近日，《生物炭基有機肥料》標準草案出爐。“這意味著炭基肥將被從有機肥中剝離，‘自立門戶’。與此同時，標準的出臺將為當下超速發(fā)展的炭基肥束上一道‘規(guī)范’緊箍，真正助推炭基肥成為利國利民的有序產(chǎn)業(yè)。”在河南洛陽召開的中國生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟第一屆第二次理事會會議上，聯(lián)盟盟主、沈陽農(nóng)業(yè)大學陳溫福院士這樣說道。

　　近年來，我國通過化肥零增長、有機肥替代、秸稈還田、輪作休耕等行動來提升耕地質(zhì)量，取得了一定成效。“將秸稈炭化還田來改變土壤碳氮比及理化特性，這是一個新方向。生物炭及其衍生的生物炭基肥料和土壤改良劑是一項功在當代、惠及子孫的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。”陳溫福說。

　　數(shù)據(jù)顯示，我國每年產(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，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。“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。”陳溫福表示。針對耕地土壤酸化、肥料利用率低、重金屬污染風險等，生物炭肥將能發(fā)揮重要作用。

　　那么，“自立門戶”對炭基肥有什么好處呢？

　　有了標準應(yīng)用更規(guī)范

　　據(jù)介紹，由于標準缺失，炭基肥作為新型肥料，業(yè)內(nèi)對炭基肥的社會效益和長期經(jīng)濟效益認識不足。

　　生物質(zhì)炭基肥能夠顯著減少化肥和農(nóng)藥用量，提升作物品質(zhì)，但作為新型肥料，生物質(zhì)炭基肥尚未被列入果菜茶有機肥逐步替代化肥的推薦用肥目錄。其作為目前改良鹽堿地、降低重金屬污染、提升土壤可耕性和肥力的最有效方式，也尚未納入政府相關(guān)項目的采購目錄。

　　中國生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長孟軍闡述了制定炭基肥標準的重要性：一是生物炭基有機肥在全國重點作物示范數(shù)據(jù)顯示，其作用機理和效果等均與普通有機肥不一樣；二是相比有機肥生產(chǎn)工藝，生物炭基有機肥生產(chǎn)環(huán)節(jié)更為復(fù)雜，成本略有增加。“當前生物炭基有機肥在政府采購和商業(yè)推廣時，由于沒有獨立標準，只能按有機肥品類出售，剝奪了其市場核心競爭力。”孟軍說。

　　相關(guān)專家也認為，在我國全力助推生態(tài)農(nóng)業(yè)的大趨勢下，炭基肥大有可為。本次標準的擬定，核心就是要讓炭基肥產(chǎn)業(yè)承擔起保護和改良農(nóng)田的責任，爭取到應(yīng)有的市場份額。

　　以生物炭為基質(zhì)研發(fā)的炭基肥已進入農(nóng)業(yè)農(nóng)村部視野。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司耕地與肥料管理處副處長徐晶瑩拋出橄欖枝，炭基肥可申請應(yīng)用于化肥減肥增效和有機肥替代化肥兩項試點工作中。為我國重拳出擊環(huán)保治理、加強秸稈等資源化利用再增加一種可能。

　　為促進秸稈綜合利用，陳溫福建議：一是盡快將生物炭及生物炭基肥料納入新型肥料目錄，讓更多農(nóng)民了解生物炭、施用生物炭基肥料；二是組建國家生物炭工程技術(shù)中心，匯聚國內(nèi)各方面力量，加強基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新；三是建設(shè)秸稈生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，推進生物炭及生物炭基肥料產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展。

　　炭基肥的效果有目共睹

　　炭基肥不僅符合我國可持續(xù)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，歷經(jīng)12年應(yīng)用推廣，炭基肥不凡的農(nóng)業(yè)效果，更是為其注入了巨大的商業(yè)機遇。

　　示范數(shù)據(jù)顯示：玉米炭基緩釋肥對比試驗，苗期高一頭、深一色、粗一圈，抗倒性增強，增產(chǎn)8.6%；大豆專用炭基肥試驗，莖粗增加9.2%，百粒重增加4.7%，增產(chǎn)7.2%；馬鈴薯專用炭基肥試驗，較對照增產(chǎn)16.9%，中薯和大薯比例分別比對照高32.2%和56.9%；煙葉連作地區(qū)施用高含量炭基肥，顯著降低了成熟期煙草黑脛病和氣候性斑點病發(fā)病指數(shù)，增加煙葉芳香質(zhì)量，大幅提升油分和彈性；蘋果炭基有機肥對比試驗，蘋果售價從每公斤3～4元提高到5～10元，經(jīng)濟效益翻番……炭基肥推廣之處，市場都給出了熱烈的反饋。

