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如何率先利用生物炭技术实现农业碳封存?

发布时间:

2022-11-28

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  生物炭是一个古老的新名词。生物炭通常是指在缺氧和一定温度条件下,农业和林业废弃物等生物质热解形成的富含碳的产物。21世纪初,我国对生物炭的研究还处于相对空白的阶段。CAE院士、沈阳农业大学教授陈文福率先揭开了生物炭在农业应用研究的序幕。

  “农林废弃物生物质碳化综合利用技术是应对全球气候变化的可行途径之一。”陈文富介绍,该技术具有原料来源广、生态安全、无污染的显著特点,可广泛推广应用。生物炭的大规模应用有望解决农田保护、土壤修复、污染控制等领域面临的复杂问题,同时实现农业碳汇,有助于构建低碳、循环、可持续、高效的农业和农村经济发展模式,实现高质量发展,对保障国家粮食安全、环境安全、能源安全和可持续发展具有重要意义。

  陈文富领导的生物炭研究团队立足于生物炭应用技术的创新,面向产业和社会需求,对接国家科技发展战略,积累了丰富的科技研究成果,创造了显著的经济效益,经过十多年的不懈努力,取得了良好的生态效益和社会效益。

  生物炭技术体系框架。数据地图

  基于需求的生物炭研究

  2005年,因为当时遇到的两个问题,陈文福开始研究生物炭。其中一个原因是水稻温室缺乏用于旱育秧的苗床土壤。二是当时有大量秸秆无法处理,焚烧情况比较严重。因此,陈文富想到了用这些秸秆制作生物炭,并将其返回土壤中,以缓解苗床土壤不足的问题。

  陈文富说,在所有使用秸秆的方法中,第一种是回肥、直接回肥或碳化。这不仅是改善土壤、实现农田可持续发展和确保粮食安全的需要,也是解决秸秆焚烧问题和加强环境生态建设的需要。

  2006年,陈文富与沈阳农业大学土地与环境学院韩晓日教授共同组建了生物炭研发团队,开展了多项有关生物炭改善土壤、肥力和对作物生产影响的相关研究,并提出了“碳基肥料”、,“生物炭土壤改良剂”和“碳化生物质煤”。他们想在氮、磷、钾或其他肥料中加入一定量的生物炭,再混合制成“碳基肥料”或土壤改良剂。这种肥料不同于其他化学肥料。其中相当一部分是生物炭。

  该团队的目的是使用逐步添加“碳基肥料”或改良剂的方法,将秸秆和其他废弃生物质变相返回田间,从而在不增加或增加成本的情况下,实现使用生物炭改善土壤和作物产量和质量的目标。

  当生物炭团队从更广泛的角度看待生物炭时,它进一步提出了一个新的概念,即“秸秆碳化用于退耕改良土壤”,技术路线:“以生物炭为核心,以简单的碳生产技术为基础,以生物炭基肥料和土壤改良剂为主要发展方向,通过生物炭基农业投入的工业化和大规模应用,实现秸秆利用、农田质量改善、农田固碳和减排的多重目标”建立。

  与国内外其他生物炭研究不同,生物炭团队从实践出发,从应用到理论研究。该团队于2005年开始研究,2006年提出了“秸秆碳化还田”的新概念以及“碳基肥料”和“生物炭土壤改良剂”的概念,并于2007年申请了多项专利。截至目前,该团队已获得12项国家发明专利和18项实用新型专利,玉米碳基专用肥、大豆碳基专用肥料、马铃薯碳基专用化肥、简易制碳设备和技术,已实现产业化。

  陈文福坚定地