生物炭暨秸稈炭化綜合利用技術研究與應用
針對秸稈直接還田難、綜合利用率低、焚燒污染嚴重,土壤碳庫匱缺、耕地質量提升乏力等“老、大、難”問題,沈陽農業大學率先提出了“秸稈炭化還田”新理論,確立了“以生物炭為核心,以炭化技術為基礎,以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良劑為主要發展方向,兼顧能源化利用”的技術路線。2005年以來,圍繞“生物炭暨秸稈炭化綜合利用技術研究與應用”,項目組先后突破了生物炭規模化制備與農業應用關鍵技術,構建了全產業鏈技術體系,推動了成果高效轉化,為秸稈間接還田開辟了一條新途徑。 1. 研發出“半封閉式亞高溫缺氧干餾炭化工藝”和“組合式多聯產生物質快速炭化設備”,突破了秸稈“低成本、大批量制炭”的產業技術瓶頸。該工藝設備對原料適應能力強、生物炭生產效率高、能耗低,有效解決了農作物秸稈密度低、含水量高、預處理能耗大、炭化效率低等問題。所制備的生物炭含碳量高、孔隙豐富,可廣泛用于土壤碳封存、農田溫室氣體減排、化肥減量增效、耕地質量提升等領域。 2. 開發出生物炭基肥料等系列生物炭基農業投入品,集化肥減量、土壤改良、節本增效等功能于一身,寓土壤改良與土壤利用之中,突破了生物炭規模化田間應用技術瓶頸。綜合運用作物學、土壤學、植物營養學、微生物學、生物信息學等方法,系統揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用規律與機制。在此基礎上,遵循養分歸還學說和農田生態系統物質循環規律,發明了以生物炭為載體生產專用肥料、土壤改良劑、水稻育苗基質的技術與方法,開發出以生物炭基肥料為代表的系列生物炭基農業投入品,能夠在不增加農民生產成本的情況下實現秸稈間接還田,解決了生物炭直接還田成本高、推廣難、市場化程度低等問題,打通了生物炭規模化田間應用“最后一公里”,改變了化學類緩控釋肥料只減肥、改土作用不明顯、只在當季起作用的局面。 3. 開展了大規模試驗示范,構建了“分散制炭、集炭異地深加工”產業模式,實現了成果轉化。針對集中處置利用與秸稈等農林廢棄物分布廣、收儲運困難之間的矛盾,構建了“分散制炭、集炭異地深加工”產業模式,將產業鏈中的運輸成本降低約 70%;制定了《生物炭基肥料》農業行業標準并首次發布,突破了制約生物炭技術產業化和行業健康發展的“瓶頸”問題。 截至 2016 年底,項目技術累計推廣 1090.2 萬余畝,輻射全國 20 余個省(市、自治區)。其中,2014-2016 年,項目技術推廣應用 575 萬畝,新增銷售額 19665.6萬元,新增利潤 2359.9 萬元,節支增收 42890.9 萬元。合計新增經濟效益 45250.8萬元。
沈陽農業大學
2021-05-04