　　“是優(yōu)質(zhì)土壤成就了名優(yōu)特農(nóng)產(chǎn)品。”河南農(nóng)業(yè)大學劉國順教授一語道破關(guān)鍵所在。當下，我國土壤中碳庫虧缺和微生物失衡正在加速土壤肥力惡化。“微生物種群弱化是造成土壤大量、中量、微量和稀土營養(yǎng)元素缺失的元兇，是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量降低的根結(jié)。”劉國順呼吁通過施用炭基肥對癥下藥，恢復(fù)土壤碳氮比平衡。劉國順表示，高炭基土壤修復(fù)肥中的多孔隙結(jié)構(gòu)能為微生物繁殖生長提供“溫暖的小房間”，增加土壤微生物種群多樣性，提高土壤酶活性，提高土壤有機碳指數(shù)，幫助營養(yǎng)元素從根系順暢輸送到植物體內(nèi)，自然就實現(xiàn)了作物的增質(zhì)、抗病、高收益的不凡效果。劉國順提出了“固碳培肥，碳氮調(diào)節(jié)”的土壤保育技術(shù)理論，為我國土壤保育提供了理論依據(jù)。

　　企業(yè)推廣不遺余力

　　廣闊的市場空間與國家提倡的耕地質(zhì)量保護行動形成合力，正推動著炭基肥產(chǎn)業(yè)快速前行。近年來，河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司、遼寧金和福農(nóng)業(yè)科技股份有限公司等一批炭基肥企業(yè)跨步成長，目前，國內(nèi)生物炭基肥累計推廣應(yīng)用已達575多萬畝，新增經(jīng)濟效益4.5億元。

　　作為炭基肥領(lǐng)域的元老代表企業(yè)，惠農(nóng)集團系列專用高炭基土壤修復(fù)肥已在湖南、貴州等8省打開市場。董事長袁占軍透露，今年集團將重點從終端有機農(nóng)產(chǎn)品認證切入，布局高端市場，通過保障農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，再擴充銷路。

　　貴州省煙草公司畢節(jié)市公司副經(jīng)理翟欣介紹，2018年，貴州省煙草公司已將施用生物炭基肥列入全省烤煙生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。截至目前，貴州全省生產(chǎn)炭基有機肥8922.12噸，在煙草上推廣面積達14.93萬畝，2019年計劃推廣應(yīng)用面積突破33萬畝。

　　施可豐化工集團總經(jīng)理孫運生爆出猛料，該公司100萬噸炭基肥項目已于今年6月正式啟動。“近期一場訂貨會，我們收到了5000噸炭基肥銷售訂單。明年我們的銷售目標是5萬噸。未來，會實現(xiàn)銷量逐年幾何倍增。”談及市場布局，孫運生透露，南方是公司炭基肥進軍的首個戰(zhàn)場。

　　陳溫福給記者算了這樣一筆賬：若將我國每年30%的秸稈進行生物炭產(chǎn)業(yè)化利用，就能形成規(guī)模超過2500億元的生物炭基肥或土壤改良劑產(chǎn)業(yè)，每年帶動農(nóng)民直接增收588億元。炭基肥的發(fā)展春天已經(jīng)到來。

　　創(chuàng)新模式為推廣提速

　　遼寧金和福董事長劉金提出了“分散制炭、集中制肥”的炭基肥創(chuàng)新運作模式。劉金表示，他們將在每縣招募一家具備炭基肥生產(chǎn)能力的合作伙伴，設(shè)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的加工點負責從當?shù)胤N植戶回收秸稈，同時借助設(shè)備加工成生物炭，為縣工廠提供炭基肥原料。劉金透露，截至目前，合作建立的縣域炭基肥生產(chǎn)工廠已經(jīng)突破40家。“這種模式解決了秸稈回收成本高和新型肥料推廣難兩個痛點。農(nóng)戶可以用秸稈換取等值的炭基肥，一箭雙雕。”

