近日，《生物炭基有機肥料》標準草案出爐。“這意味著炭基肥將被從有機肥中剝離，‘自立門戶’。與此同時，標準的出臺將為當下超速發展的炭基肥束上一道‘規范’緊箍，真正助推炭基肥成為利國利民的有序產業。”在河南洛陽召開的中國生物炭產業技術創新戰略聯盟第一屆第二次理事會會議上，聯盟盟主、沈陽農業大學陳溫福院士這樣說道。
近年來，我國通過化肥零增長、有機肥替代、秸稈還田、輪作休耕等行動來提升耕地質量，取得了一定成效。“將秸稈炭化還田來改變土壤碳氮比及理化特性，這是一個新方向。生物炭及其衍生的生物炭基肥料和土壤改良劑是一項功在當代、惠及子孫的戰略性新興產業。”陳溫福說。
數據顯示，我國每年產農林廢棄物約14億噸，其中玉米、水稻、小麥等大宗作物的秸稈高達7億噸，僅有不到1/3實現了還田，秸稈肥料化利用率不足20%，被焚燒或廢棄的秸稈達20%以上。“其實，農民之所以焚燒秸稈，主要還是因為沒有找到更好的秸稈利用出路。”陳溫福表示。針對耕地土壤酸化、肥料利用率低、重金屬污染風險等，生物炭肥將能發揮重要作用。
那么，“自立門戶”對炭基肥有什么好處呢？
有了標準應用更規范
據介紹，由于標準缺失，炭基肥作為新型肥料，業內對炭基肥的社會效益和長期經濟效益認識不足。
生物質炭基肥能夠顯著減少化肥和農藥用量，提升作物品質，但作為新型肥料，生物質炭基肥尚未被列入果菜茶有機肥逐步替代化肥的推薦用肥目錄。其作為目前改良鹽堿地、降低重金屬污染、提升土壤可耕性和肥力的最有效方式，也尚未納入政府相關項目的采購目錄。
中國生物炭產業技術創新戰略聯盟秘書長孟軍闡述了制定炭基肥標準的重要性：一是生物炭基有機肥在全國重點作物示范數據顯示，其作用機理和效果等均與普通有機肥不一樣；二是相比有機肥生產工藝，生物炭基有機肥生產環節更為復雜，成本略有增加。“當前生物炭基有機肥在政府采購和商業推廣時，由于沒有獨立標準，只能按有機肥品類出售，剝奪了其市場核心競爭力。”孟軍說。
相關專家也認為，在我國全力助推生態農業的大趨勢下，炭基肥大有可為。本次標準的擬定，核心就是要讓炭基肥產業承擔起保護和改良農田的責任，爭取到應有的市場份額。
以生物炭為基質研發的炭基肥已進入農業農村部視野。農業農村部種植業管理司耕地與肥料管理處副處長徐晶瑩拋出橄欖枝，炭基肥可申請應用于化肥減肥增效和有機肥替代化肥兩項試點工作中。為我國重拳出擊環保治理、加強秸稈等資源化利用再增加一種可能。
為促進秸稈綜合利用，陳溫福建議：一是盡快將生物炭及生物炭基肥料納入新型肥料目錄，讓更多農民了解生物炭、施用生物炭基肥料；二是組建國家生物炭工程技術中心，匯聚國內各方面力量，加強基礎研究與技術創新；三是建設秸稈生物炭產業技術創新戰略聯盟，推進生物炭及生物炭基肥料產業的健康有序發展。
炭基肥的效果有目共睹
炭基肥不僅符合我國可持續綠色農業發展要求，歷經12年應用推廣，炭基肥不凡的農業效果，更是為其注入了巨大的商業機遇。
示范數據顯示：玉米炭基緩釋肥對比試驗，苗期高一頭、深一色、粗一圈，抗倒性增強，增產8.6%；大豆專用炭基肥試驗，莖粗增加9.2%，百粒重增加4.7%，增產7.2%；馬鈴薯專用炭基肥試驗，較對照增產16.9%，中薯和大薯比例分別比對照高32.2%和56.9%；煙葉連作地區施用高含量炭基肥，顯著降低了成熟期煙草黑脛病和氣候性斑點病發病指數，增加煙葉芳香質量，大幅提升油分和彈性；蘋果炭基有機肥對比試驗，蘋果售價從每公斤3～4元提高到5～10元，經濟效益翻番……炭基肥推廣之處，市場都給出了熱烈的反饋。
“是優質土壤成就了名優特農產品。”河南農業大學劉國順教授一語道破關鍵所在。當下，我國土壤中碳庫虧缺和微生物失衡正在加速土壤肥力惡化。“微生物種群弱化是造成土壤大量、中量、微量和稀土營養元素缺失的元兇，是農產品質量降低的根結。”劉國順呼吁通過施用炭基肥對癥下藥，恢復土壤碳氮比平衡。劉國順表示，高炭基土壤修復肥中的多孔隙結構能為微生物繁殖生長提供“溫暖的小房間”，增加土壤微生物種群多樣性，提高土壤酶活性，提高土壤有機碳指數，幫助營養元素從根系順暢輸送到植物體內，自然就實現了作物的增質、抗病、高收益的不凡效果。劉國順提出了“固碳培肥，碳氮調節”的土壤保育技術理論，為我國土壤保育提供了理論依據。
企業推廣不遺余力
廣闊的市場空間與國家提倡的耕地質量保護行動形成合力，正推動著炭基肥產業快速前行。近年來，河南惠農土質保育研發有限公司、遼寧金和福農業科技股份有限公司等一批炭基肥企業跨步成長，目前，國內生物炭基肥累計推廣應用已達575多萬畝，新增經濟效益4.5億元。
