我國農(nóng)業(yè)面臨土壤肥力低、化肥農(nóng)藥施用量大、土地退化普遍,以及農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用難等問題,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳中和充滿挑戰(zhàn)。我們提出了基于作物秸稈熱裂解的生物質(zhì)炭科技與工程構(gòu)想,作為我國農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展的新途徑[3]。2017年,秸稈炭化還田被列入國家秸稈處理模式之一。2020—2021連續(xù)兩年,秸稈炭化還田入圍農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重大性技術(shù)榜單。十多年的實(shí)踐證明,生物質(zhì)炭化還田是實(shí)現(xiàn)土壤改良、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、食物質(zhì)量與環(huán)境友好的綠色農(nóng)業(yè)科技,能夠服務(wù)于國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。至此,生物質(zhì)炭基農(nóng)業(yè)進(jìn)入了全球視野。生物質(zhì)炭具有高度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的吸附性能。樹苗生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)
熱解過程中,生物質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)基本印記在了生物炭中,對生物炭的物理化學(xué)性質(zhì)具有決定性影響。生物質(zhì)熱解過程中,質(zhì)量損失(大部分以揮發(fā)有機(jī)物的形式)及不相稱的收縮或體積減少的發(fā)生,導(dǎo)致礦物及碳骨架形成,并且保留了原料的基本孔隙和結(jié)構(gòu)特征。生物炭的孔一般按直徑大小分為大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物質(zhì)原料的蜂窩狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成了其主要的大孔。微孔主要由熱解過程中碳的損失及碳架的斷裂收縮形成。雖然大孔可能會作為微孔的前體,但是微孔貢獻(xiàn)了生物炭的大部分比表面積,微孔的含量與比表面積呈正相關(guān)。安徽蘆葦生物質(zhì)炭南京智融聯(lián)科技有限公司的秸稈生物質(zhì)炭是一種具有高成炭率、優(yōu)異性能、廣泛應(yīng)用場景和綠色環(huán)保的產(chǎn)品。
生物質(zhì)炭可以提高肥效:生物炭的多孔性、高比表面積、高吸附性和高陽離子交換量,不僅能夠吸持有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分,而且還可吸持氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分,能夠控制養(yǎng)分緩慢釋放,避免養(yǎng)分的揮發(fā)和流失,提高肥料的使用效率,節(jié)約施肥量。我國化肥平均有效利用率不到30%,肥料有效成分的流失,每年折合人民幣高達(dá)1000多億元,并且肥料有效利用率呈逐年下降趨勢:上世紀(jì)90年代,氮磷鉀的利用率分別是30-35%、15-20%和35-40%,而進(jìn)入本世紀(jì)近幾年,大田作物氮磷鉀的有效利用率分別是21-28%、8-13%和25-30%,肥料浪費(fèi)愈發(fā)嚴(yán)重,既制約了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收,又污染了環(huán)境。全國地表和地下水總氮和總磷污染來源,農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)分別是57.2%和67.3%,形勢非常嚴(yán)峻。利用生物炭與其它化肥復(fù)合生產(chǎn)緩控釋肥料,可以提高有效利用率1倍以上,對農(nóng)業(yè)節(jié)約投入、增產(chǎn)增收和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
