顾尚品本报记者 于险峰
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。这些废弃物以往多用作燃料、就地焚烧等简单粗放的方法进行处理，不仅造成了资源的巨大浪费，还给环境带来了沉重的压力。
针对上述问题，中国工程院院士、沈阳农业大学生物炭工程技术研究中心主任陈温福领导的课题组开展了有益的探索，对生物炭制备技术及其在农业、环境、能源等领域应用的可能性进行了全方位的系统综合研究，并取得了多项突破性成果。
农民田头可制炭
“卖炭翁，伐薪烧炭南山中。”唐代大诗人白居易描写的“卖炭翁”形象为大家所熟知，这是当时制炭与应用的真实写照。最常见的制炭方法是将杂草、秸秆、枯枝、落叶等堆积起来，用薄层泥土覆盖，在封口处点火熏烟，或者以“窑”的形式将生物质加温，在缺氧环境条件下燃烧裂解而形成生物炭（俗称“闷炭”）。但由于可供制炭的农林生物质分布在广大农村，数量庞大而分散，收集、储运和加工都存在难以克服的困难。
沈阳农大生物炭工程技术研究中心研制出组合式炭化炉，突破了产业发展瓶颈，将农林废弃生物质收集、储运、异地集中炭化和深加工，变为农林废弃生物质在产地就地炭化、集炭异地深加工或就地深加工，解决了集中炭化与农林生物质分散、收集、储运困难之间的矛盾，使农林废弃生物质大规模炭化、利用成为可能。
据了解，该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，也不排出“三废”。可在广大农村小到农户，大到村镇广泛建立中、小型制炭厂，实现农林废弃生物质的产地炭化。塑型后生产出的“炭化生物质煤”具有较高的堆密度与强度，便于储藏、运输，且清洁环保，燃烧效率高，可替代燃气、煤炭等不可再生能源，广泛用作农村分散供热、供暖的新能源，也可用于城市集中供暖、发电等。
今年已有企业与沈阳农大生物炭工程技术研究中心合作，在辽宁省岫岩县回收菌棒进行炭化。岫岩县朝阳镇荒地村菌农李景喜对此充满了期待：“我家一年生产5万盘滑子蘑，要用几十万个菌棒。锯末做成的菌棒没用了，烧火也不爱着，就扔在沟边山路旁，没法回收利用。我们村70%的村民都种植滑子蘑，去年在我们县召开蘑菇大会，今年咱这儿种植蘑菇的人更多了。现在，菌棒有人回收，既能美化环境，我们又能增加收入，真是太好了。”
岫岩县是食用菌生产大县，一年食用菌基质在4.5亿袋以上，据测算，如将这些食用菌基质全部制成生物炭，可获得6.75万吨生物炭，相当于4.725万吨标煤。
改良土壤促生长
随着农业科技发展的日新月异，我国作物单产水平有了飞速增长。但与此同时，由于对农田的连续利用，特别是同一土壤连续种植某一种作物，会造成产量和品质下降。20世纪80年代，生物炭引起了国内外科学界各领域的高度关注，被视为解决土壤问题的新理念。近年来，将生物炭施用于土壤，并将其作为改善土壤质量的一种关键技术的呼声越来越高。
2009年，沈阳农业大学水稻研究所采用盆栽试验方法，结果表明向土壤中添加生物炭对水稻各生育期株高，根、茎、叶干物质积累有较为显著的促进作用。在此基础上，沈阳农业大学生物炭工程技术研究中心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，炭基缓释肥能够有效提高化肥利用率、改良土壤结构、保水保墒、促进作物根系生长，增产效果显著。
我国生物质资源丰富，每年产生7亿多吨作物秸秆，但其中有33%～40%被废弃或露天焚烧，不仅造成环境污染，增加温室气体排放，还在一定程度上导致土壤肥力下降。生物炭不仅可以改善土壤理化性质，增加作物产量，还可以增加土壤稳定性碳库，减少温室气体的排放。不但促进农业增产增收，更可促进农业的低碳可持续发展。
变废为宝，生物炭前景广阔
陈温福表示，生物炭是应对粮食、环境、能源危机的有效对策，他们要以农林废弃物资源化利用为出发点，建立和完善生物炭产业体系，开拓具有中国特色的清洁发展之路。
我国水稻、小麦、玉米、棉花、豆类等主要农作物常年秸秆资源量约7亿吨。还有大量的食用菌基质、花生壳、稻壳等重要的生物质资源。秸秆从宝贵的资源变成农民沉重的“包袱”，利用方式少而低效，缺少经济效益，迫使农民将其就地焚烧，造成严重的环境问题和资源浪费。
以农林废弃物资源化利用为核心的“生物炭”研究与产业化开发，是一项利国利民的朝阳产业。它取之于田，用之于民，变废为宝，良性循环。对于应对气候变化、固碳减排、改善环境、缓解能源危机、保障粮食安全以及实现可持续发展，都将具有重要的战略意义，发展前景广阔。
生物炭施入农田，可有效改善土壤理化性质，增加作物产量，促进农业可持续发展。应用于能源领域，可成为替代煤、石油、天然气的清洁能源。生物炭进一步加工成活性炭，可用于重金属污染吸附、水质净化等。
此外，新的制炭技术除了能够获得生物炭以外，还可以通过收集、过滤等手段得到混合可燃气和木醋等副产品，广泛应用于生活能源、发电、工业原料等领域。以生物炭为基质材料进行多元化开发，可生产炭基缓释肥、育苗基质、土壤改良剂、生物质煤、水体清新剂等低碳环保产品。
生物炭来源于农业，亦可广泛应用于农业。深入研究、开发、利用生物炭，是合理、高效利用废弃生物质资源，解决“三农”问题的重要技术措施，对农业高效、生态、环保、可持续发展具有重要意义。(摘自2011年06月22日《农民日报》第5版
