2021年十项重大引领性农业技术——秸秆炭化还田固碳减排技术 秸秆全用尽 地力必提升

正"将秸秆直接还田变为‘收储-炭化-产品化-还田’的技术链条,以炭化技术为基础,通过炭基农业投入品的产业化、规模化应用,实现农田土壤碳封存并减少温室气体排放,促进秸秆全量化利用和耕地质量提升……"日前,秸秆炭化还田固碳减排技术入选2021年农业农村部重大引领性技术。     

农林废弃物炭化还田技术的发展与前景

炭化还田是农林废弃物资源化循环利用的有效技术手段之一,也是土壤改良的新途径,对促进农业低碳、循环、可持续发展具有重要意义。以生物炭为核心,从其改良土壤的理论基础分析入手,综合评述了炭化还田技术的由来、发展与技术内涵,着重介绍了炭化还田技术的产业化发展现状和前景,明确了炭基肥料和炭基土壤改良剂是炭化还田的有效技术载体,国家应在炭基多元化产品开发方面给予高度重视。     

炭化秸秆还田量对土壤肥力与作物生长的影响

随着秸秆资源化利用技术的发展,秸秆炭化制成生物炭还田引起了广泛的关注。文章采用室外 盆栽的方式,以大豆为目标作物,设置5 个生物炭还田比例,研究了炭化秸秆还田量对土壤肥力以及作物生 长的影响。结果表明,不同炭化秸秆还田量均可提高土壤肥力,促进作物生长,但其作用程度存在显著差异。 土壤和作物对高还田炭量表现出较强的适应能力,还田质量比为30% 时具有最强的氮磷保留缓释能力和最高 的作物生物量与产量,综合效果最佳。     

炭化秸秆还田量对土壤肥力与作物生长的影响

随着秸秆资源化利用技术的发展,秸秆炭化制成生物炭还田引起了广泛的关注。文章采用室外盆栽的方式,以大豆为目标作物,设置5个生物炭还田比例,研究了炭化秸秆还田量对土壤肥力以及作物生长的影响。结果表明,不同炭化秸秆还田量均可提高土壤肥力,促进作物生长,但其作用程度存在显著差异。土壤和作物对高还田炭量表现出较强的适应能力,还田质量比为30%时具有最强的氮磷保留缓释能力和最高的作物生物量与产量,综合效果最佳。     

农村秸秆炭化还田技术取得新突破

<正>企业直接到田间地头收储秸秆,利用炭化炉就近制备生物炭,而后做成炭肥还田增加土壤肥力,农民不再为秸秆处理发愁,政府也无须为焚烧秸秆"死看死守"。目前,这种规模化、工业化和可持续化发展的秸秆处理技术已在辽宁省岫岩县得到应用,解决了当地农民秸秆和农林废弃物再利用难题。日前,"秸秆炭化还田技术推广现场会暨辽宁金和福农业科技股份公司院士专家工作站揭牌仪式"在辽宁省鞍山市岫岩县举行。中国     

秸秆炭化还田技术列入农业绿色发展集成示范项目

正近日,农业农村部印发的《农业绿色发展技术导则(2018—2030年)》指出,到2030年,全面构建高效、安全、低碳、循环、智能、集成的农业绿色发展技术体系。被农业部选入"秸秆农用十大模式"进行重点推介的秸秆炭化还田技术,也在本次《导则》中成为"环保高效肥料农药与生物制剂"集成示范项目之一。据了解,"农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术"是通过对农作物秸秆进行限氧热裂化,生产出生物质炭基材料、木醋液和秸秆气。生物质炭孔道发达,具有极好的保水保墒、提     

秸秆炭化还田对土壤性状和作物产量的影响

摘要： 秸秆还田产生了很好的经济效益,但仍存在问题。因此,提出秸秆炭化还田或利用,以提高秸秆综合利用率。为此,本文综述了秸秆炭化形成的生物量炭（biomass charcoal）对土壤性状和作物产量的影响。生物量炭化后与木炭相似,耐降解,可提高土壤碳库容量,减少温室气体排放。同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量、吸附氮、磷及矿物离子,减少养分损失,在一定范围内,普遍能增加作物生物量和产量,因此认为秸秆炭化还田或利用是秸秆综合利用的优势途径。     

我国农村秸秆炭化还田技术取得新突破

正为解决农林废弃物特别是秸秆废弃污染等问题,沈阳农业大学教授、中国工程院院士陈温福于2005年提出了"秸秆炭化还田"理念与技术体系,从2006年起,陈温福带领研发团队与辽宁金和福农业开发有限公司协作。经过多年研发与应用,企业利用炭化炉将农民田间地头的大量秸秆和废弃物制备成为生物炭,把其作为土     

轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为研究

秸秆的综合利用日益受到关注,为利用轻度炭化技术制备的生物炭以提高玉米秸秆的燃烧值,降低其运输、储存成本,采用微分热重分析仪(DTG)研究了轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为。结果表明:通过TG-DTG三点法得到生物炭的燃烧点为303.89℃。利用Arrhenius方程,可知玉米秸秆生物炭的燃烧为一级反应,活化能为35.45kJ·mol-1。     

炭基微生物肥料的制备及应用

生物炭是秸秆、粪便等生物质在限氧及低温条件下热解炭化得到的一种富碳固体物质,以生物炭为基础载体,与N、 P、 K等营养元素复配,并加入生物菌剂制成炭基微生物肥料,是一种可以实现农作物增产增收和土壤改良的生态环保型肥料。基于此,本文主要从炭基微生物肥料的制备、应用及前景进行分析。     

生物炭与秸秆还田对水稻土碳氮转化及相关酶活性的影响

通过秸秆炭化还田和秸秆直接还田对比试验研究生物炭与秸秆还田对土壤碳氮转化相关酶、微生物量碳及矿质态氮的影响,为秸秆炭化还田生产实践提供科学依据。采用田间微区试验,基于等氮磷钾养分设计,设置6个施肥处理:不施肥(CK)、单施生物炭(C)、单施秸秆(S)、氮磷钾化肥配施(NPK)、生物炭配施氮磷钾(CNPK)和秸秆配施氮磷钾(SNPK)。分别在水稻插秧前(BF)、分蘖盛期(TS)、抽穗期(HS)和成熟期(MS)研究土壤中β-葡萄糖苷酶活性、蔗糖酶、脲酶活性和蛋白酶活性及微生物量碳、矿质态氮含量的动态变化。结果表明:在等氮磷钾养分条件下,秸秆炭化还田和秸秆直接还田均能提高土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性、并能增加微生物量碳和矿质态氮含量;且生物炭配施氮磷钾化肥和秸秆配施氮磷钾化肥分别优于单施生物炭和单施秸秆;土壤中的微生物量碳、β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶三者之间呈两两显著及极显著相关关系,相关系数分别为:0.894*,0.872*和0.956**;矿质态氮分别与蛋白酶活性、脲酶间呈极显著相关(0.966**)和显著相关(0.834*)。在等氮磷钾养分条件下,秸秆直接还田对土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、蛋白酶和矿质态的促进作用优于秸秆炭化还田。秸秆炭化还田对土壤脲酶、微生物量碳提升作用优于秸秆直接还田。水稻秸秆炭化还田对土壤碳氮转化有促进作用。     

生物炭稻田施用下的土壤固碳减排效应及其微生物群落结构分析

我国每年秸秆焚烧造成大量污染,而炭化还田作为秸秆还田的重要形式之一,在杜绝秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还可以改变土壤微生物群落结构,改善土壤理化性质,达到增肥增产的效果。本文通过静态箱-气相色谱法和高通量测序方法对经过生物炭处理的丹阳水稻实验田土壤进行了温室气体排放量和种群结构分析。结果表明:700℃炭化的生物炭性状表现优于300℃炭化的生物炭;秸秆炭化还田显著降低了N_2O、CH_4的累计排放量,而CO_2累积排放量与对照相比差异较小;秸秆炭化还田提高了土壤微生物群落多样性,且在水稻生长的不同时期群落多样性具有差异性;甲基单胞菌属、紫色非硫细菌、泉发细菌属和甲基球菌属等相对丰度与土壤中温室气体的排放量显著相关。     

