秸稈，主要還是因為沒有找到更好的秸稈利用出路。隨著生物炭產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，秸稈將逐步實現(xiàn)由廢棄物向資源化利用的華麗轉(zhuǎn)身，焚燒現(xiàn)象有望不禁即止。
生物炭通常是指利用農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)，在缺氧和一定溫度條件下熱解形成的穩(wěn)定的富碳產(chǎn)物。它有較大的孔隙度和比表面積，較強的吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力，因此可廣泛應(yīng)用于土壤改良、肥料緩釋劑、固碳減排等。
近年來，生物炭在解決全球生態(tài)環(huán)境安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的作用已獲得普遍認可，被學(xué)術(shù)界譽為“黑色黃金”，許多國家都成立了專門的機構(gòu)來研究生物炭理論與應(yīng)用前景。2005年，中國工程院院士、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳溫福帶領(lǐng)的團隊在國內(nèi)率先開展了生物炭研究。
陳溫福說：“當前我國農(nóng)田已不堪重負，耕地質(zhì)量一再下降，氣候變化和掠奪式的過度利用，使過去的良田沃土嚴重退化，土壤有機質(zhì)含量降低，黑土層變薄、酸化現(xiàn)象嚴重，地力明顯下降。如果不及時治理，東北地區(qū)的大部分黑土層將在50年后流失殆盡。”
近年來，國外開始研究將生物炭應(yīng)用技術(shù)引進農(nóng)業(yè)環(huán)境領(lǐng)域的可能性，但是由于各種原因，國外的生物炭產(chǎn)業(yè)并不符合我國生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的需要。對此，陳溫福認為，根據(jù)我國的實際情況，生物炭與農(nóng)業(yè)研究的總體設(shè)計思路應(yīng)該是以生物炭為載體，生產(chǎn)緩釋肥和土壤改良劑，實現(xiàn)秸稈炭化還田。
“我們無法使耕地變多，但完全有能力讓其質(zhì)量變好。生物炭是一項功在當代、惠及子孫的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，用生物炭提供能源，可調(diào)整農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)；用生物炭改良土壤，可讓貧瘠的土壤迸發(fā)生機；用生物炭固碳減排，可應(yīng)對日趨劇烈的氣候變化；用生物炭服務(wù)三農(nóng)，可促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我們要用生物炭為子孫后代，留下一片良田沃土、碧水青山。”陳溫福對記者說。
炭基肥不僅增產(chǎn)增收還讓土壤變得更暄了。
“我家的7畝玉米地這兩年自打用了炭基肥，地開始變得暄了。原來增加產(chǎn)量都靠多施化肥，但是地板結(jié)不暄。用上炭基肥后，化肥的用量也減少了。”岫巖縣雅河街道辦事處洪家堡村村民崔元波告訴記者。
企業(yè)直接到田間地頭收儲秸稈，就近制炭后加工為炭基肥再施入田地，農(nóng)民不再為秸稈處理發(fā)愁，政府也無需為防止秸稈焚燒“死看死守”，既減少了環(huán)境污染又能讓農(nóng)民增收，同時還增加了土壤肥力，這種“取之于田、用之于田”的秸稈處理技術(shù)已在岫巖縣率先得到應(yīng)用，徹底解決了當?shù)剞r(nóng)民秸稈和農(nóng)林廢棄物再利用的難題。
經(jīng)過多年研發(fā)與應(yīng)用，遼寧金和福農(nóng)業(yè)科技股份有限公司利用炭化爐將田間地頭的大量秸稈和廢棄物制成生物炭，把其作為土壤改良劑直接施用于農(nóng)田，有效改善了土壤的理化性質(zhì)與微生態(tài)環(huán)境，直接激活了土壤生產(chǎn)性能，進而提高了作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時，利用該技術(shù)制備的木醋酸可做為工業(yè)原料，產(chǎn)生的氣體可做為農(nóng)村熱源使用。
沈陽隆泰生物工程有限公司是一家生物炭基緩釋肥生產(chǎn)企業(yè)，公司董事長施凱告訴記者，“我們在遼寧省生物炭工程技術(shù)研究中心的支持下，目前已研制出炭基玉米、水稻、花生、大豆、馬鈴薯等系列專用肥。炭基肥具有改良土壤、培肥地力、增溫保濕、緩釋增效、提質(zhì)增產(chǎn)等效果，還能減輕病蟲害。”
在法庫縣孟家鎮(zhèn)孤樹子村村民祁超家的玉米地里，記者看到他家的玉米葉片明顯比鄰近地塊的玉米葉片肥厚、顏色深。祁超說：“今年天旱，用了炭基肥的玉米在生長初期抗旱效果好，長得壯，保墑效果好。老百姓都說‘一味使用氮磷鉀，土地早晚要搞砸’，我用炭基肥兩年了，感覺土壤更暄了，一畝地還能增產(chǎn)百八十斤。”