　　無獨有偶，貴州省煙草公司畢節(jié)市公司也采用互動模式。翟欣介紹，公司采用“合作社回收、煙草補貼、企業(yè)加工”，探索置換、半商品化、商品化3種歸集方式。置換模式：煙農(nóng)收集交納煙草秸稈，置換合作社專業(yè)化服務(wù)或置換一定數(shù)量的炭基肥。半商品化模式：針對50畝以上的種煙大戶，合作社向煙農(nóng)補貼一定的勞動力成本，幫助其清除煙草秸稈，煙草秸稈歸合作社所有。商品化模式：合作社按程序公布收購標準和價格，向社會直接購買煙草秸稈。煙草秸稈歸集后，由合作社就地粉碎打包壓縮，集中儲存，交售給炭基肥廠。

　　推廣技術(shù)障礙要掃清

　　陳溫福呼吁：“用更劃算的方法制作炭基肥，是產(chǎn)業(yè)同仁應(yīng)持續(xù)攻關(guān)的領(lǐng)域。”

　　農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院、仟億達集團股份有限公司、合肥德博生物能源科技有限公司等詳細介紹了生物質(zhì)熱解炭化聯(lián)產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新、生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、生物質(zhì)高值炭化技術(shù)等，這些技術(shù)是炭基肥生產(chǎn)降低成本的重要突破口。成本降低，則意味著炭基肥將在市場中爆發(fā)出更為強勁的競爭力。

　　據(jù)介紹，中國生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立于2017年6月13日。孟軍表示，中國生物炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟致力于為聯(lián)盟成員搭建與政府、專家、同行間交流合作的大平臺、解決產(chǎn)業(yè)各階段發(fā)展的壁壘。《生物炭基有機肥料》標準的完善和實施，正是聯(lián)盟工作的重中之重，也是掃除炭基肥推廣應(yīng)用技術(shù)障礙的重要途徑。

　　目前，以生物炭為基質(zhì)的炭基肥主要有炭基有機肥、炭基無機肥、炭基有機無機復(fù)合肥（復(fù)混肥）3類。生物炭產(chǎn)品具有的保水保肥、改良土壤和促進植物生長的作用是由生物炭的性質(zhì)決定的。

　　生物炭以作物秸稈等農(nóng)林植物廢棄生物質(zhì)為原料，在無氧或低氧條件下，在400℃～700℃裂解得到穩(wěn)定的固體富碳產(chǎn)物。生物炭主要由芳香烴和單質(zhì)碳或具有類石墨結(jié)構(gòu)的碳組成，一般含有60%以上的碳元素，以及氫、氧、氮、硫和豐富的礦質(zhì)元素等。

　　炭基肥的功效可歸功于以下3個因素：

　　一是穩(wěn)定的支架碳。支架碳是生物炭的主體，由單質(zhì)碳或類似石墨結(jié)構(gòu)的芳香碳組成。這一部分碳可溶性極低、溶沸點極高，具有高度羧酸酯化、芳香化結(jié)構(gòu)和脂肪族鏈狀結(jié)構(gòu)，使生物炭具備了極強吸附能力和抗氧化能力。

　　一部分碳結(jié)構(gòu)保留有原生物質(zhì)的細微孔隙結(jié)構(gòu)，比表面積大，能吸附重金屬、農(nóng)殘等污染物，植物對污染物的吸收減少。能吸附植物一時不能利用的氮素養(yǎng)分，后期緩慢釋放，提高氮肥利用率。這部分支架碳還能吸收水分子進入小孔中，當干旱發(fā)生時，小孔可以保護水分子不被迅速蒸發(fā)，具有保水效果。尤其值得一提的是，支架碳是有益菌生長繁殖的“小房間”，讓有益菌免受外在環(huán)境的脅迫，促進有益菌在植物根系的定植，提高微生物菌肥的效果。

　　二是小分子的有機碳。生物炭在制備過程中會產(chǎn)生一些小分子的有機碳，這部分碳是生物炭中的活性成分。他們被吸附在支架碳上，能夠被植物和微生物利用，促進植物生長和微生物的繁殖。一般生物炭肥使用后馬上表現(xiàn)出的效果往往是由這部分小分子碳提供的。

　　三是豐富的礦質(zhì)元素。由于生物炭是植物煅燒而成，植物中含有的鈣、鎂、鉀、硅等大中量營養(yǎng)元素和鐵、錳、銅、鋅等微量元素均保留在生物炭中，施入土壤后可以補充土壤中的礦物質(zhì)養(yǎng)分。另外，由于這部分營養(yǎng)元素一般以堿性形式存在，也具有改良土壤酸性的作用。