作為炭基肥領域的元老代表企業，惠農集團系列專用高炭基土壤修復肥已在湖南、貴州等8省打開市場。董事長袁占軍透露，今年集團將重點從終端有機農產品認證切入，布局高端市場，通過保障農產品優質優價，再擴充銷路。
貴州省煙草公司畢節市公司副經理翟欣介紹，2018年，貴州省煙草公司已將施用生物炭基肥列入全省烤煙生產關鍵技術。截至目前，貴州全省生產炭基有機肥8922.12噸，在煙草上推廣面積達14.93萬畝，2019年計劃推廣應用面積突破33萬畝。
施可豐化工集團總經理孫運生爆出猛料，該公司100萬噸炭基肥項目已于今年6月正式啟動。“近期一場訂貨會，我們收到了5000噸炭基肥銷售訂單。明年我們的銷售目標是5萬噸。未來，會實現銷量逐年幾何倍增。”談及市場布局，孫運生透露，南方是公司炭基肥進軍的首個戰場。
陳溫福給記者算了這樣一筆賬：若將我國每年30%的秸稈進行生物炭產業化利用，就能形成規模超過2500億元的生物炭基肥或土壤改良劑產業，每年帶動農民直接增收588億元。炭基肥的發展春天已經到來。
創新模式為推廣提速
遼寧金和福董事長劉金提出了“分散制炭、集中制肥”的炭基肥創新運作模式。劉金表示，他們將在每縣招募一家具備炭基肥生產能力的合作伙伴，設在鄉鎮的加工點負責從當地種植戶回收秸稈，同時借助設備加工成生物炭，為縣工廠提供炭基肥原料。劉金透露，截至目前，合作建立的縣域炭基肥生產工廠已經突破40家。“這種模式解決了秸稈回收成本高和新型肥料推廣難兩個痛點。農戶可以用秸稈換取等值的炭基肥，一箭雙雕。”
無獨有偶，貴州省煙草公司畢節市公司也采用互動模式。翟欣介紹，公司采用“合作社回收、煙草補貼、企業加工”，探索置換、半商品化、商品化3種歸集方式。置換模式：煙農收集交納煙草秸稈，置換合作社專業化服務或置換一定數量的炭基肥。半商品化模式：針對50畝以上的種煙大戶，合作社向煙農補貼一定的勞動力成本，幫助其清除煙草秸稈，煙草秸稈歸合作社所有。商品化模式：合作社按程序公布收購標準和價格，向社會直接購買煙草秸稈。煙草秸稈歸集后，由合作社就地粉碎打包壓縮，集中儲存，交售給炭基肥廠。
推廣技術障礙要掃清
陳溫福呼吁：“用更劃算的方法制作炭基肥，是產業同仁應持續攻關的領域。”
農業農村部規劃設計研究院、仟億達集團股份有限公司、合肥德博生物能源科技有限公司等詳細介紹了生物質熱解炭化聯產技術創新、生物質多聯產技術、生物質高值炭化技術等，這些技術是炭基肥生產降低成本的重要突破口。成本降低，則意味著炭基肥將在市場中爆發出更為強勁的競爭力。
據介紹，中國生物炭產業技術創新戰略聯盟成立于2017年6月13日。孟軍表示，中國生物炭產業技術創新戰略聯盟致力于為聯盟成員搭建與政府、專家、同行間交流合作的大平臺、解決產業各階段發展的壁壘?！渡锾炕袡C肥料》標準的完善和實施，正是聯盟工作的重中之重，也是掃除炭基肥推廣應用技術障礙的重要途徑。
目前，以生物炭為基質的炭基肥主要有炭基有機肥、炭基無機肥、炭基有機無機復合肥（復混肥）3類。生物炭產品具有的保水保肥、改良土壤和促進植物生長的作用是由生物炭的性質決定的。
生物炭以作物秸稈等農林植物廢棄生物質為原料，在無氧或低氧條件下，在400℃～700℃裂解得到穩定的固體富碳產物。生物炭主要由芳香烴和單質碳或具有類石墨結構的碳組成，一般含有60%以上的碳元素，以及氫、氧、氮、硫和豐富的礦質元素等。
炭基肥的功效可歸功于以下3個因素：
一是穩定的支架碳。支架碳是生物炭的主體，由單質碳或類似石墨結構的芳香碳組成。這一部分碳可溶性極低、溶沸點極高，具有高度羧酸酯化、芳香化結構和脂肪族鏈狀結構，使生物炭具備了極強吸附能力和抗氧化能力。
一部分碳結構保留有原生物質的細微孔隙結構，比表面積大，能吸附重金屬、農殘等污染物，植物對污染物的吸收減少。能吸附植物一時不能利用的氮素養分，后期緩慢釋放，提高氮肥利用率。這部分支架碳還能吸收水分子進入小孔中，當干旱發生時，小孔可以保護水分子不被迅速蒸發，具有保水效果。尤其值得一提的是，支架碳是有益菌生長繁殖的“小房間”，讓有益菌免受外在環境的脅迫，促進有益菌在植物根系的定植，提高微生物菌肥的效果。
二是小分子的有機碳。生物炭在制備過程中會產生一些小分子的有機碳，這部分碳是生物炭中的活性成分。他們被吸附在支架碳上，能夠被植物和微生物利用，促進植物生長和微生物的繁殖。一般生物炭肥使用后馬上表現出的效果往往是由這部分小分子碳提供的。
三是豐富的礦質元素。由于生物炭是植物煅燒而成，植物中含有的鈣、鎂、鉀、硅等大中量營養元素和鐵、錳、銅、鋅等微量元素均保留在生物炭中，施入土壤后可以補充土壤中的礦物質養分。另外，由于這部分營養元素一般以堿性形式存在，也具有改良土壤酸性的作用。