遼寧省土肥站副站長于立宏向記者介紹說，2013~2015年，在省財政的支持下，省土肥站組織實施了遼寧省高效控量施肥新技術(shù)推廣項目，其中花生示范面積1.95萬畝，重點推廣炭基花生專用肥，畝增產(chǎn)12.5公斤，增產(chǎn)率5%；花生價格按5.0元/公斤計算，畝增收62.5元；每畝節(jié)省肥料3.2公斤，節(jié)肥8%，肥料價格按3.0元/公斤計算，畝節(jié)支9.6元；綜合起來計算，示范區(qū)畝均增收節(jié)支72.1元，總增收節(jié)支140.60萬元。炭基肥在提高肥料利用率、增產(chǎn)增收、改良土壤和減輕環(huán)境污染等方面發(fā)揮了巨大作用。
生物炭產(chǎn)業(yè)雖尚處培育階段但前景看好。
據(jù)遼寧金和福農(nóng)業(yè)科技股份有限公司董事長劉金介紹，生物炭產(chǎn)業(yè)化需要解決秸稈回收、秸稈炭化、炭基肥料應(yīng)用等難題，目前，國家已出臺相關(guān)政策，鼓勵發(fā)展秸稈再利用技術(shù)，而成熟的生物炭生產(chǎn)技術(shù)無疑將為秸稈利用提供良好的處理方式。目前，秸稈炭化設(shè)備系統(tǒng)已實現(xiàn)成套化生產(chǎn)，每套設(shè)備每天可處理25噸秸稈，制成8噸生物炭，設(shè)備性能穩(wěn)定高效，產(chǎn)品供不應(yīng)求。
目前，生物炭制備設(shè)備和技術(shù)應(yīng)用已在遼寧、吉林、黑龍江、云南等地得到了大面積推廣，為當?shù)亟斩捨廴局卫砗途C合應(yīng)用開辟了嶄新的途徑，其產(chǎn)業(yè)化進程速度呈現(xiàn)出較快的發(fā)展態(tài)勢，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和應(yīng)用前景十分廣闊。
遼寧省生物炭工程技術(shù)研究中心主任孟軍表示，如今生物炭產(chǎn)業(yè)已逐漸成為涉及農(nóng)業(yè)、化工、環(huán)境、機械等多個領(lǐng)域的多元化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，同時也帶動了新型農(nóng)業(yè)合作組織、農(nóng)技服務(wù)組織的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景看好。但與此同時，全行業(yè)也面臨諸多困難，尤其是行業(yè)內(nèi)的先鋒企業(yè)大多規(guī)模偏小、資金匱乏、管理水平低下，雖具有明確的創(chuàng)新意愿，但創(chuàng)新能力顯著不足。
“但是，在政策層面，我們高興地看到，在加強生態(tài)環(huán)境建設(shè)與耕地質(zhì)量提升的大背景下，在全行業(yè)的共同努力下，生物炭行業(yè)迎來了政策拐點，利好頻傳。首先是《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2015-2030年）》首次將‘生物炭改良土壤’明確寫入扶持政策范疇，與秸稈還田、深耕深松、積造施用有機肥和種植綠肥同列。”孟軍認為，秸稈炭化還田是具備市場化條件、具有固碳特征、以土壤改良為主的循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)，建設(shè)生物炭產(chǎn)業(yè)是踐行秸稈炭化還田理念的體現(xiàn)，也是推動秸稈炭化還田的必由之路。
我國的生物炭產(chǎn)業(yè)雖然還處于培育階段，但從產(chǎn)業(yè)體量上看已經(jīng)走在了國際前列。目前，由遼寧省生物炭工程技術(shù)研究中心起草的生物炭基肥料農(nóng)業(yè)行業(yè)標準已經(jīng)發(fā)布，后續(xù)的秸稈生物炭產(chǎn)品質(zhì)量標準、生物炭基肥料田間試驗標準、秸稈生物炭生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程等相關(guān)標準正在著手起草，標準體系有望在3年內(nèi)完成初步建設(shè)。
對于生物炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，孟軍建議應(yīng)盡快組建國家級產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺，“基于國情的差異，我國擁有巨大的生物炭市場，絕非其他發(fā)達國家可比。而且，我們在該領(lǐng)域也有了較為充分的積累，由國人發(fā)表的SCI論文幾乎占比50%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展更是規(guī)模最大。因此，我們完全有理由、有能力掌握生物炭行業(yè)的話語權(quán)。建設(shè)國家生物炭工程技術(shù)中心、建設(shè)秸稈生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟將有助于匯聚國內(nèi)各方面力量，迅速形成顯著的競爭優(yōu)勢。”
