淺談農田秸稈炭化的利用

白懷瑾

生物質炭是秸稈在采用限氧裂解新技術處理中的主要產品。通過秸稈熱裂解，既能處理秸稈廢棄物，又可促進農業增產。選擇優質安全的新技術，利于形成以生物質炭土壤施用和生物質炭基肥料生產應用為中心的綠色農業。

一、秸稈炭化的必要性

秸稈還田雖已進行30年，但未對土壤改良產生影響，并存在以下弊病：秸稈直接還田造成孔隙度大，跑水跑墑;不利于種子根系下扎;秸稈在分解過程中產生有害氣體，抑制根系生長，消耗土壤中的氮元素，影響農事操作;病原菌、蟲源基數加大。

二、秸稈炭化前景

2020年，秸稈炭化技術被列為農業十大應用技術之一。秸稈炭化的利用，延長了農業產業鏈條，為農民增加就業機會，促進農業綠色發展。秸稈炭化還田使產地環境更加清潔，主要農作物化肥、農藥使用量實現零增長，化肥、農藥利用率達到40%，秸稈綜合利用率達到85%，養殖廢棄物綜合利用率達到75%。中國工程院院士、遼寧省生物炭工程技術研究中心主任陳溫福說：“生物炭技術是朝陽產業，為我國中低產田改造帶來了福音。 因為它不僅關系到青山綠水，還關系到子孫后代的飯碗！”

三、碳在土壤中的意義

現代社會，農作物的生長已離不開化肥，然而，土壤中大量的氮元素、磷元素、鉀元素等能剝奪微生物生存的權利，破壞土壤生態平衡，造成土壤板結。從單一的氮肥、磷肥、鉀肥到復合肥、有機肥、生物肥等，體現了我國對農業生產的重視。此外，碳元素也是農作物生長所需元素中排名最為靠前的。碳含量的高低直接決定著農作物生長的優劣，由于農作物可以通過光合作用進行碳元素的積累，故碳元素的補充往往被人們所忽視。但實際上，碳元素的積累只依靠空氣中的CO2是遠遠不夠的。在標準情況下，植物利用CO2的最佳濃度是0.1%，而空氣中的CO2平均濃度只有0.03%，植物光合作用所能吸收的碳元素更是不足。在這種情況下，農作物就要從土壤中吸取水溶的小分子碳物質來補充不足，長此以往，會造成土壤中碳元素的匱乏，因此，需要及時補充土壤中的碳元素。

一般有機肥雖然也能起到補充碳元素的作用，但效果微乎其微，有機肥是緩釋肥料，其有機質含量雖高，但大部分有機質短期內不能溶于水，且以腐殖質形式存在，需要經土壤中的微生物長時間分解才能逐漸釋放出水溶性的碳元素。因此，給土壤施入生物質炭可有效解決土壤中缺乏碳元素的問題。炭基營養肥料是模擬天然過程、運用現代技術、將農業生產廢棄物資源化，可將碳元素直接施入土壤，代替部分膨潤土生產復合肥料。該肥料不僅具備有機肥料和無機肥料的優點，而且具有緩釋性。既能提高肥料的利用率，保障農作物產量和品質，又能減少化肥施用量，同時對培育健康土壤和生態環境的平衡具有促進作用。這在肥料發展史上具有“里程碑”的意義。

四、生物質炭的功效

生物質炭本身具有土壤改良和土壤固碳的作用，是良好的土壤改良劑和肥料緩釋材料。生物質炭在提高土壤肥力、促進農作物生長和農業固碳減排等方面具有巨大的應用潛力。

生物質炭可以提高土壤有機質含量，增加礦物質養分含量，疏松土壤，改善耕性。

生物質炭可針對鹽堿化土壤進行修復，改善土壤的物理結構。通過對鹽基離子的吸附，降低土壤溶液中鹽基離子濃度，降低土壤導電性，有效改善農作物的生長環境。

生物質炭可針對重金屬污染土壤進行修復，由于其具有較大的表面積和較強的陽離子交換能力，對受污染土壤中的重金屬和有機物都具有很強的吸附能力，可有效降低污染物的生物有效性和在環境中的遷移性。

生物質炭富含植物所需的營養元素，營養均衡，施入土壤后可顯著提升土壤中碳元素及養分含量，提高農作物對養分的吸收利用，提升農作物產量和品質，增加粗蛋白含量和果蔬的適口性。

生物質炭因其含碳量高且結構穩定，故存在于土壤中。與秸稈燃燒相比，秸稈炭化可大幅降低CO2、氮氧化物、硫氧化物的排放量。生物質炭具有的疏松多孔結構，可有效提高農作物氮素利用率，減少溫室氣體的排放;可減少肥料的使用量，降低對土壤、地下水源的污染;可避免秸稈直接燃燒帶來的環境污染，減少PM2.5排放。

（責任編輯? ?于海）

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