已有研究顯示,生物質(zhì)炭的添加可以刺激土壤微生物活動,從而影響微生物群落的特性及代謝酶活性。生物質(zhì)炭良好的孔隙結(jié)構(gòu)和較大比表面積,可以為土壤微生物的棲息提供空間,并為微生物逃避捕食者提供物理保護(hù)。研究得出,生物質(zhì)炭的添加促進(jìn)土壤微生物活性和生物量增加,并且隨添加量水平提高,趨勢更為明顯;而其他研究則表明,添加生物質(zhì)炭會引起土壤微生物生物量碳的含量降低。同時(shí),土壤中不同微生物群體對生物質(zhì)炭輸入的響應(yīng)可能存在差異。生物質(zhì)炭制備原料來源,且具有綠色可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。在全球資源日益匱乏、環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重的,利用含碳量高的生物質(zhì)廢棄物原料制備生物質(zhì)炭不僅避免了環(huán)境污染并可生成新的能源,也是一種廢物資源化的良好途徑?;谏锾坎牧系膬?yōu)良吸附特性和豐富表面活性,其未來不僅再農(nóng)業(yè)土壤改良和質(zhì)量提升方面大有可為,在水體環(huán)境改善和污染治理、煙氣凈化、環(huán)境功能材料等方面也有巨大的應(yīng)用潛力。生物質(zhì)炭促進(jìn)作物根系生長,增強(qiáng)植株對水分和養(yǎng)分的吸收能力,進(jìn)一步提高作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。
生物質(zhì)炭是一種多孔質(zhì)炭材料,外觀黑色,形狀主要有粉狀和顆粒狀。生物質(zhì)炭根據(jù)原料來源不同,可以分為木炭、稻殼炭、秸稈炭等。秸稈炭理化特性:每千克炭中合鉀53g、氮4.3g、磷2.6g、鎂3.52g、微量元素銅0.015g、鐵0.58g、鋅O.11g,比表面積171m2/g。生物質(zhì)炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),較大的比表面積,特異的表面官能團(tuán),穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì),能耐酸堿,能經(jīng)受水濕、高溫及高壓,特別是制成活性炭后,是優(yōu)良的吸附、凈化材料、也可以作為催化劑或催化劑載體。生物質(zhì)炭的制備方法簡單多樣,包括高溫?zé)峤?、水熱碳化、傳統(tǒng)碳化等類型。制備場地也靈活多樣,從大型工業(yè)到小型家庭規(guī)模,甚至在農(nóng)田場地都可以制得。因此,其在應(yīng)用和推廣方面具有優(yōu)勢。不過,目前生物質(zhì)炭的有效性取決于其物理和化學(xué)特性,而這些特性受到廢棄物本身的可利用性和生產(chǎn)加工制造等因素的影響,對其機(jī)理還需進(jìn)一步系統(tǒng)研究。秸稈生物質(zhì)炭可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,增加作物產(chǎn)量。江蘇油菜生物質(zhì)炭價(jià)格是多少
生物質(zhì)炭是指以生物質(zhì)為原料,在高溫下進(jìn)行干餾或熱解制得的一種固體炭質(zhì)材料。樹苗生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)
近年來,由于生物質(zhì)的可再生性,生物質(zhì)質(zhì)炭的工藝不斷改進(jìn)升級,從傳統(tǒng)的外部供熱碳化干餾工藝,逐步轉(zhuǎn)向自生可燃?xì)庋h(huán)燃燒供熱工藝,或是采用生物質(zhì)炭化、干餾、氣化多聯(lián)產(chǎn)工藝,這些工藝促進(jìn)了生物質(zhì)制炭產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高、農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展以及新農(nóng)村建設(shè)不斷展開,包括農(nóng)作物秸稈在內(nèi)的各種農(nóng)林廢棄物總量和種類呈上升趨勢。特別是近十年來,隨著農(nóng)村城市化進(jìn)程步伐的加快,農(nóng)民生活水平明顯提高,對于可用作燃料和肥料的農(nóng)林廢棄物利用率越來越低。農(nóng)林廢棄物的高效處理處置及資源化利用已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)難題。隨著國家對秸稈綜合利用的重視度較高,生物炭技術(shù)作為秸稈綜合利用的重要途徑之一,必將在全國范圍內(nèi)得到大規(guī)模推廣和應(yīng)用,同時(shí)在“雙碳”背景下,我國生物炭產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將不斷加快,未來行業(yè)發(fā)展前景可期。樹苗生物質(zhì)炭怎么培養(yǎng)