“以生物炭為核心的農林廢棄物資源化綜合利用,未來將成為我國最具發展潛力的戰略性新興產業,為國家糧食安全和農業可持續發展作出貢獻。”在日前于河南農業大學召開的2013年中國作物學會學術年會上,中國工程院院士、沈陽農業大學教授陳溫福如是說。
生物炭通常是指農林廢棄物等生物質,在缺氧和一定溫度條件下熱解形成的富碳產物。在環境領域,生物炭主要用來破解秸稈燃燒難題,減少面源污染,實現農業“碳封存”;在農業領域,主要用來改良土壤、培肥地力、修復農田、提高作物產量和品質等。
近年來,我國糧食生產連年增收。然而,糧食大豐收的背后是每年產生7億噸秸稈,其中只有不到1/3的秸稈實現了還田,其余的基本被燒掉或廢棄。如果將這些秸稈等農業廢棄物還田,無疑是遏制土壤退化、改善耕地質量的有效措施。
陳溫福介紹說,在所有的秸稈利用途徑中,首先應是肥料還田、直接還田或炭化還田。這不僅是改良土壤、實現農田可持續發展、保障糧食安全的需要,也是破解秸稈焚燒難題、加強環境與生態建設的需要。
當下,我國農田已不堪重負,耕地一再被占用,質量急劇下降;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:有機質含量降低,黑土層變薄、酸化現象嚴重,地力明顯下降,重金屬超標。
陳溫福說,如果不及時治理,東北地區的大部分黑土層將在50年后流失殆盡,一些南方紅壤土的pH值已低于2.6,重金屬污染農田超過3億畝。
在一系列問題面前,保障我國糧食安全的出路只有一條:在堅守18億畝耕地紅線的同時,努力增加土壤輸入,實現耕地的可持續生產。“我們無法使耕地變多,但完全有能力讓它們變好!”陳溫福表示。
為提高土壤肥力,近年來,國外開始研究將生物炭應用技術引進農業環境領域的可能性。但是,國外的生物炭產業由于各種原因,并不符合我國生態建設和可持續發展的需要。
對此,陳溫福認為,根據我國的實際情況,生物炭與農業研究的總體設計思路應該是:以生物炭為載體,生產緩釋肥和土壤改良劑,實現秸稈炭化還田。
目前,陳溫福的研究團隊創制了組合式可移動炭化爐和簡易制炭工藝,開展了廣泛的生物炭與農業研究。他們還初步設計出“農林廢棄物炭化還田”產業技術模式,采用原料產地就近制炭、集炭異地加工模式,通過相對分散的炭生產網絡降低運輸成本,實現生物炭的大規模制備。
陳溫福算過一筆賬:如果將全國7億噸秸稈中的一半生產生物炭會有1億噸的產量。這相當于在不增加農民投入的情況下,有1億噸以上等價土壤改良劑或更多炭肥用于還田改土。
“如果能將14億噸農林廢棄物中的一半生產生物炭,會有2.1億噸的產量,相當于1.5億噸標準煤,可實現經濟效益1102億元。而且,此舉將有可能徹底解決長期困擾農村的臟亂差問題。”陳溫福表示。
近日,中國農業科學院植物保護研究所農藥應用風險控制創新團隊圍繞新疆地區典型長殘留除草劑氟啶草酮的環境行為和后茬藥害修復開展了系列研究,系統揭示了氟啶草酮及其土壤轉化產物對后茬玉米幼苗的潛在藥害風險,并......
近日,中國熱科院橡膠所新型肥料研究團隊在椰纖維生物炭對土壤-水稻系統中鉛的轉運、積累和解毒機制方面獲得新進展,直觀呈現了椰纖維生物炭對磚紅壤-水稻系統中鉛的鈍化效果,并揭示了內在機制。研究結果為減輕熱......
近日,農業農村部環境保護科研監測所重金屬生態毒理與污染修復創新團隊孫約兵、孫濤等揭示了秸稈生物炭多相結構特征及其潛在環境風險,為秸稈資源的可持續利用和生物炭定制開發提供理論支撐。相關研究成果發表于《生......
近日,農業農村部環境保護科研監測所重金屬生態毒理與污染修復創新團隊揭示了秸稈生物炭多相結構特征及其潛在環境風險,為秸稈資源的可持續利用和生物炭定制開發提供理論支撐。相關研究成果發表于《生物資源技術》(......
9月19日,記者從中國科學院東北地理與農業生態研究所獲悉,該所科研人員制備出一種改性生物炭,大幅降低了廢水中汞污染的治理成本。相關研究論文發表在工程技術領域期刊《燃料》上。汞作為一種全球性污染物,可引......
溫室氣體減排和碳生態封存是應對全球變暖的兩個關鍵過程。生物炭可以在土壤環境中長時間穩定存續進行直接碳封存,還可以通過改善土壤結構和優化微生物群落、減少土壤中溫室氣體排放、促進植物源碳的固存。目前,生物......
生物炭改良是實現氣候智能型和資源有效型現代農業的主要途徑之一。微生物介導的有機質分解過程對土壤碳循環過程至關重要。然而,目前仍缺乏生物炭添加下土壤關鍵胞外酶活性與土壤碳循環間的直接證據,而這些酶活性可......
鑒于生物炭能從空氣中吸收其重量23%的二氧化碳,在一項概念驗證研究中,美國華盛頓州立大學科學家在普通水泥中注入環保生物炭,得到了一種新型負碳環保水泥,且其強度與普通水泥相當。這一研究成果發表于最新一期......
近日,廣東省農業科學院農業資源與環境研究所特聘教授林啟美聯合中國農業大學教授商建英等科研人員,在利用生物炭技術進行邊際土地生態利用研究方面取得新進展。相關研究發表于Biochar。保護耕地紅線是我國基......
生物炭是一種原料豐富、制備簡單、綠色友好的多孔吸附劑材料,在環境污染控制的工程應用中頗具潛力。近年來,為了制備高性能生物炭吸附材料,研究者通過多種手段來提升生物炭的孔隙數量,以期提升其對污染物的吸附容......