(本报记者 郝晓明)人物档案 陈温福，沈阳农业大学教授，博士生导师，中国工程院院士。现任沈阳农业大学水稻研究所所长，辽宁省生物炭工程技术研究中心主任，长期从事北方常规超级粳稻育种与生产技术研究。近十年来，带领东北稻区超级稻育种攻关协作组育成超级稻新品种16个，累计种植面积超过1.47亿亩,拉动东北水稻平均单产提高14.9%。研究成果达到国际领先水平，多次获国家和省部级科技奖励。2011年荣获辽宁省科技功勋奖。

    2011年11月14日，河南农业大学学术报告厅，300余名师生在静静地聆听一场以 “生物炭与粮食安全和农业可持续发展”为主题的学术报告，主讲人是我国著名“超级稻育种”专家陈温福院士。

    科学的讲解，生动的图片, 翔实的数据，陈温福院士深入浅出地讲述了“以生物炭为核心，以简易制炭技术为基础，以炭基缓释肥和土壤改良剂为载体实现秸秆炭化还田，兼顾炭化生物质煤”的农林废弃物综合利用理论与技术体系。听学术报告的老师和学生们在为这项科技成果倍感新奇的同时，心里也浮起了疑问：陈院士不是水稻育种专家吗，怎么搞起了生物炭？

    面对这样的疑问，陈温福院士解释：“我原来学的专业就是作物栽培与耕作，毕业后搞了30多年的水稻育种，现在又回归到专业本行啦！”

   农林废弃物里淘出“黑色黄金”

    当年，陈温福考入沈阳农业大学时学的专业是作物栽培与耕作学。在毕业后从事超级稻育种研究的30多年里，出于兴趣和对所学专业的热爱，他经常会特别留意相关方面的信息。

    他发现，进入新世纪以来，一方面由于我国工业化、城镇化进程加快，大量的耕地被占用，耕地面积在大幅度减少；另一方面由于我国人口多，粮食安全压力大，耕地得不到休闲，掠夺式的生产方式使耕地质量明显下降，中低产田大量产生。南方红壤土的进一步酸化，东北黑土层的变薄，西北和华北地区农田的沙化，全国性的农田重金属污染加重等，都在潜移默化地侵蚀着我们赖以生存的土地，影响着我国农业的可持续发展。

    同时，我们又经常会看到这样的一幕景象：每到收获季节，大量的农林废弃资源被就地燃烧，田间地头到处狼烟四起。道路旁、沟渠中随处可见被随意丢弃的废旧食用菌袋，不仅浪费了资源，而且破坏了生态环境,影响了农民饮用水安全。

    陈温福看在眼里，苦苦地思索破解这一难题的方法。“作为一名农业科技工作者，用科技的力量推动农村经济的发展是我们义不容辞的责任。”在继续研究水稻育种的同时，陈温福院士开始探索农林废弃物资源化利用问题，利用所学专业知识研究通过最简单、最经济的方式解决农村实际问题，给农民带去实惠的实用技术。

    辽宁省鞍山市的岫岩县，不但是个产玉的地方，也是全国最大的食用菌生产县。全县24个乡镇都建有食用菌生产基地，年接种量达6亿多盘，年产食用菌60多万吨。这些数字的背后，意味着每年有近30万吨的废弃食用菌基质（菌袋）产生。

    2005年一个偶然的机会，陈温福在为岫岩县一家企业解决技术难题时，想到将同样的技术加以改进、创新，就可用于炭化这些废弃的食用菌袋，直接生产“生物炭”，解决困扰当地多年的废弃菌袋和烧秸秆造成的环境污染问题，同时通过炭化还田改造中低产田，解决耕地退化问题。于是，以“生物炭”为核心的农林废弃物资源化综合利用研究项目应运而生。

    “生物炭”是生物质在缺氧条件下热解而形成的稳定的富碳产物，广义上属于一种“黑碳”。它具有孔隙度好、比表面积大、吸附能力强等特点。生物炭施入农田后，可有效地改善土壤理化性质，促进耕地可持续生产；应用于生态与环境领域，可固碳减排，是一种有效的农业“碳汇”技术；与农、林业相结合，可解决农林废弃物污染与温室气体排放问题。因此，被学界誉为“黑色黄金”。

    作为农林业生产大国，我国每年都产生数量庞大的农林废弃物，仅玉米、水稻、小麦等作物秸秆和林业“三废”数量就超过7亿吨。这些废弃物以往多用作燃料、饲料或还田等简单粗放的传统方法进行处理，其中大部分被就地焚烧，结果造成资源浪费和严重的环境污染。如果都转化为生物炭，这个巨大的“包袱”就将转化为巨大的财富。

