在氣候變化的大背景下,農(nóng)田固碳(增加土壤有機(jī)質(zhì))減排(來自有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的甲烷和化肥施用產(chǎn)生的氧化亞氮)是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)和技術(shù)途徑。科學(xué)家比較了多種減排技術(shù),發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭土壤施用固碳減排潛力極為。和碳固定與碳封存、生物能源利用、土壤固碳等當(dāng)前較為流行的技術(shù)相比,生物質(zhì)炭化還田環(huán)境代價(jià)小、成本低,且經(jīng)濟(jì)可行。即利用了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物質(zhì),又進(jìn)一步起到了固碳減排的作用。因此生物質(zhì)炭在未來綠色農(nóng)業(yè)中具有極大的應(yīng)用潛力。作為一種環(huán)保高效的重金屬鈍化劑,生物質(zhì)炭在市場上受到越來越多人的關(guān)注和青睞。北京水稻生物質(zhì)炭用途是什么
生物質(zhì)炭,作為一種土壤改良劑和植物生長促進(jìn)劑,具備一定的激發(fā)效應(yīng)。首先,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)植物生長。通過改善土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu),它為植物提供了理想的生長環(huán)境。它增加了土壤的保水性和通氣性,為植物根系提供了更好的生長空間。同時(shí),生物質(zhì)炭中富含的有機(jī)物質(zhì)能夠分解為植物所需的養(yǎng)分,為植物的健康生長提供了持久的營養(yǎng)。其次,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)土壤肥力。它具有出色的吸附性能,能夠吸附和固定土壤中的養(yǎng)分,減少養(yǎng)分流失。這不僅提高了土壤肥力,還有助于保護(hù)環(huán)境。此外,生物質(zhì)炭中的有機(jī)物質(zhì)能夠促進(jìn)土壤微生物的活性,進(jìn)一步提高土壤肥力。第三,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)土壤微生物活性。它為微生物提供了一個(gè)理想的生長環(huán)境,增加了有益微生物的數(shù)量和活性。這對于土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡至關(guān)重要,能夠促進(jìn)土壤中的有機(jī)物分解和養(yǎng)分循環(huán),進(jìn)一步提高土壤的生物活性。,生物質(zhì)炭能夠激發(fā)碳循環(huán)。通過將大量的碳固定在土壤中,它能夠減少二氧化碳的排放,對于緩解全球氣候變化起到了積極的作用。甘肅小麥生物質(zhì)炭生物質(zhì)炭促進(jìn)土壤有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體的形成,從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性。
生物質(zhì)是一個(gè)的概念。所有的直接或間接利用綠色植物光合作用獲得的有機(jī)質(zhì)都稱為生物質(zhì),包括植物、動(dòng)物、微生物,以及它們所產(chǎn)生的廢棄物,如動(dòng)物糞便等。由于生物質(zhì)是含碳的有機(jī)質(zhì),因此理論上所有的生物質(zhì)都可以作為制備活性炭的材料。然而考慮到成本與儲(chǔ)量,以農(nóng)林廢棄物為的木質(zhì)纖維素是較為理想的活性炭原料。生物質(zhì)原料的組分和結(jié)構(gòu)對活性炭的性能有較大影響,目前椰殼、核桃殼、松子殼等果殼原料,在制備高比表面積的活性炭方面已經(jīng)取得了很好的效果。但畢竟這些果殼的儲(chǔ)量很有限。因此,我們團(tuán)隊(duì)一直在嘗試使用來源更的生物質(zhì)制備活性炭,如秸稈、木屑、污泥、廢棄蔬菜等來自農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及城市的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì),單就秸稈而言,我國每年產(chǎn)生的秸稈量就超過11億噸,因此生物質(zhì)制備活性炭具有巨大的潛力。
區(qū)別于生活和環(huán)境用途的木炭和活性炭,農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)炭的功能是施用于土壤,提升耕地質(zhì)量。生物質(zhì)炭農(nóng)業(yè)應(yīng)用經(jīng)歷了直接施用和炭基肥施用兩個(gè)重要階段。將生物質(zhì)炭直接施用到農(nóng)田土壤中,可改良土壤結(jié)構(gòu),增加土壤孔隙度、降低容重、增強(qiáng)保水性能等,進(jìn)而提高土壤肥力水平和作物產(chǎn)量[4]。但對生產(chǎn)者來說,經(jīng)濟(jì)效益是生物質(zhì)炭應(yīng)用的關(guān)鍵,價(jià)格因素是限制生物質(zhì)炭大范圍推廣應(yīng)用的主要原因。因技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模所限,當(dāng)前生物質(zhì)炭價(jià)格普遍在2000~3000元/噸。如果每畝糧食生產(chǎn)施用1噸生物質(zhì)炭,數(shù)千元的成本讓農(nóng)民難以接受。目前,直接施用生物質(zhì)炭于經(jīng)濟(jì)作物(例如人參、三七等中藥材和大蒜、山藥等)生產(chǎn)中。因此,只有降低施用成本,才能發(fā)揮生物質(zhì)炭的土壤改良與固碳效益。生物炭富含微孔,不但可以補(bǔ)充土壤的有機(jī)物含量,還可以有效地保存水分和養(yǎng)料,提高土壤肥力。
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(Biochar)是一種作為土壤改良劑的木炭,能幫助植物生長,可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用途和碳收集及儲(chǔ)存使用。四川小麥生物質(zhì)炭培養(yǎng)方法
秸稈生物質(zhì)炭,這是一種以秸稈為原料經(jīng)過高溫炭化處理而得到的炭素產(chǎn)品。北京水稻生物質(zhì)炭用途是什么
生物質(zhì)炭對土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生負(fù)激發(fā)效應(yīng)的機(jī)制包括:(1)生物質(zhì)炭中含有一定量的可利用有機(jī)碳成分,微生物可能會(huì)優(yōu)先利用這部分碳,從而減少了對原有機(jī)碳的分解;(2)生物質(zhì)炭含有一定量的有毒化合物(酚類),能抑制微生物對有機(jī)碳的分解活性;(3)生物質(zhì)炭豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積對土壤有機(jī)質(zhì)具有包裹和吸附作用,可能會(huì)隔離微生物及其產(chǎn)生的胞外酶與受保護(hù)的有機(jī)碳的接觸,從而降低有機(jī)碳的分解;(4)生物質(zhì)炭促進(jìn)土壤有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體的形成,從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性。而生物質(zhì)炭對土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生正激發(fā)效應(yīng)的原因可能是由于生物質(zhì)炭的多孔性及其所含的營養(yǎng)元素為微生物的生長繁殖提供了有利的環(huán)境,從而增加微生物的數(shù)量和活性,促進(jìn)其對土壤有機(jī)碳的礦化分解。北京水稻生物質(zhì)炭用途是什么