   变废为宝：取之于田，用之于民

    最初开展这项研究时，国际上仅有美国的生物炭倡导组织和英国的生物炭研究中心两家专门的生物炭研究机构，他们都是从理论上论证此项技术的可行性。

    陈院士和他的学生们并未先从理论上着手，而是从实践即技术层面入手研究简易制炭设备、技术与工艺，进而上升到理论研究，对生物炭及其在农业、环境、能源等领域应用的可能性进行全方位系统、深入、综合地研究，现已取得多项突破性进展。

    ——发明了“简易颗粒炭化炉”及简易制炭新工艺，彻底解决了生物炭制备的“瓶颈”问题。变农林废弃物收集、储运、异地集中炭化、深加工，为在产地就地炭化，集炭异地深加工或就地深加工，彻底解决了集中炭化与农林废弃物分布广，收集、储运困难之间的矛盾，使农林废弃物大规模炭化利用成为可能。

    据介绍，这种简易的制炭技术不需要昂贵的生产设备和高额的制造成本，生产过程中几乎不需要外加能源，也不产出“三废”，在广大农村，小到农户，大到村镇，都可广泛建立中小型制炭厂，实现农林废弃物的产地就近“炭化”。

    ——研制出多种炭基缓释肥和土壤改良剂。其中的“炭基缓释大豆专用肥”、“炭基缓释玉米专用肥”和“炭基缓释花生专用肥”已获得国家发明专利，并已取得生产许可证批量生产。多年多点试验结果表明，炭基缓释肥可有效地提高化肥利用率、改良土壤结构、保水保墒、促进作物根系生长，增产效果显著。

    ——开发出“炭化生物质煤”。在小规模家庭应用到大规模集中供热等不同尺度上，分别研发出不同用途的多种专用“炭化生物质型煤”。初步试验分析结果表明，炭化生物质煤在燃烧性能上堪比化石煤，但比化石煤更清洁环保，而且可以再生，被农民形象地称为“人造煤”。燃烧后的残渣还可作为土壤改良剂的主要成份应用于作物生产。

    ——对生物炭的微观结构、孔隙特征、吸附能力等进行了全方位研究，并在生物炭的“负碳”改土机制、“碳汇”能力、对土壤微生物群落以及作物生长发育及产量的影响等多个方面进行了有益的探索，为构建完整的“生物炭理论与技术体系”奠定了基础。

    在2011年4月30日举行的农林废弃物综合利用技术研究与产业化开发项目鉴评会上，来自中国农业大学、中国林业大学、中科院沈阳生态所等单位的7位院士一致认为，“生物炭”研究与产业化开发，是一项利国利民的朝阳产业，对于应对气候变化、固碳减排、改善环境、缓解能源危机、提高耕地质量、保障粮食安全以及实现可持续发展等，都具有重要的战略意义，发展前景广阔。

    陈院士课题组以岫岩为基地开展的“生物炭”及其产业化开发研究，从开始实施实行的就是产学研相结合模式，即由企业出资，院士团队负责技术创新与设备、工艺研发，再由企业进行示范、推广和产业化开发。在产业化层面，则采取“公司+农户”的开发模式，即公司与农户签订合作协议，先为农民免费提供炭化炉和制炭技术，农民生产的炭卖给公司，制成缓释肥或生物质煤，农民再用炭到企业换取“炭基肥”或生物质煤。企业的生产源头有了保障，农民的废弃物有了去处，耕地越种越薄的问题得到了解决，农村的环境污染减轻了。

    生物炭产业的岫岩示范模式实施仅二年，就有一批特色产业大县纷纷闻迅前来考察学习，云南、四川、湖北、天津……，“生物炭”技术在全国迅速推广指日可待。

    2010年，由陈温福院士领军组建了国内第一家“生物炭工程技术研究中心”，正式搭建起一个以生物炭为核心解决农林废弃物资源化综合利用重大问题的科学研究与技术创新平台，该中心已与辽宁金和福有限责任公司开展广泛的校企合作，通过产学研相结合，加速技术创新与成果转化步伐。

    耕地是确保粮食安全的基础。我国有13.4亿人口，耕地面积只有18.26亿亩，而且由于滥施化肥，只种不养，土壤退化严重，耕地质量每况愈下，中低产田大量产生，可持续生产能力已经收到严重影响。在当前粮食安全压力大，耕地得不到休闲，秸秆还田和增施有机肥等养地措施难以实行的情况下，秸秆炭化还田不失为一条可行的农田改土培肥的新途径！

    “我们无法使我们的耕地面积增加，但我们完全有办法使它们变好。我们搞这个项目不是为了名，也不是为了利，只是想为子孙后代留一片蓝天，留一片沃土。”陈温福表示。(摘自《科技日报》3月5日15版)