连年秸秆与生物炭还田对盐碱土理化性状及水稻产量的影响

【目的】为了农业可持续发展推进秸秆综合利用及改良盐碱土,研究了连年秸秆与生物炭还田对盐碱土理化性状及水稻产量的影响,并对两种还田方式应用效果进行了比较。【方法】试验在盆栽条件下,采用单因素完全随机设计,设置空白及常规施肥对照(CK0和CK),分别以7500、16 500 kg/hm2(49. 5、108. 9 g/盆)不同量的生物炭与秸秆还田,每一处理连年进行相同量、相同物质还田。【结果】连续4年秸秆还田均显著或极显著降低了土壤的容重,且还田量越大降低幅度越大;生物炭还田差异均不显著;土壤孔隙度变化规律与容重相反。各处理均不同程度的降低了盐碱土pH,且还田量108. 9 g/盆均显著低于49. 5 g/盆,秸秆还田极显著低于相同量的生物炭还田。生物炭还田土壤全盐量均与CK接近,秸秆1、秸秆2还田量与CK相比全盐含量分别降低了31. 6%和10. 8%。连年秸秆还田均极显著提高了土壤碱解氮,但生物炭还田有所降低;各处理均显著或极显著提高了土壤有效磷和速效钾,且以秸秆还田提高的幅度更大;各处理均提高了土壤有机质,生物炭和秸秆均达到极显著水平,秸秆还田量与CK相比分别提高9. 6%和7. 8%。【结论】2种物质还田均以生物炭2、秸秆2处理的产量极显著高于CK,且以秸秆还田高于对应量生物炭还田;秸秆还田的穗数高于对应量生物炭还田;各处理的穗粒数均显著高于CK,相同还田量时以生物炭还田的穗粒数、结实率高于秸秆还田;各处理千粒重均高于CK。连年生物炭和秸秆还田主要通过显著降低盐碱土容重和p H,提高土壤氮磷钾含量和孔隙度导致每穴穗数和穗粒数增加从而实现了增产。相同还田量时,以秸秆还田氮磷钾的农学利用率和偏生产力提高幅度大于生物炭还田,与CK相比增幅均表现为钾肥磷肥氮肥。     

秸秆炭化还田对热带土壤-水稻体系氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮肥的主要损失途径之一。作为改良土壤和提高农业可持续性发展的优良农艺措施,秸秆炭化还田对氨挥发减排具有良好的效果。本研究通过土柱试验,设置不施氮肥(ON)、单施化肥(CT)、施用生物炭(BI)、生物炭+化肥(CBI)、添加秸秆(ST)、秸秆+化肥(CST)6个处理,研究了水稻秸秆直接还田和炭化还田对热带土壤-水稻体系氨挥发的影响。结果表明:与秸秆直接还田相比,炭化还田降低了稻田氨挥发排放通量和累积氨挥发量;与CT相比,CBI处理的累积氨挥发量减少了4.1%。这主要是因为生物炭具有独特的理化性质,可通过吸附降低田面水中铵态氮(NH₄⁺-N)的浓度。秸秆炭化还田是控制热带水稻种植系统氨挥发、减少农业面源污染的有效途径。     

生物炭处理有利于棉花生长及产量

正新疆是我国最大的商品棉生产基地,部分主产区连作时间长,棉秆还田对土壤带来了一定的病虫害,研究棉秆炭和炭基专用肥对棉花生长及产量的影响,为棉花秸秆制备生物炭或生物炭基肥再返还到棉田提供依据。棉花秸秆长度控制在8~12厘米,在缺氧的环境下燃烧制炭。棉秆炭与化肥按一定的比例加工炭基肥,通过田间试验进行验证。结果表明,与对照处理相比,生物     

淮滨县农作物秸秆综合利用试点项目示范效果分析

淮滨县秸秆综合利用试点县项目自实施以来,财政资金重点支持秸秆粉碎还田、生物制肥、饲料加工、固化炭化等相关产业发展,示范引领效果明显,该县秸秆综合利用相关产业进一步发展壮大,推动了秸秆综合利用水平上升新台阶。本文阐述了淮滨县农作物秸秆综合利用的现状,介绍了项目资金重点支持的项目及技术模式,总结了取得的成效,分析了当前存在的主要问题,以期为秸秆综合利用工作的持续深入开展提供参考。     

炭基肥在贵州山地特色高效农业发展中的应用及其效益分析

通过对贵州山区农业废弃物利用现状、存在问题进行分析,探讨该区农业废弃物资源化发展的方向及炭基肥在贵州山地特色高效农业发展中的应用前景。在利用传统堆肥和沼气发酵技术生产有机肥及其应用的基础上,施用生物质炭与肥料配制的炭基肥可以明显地促进耕地有机培肥及作物生长。在贵州发展山地特色高效农业,要全面推广高效的堆肥发酵及沼气发酵技术,利用作物秸秆和畜禽粪便生产有机肥及土壤改良剂,实现农业废弃物的高效化、高值化利用。同时,要大力推广生物质炭化技术,利用农业废弃物生产以生物质炭为载体的多元化产品,通过生产炭基土壤改良剂、炭基有机肥、炭基复合肥,以及蔬菜、花卉、苗木等育苗基质,全面地提高农业废弃物利用的经济效益、生态效益及社会效益。     

不同反应条件下番茄秸秆水热生物炭的理化性质和微观结构变化

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭（TSHB）微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度（180、220、260℃）和4个裂解时间（2、4、6、8 h）,共12个处理,研究不同组合的炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭形貌结构、功能基团、pH值、电导率（EC值）、生物炭成分的影响,并分析番茄秸秆水热生物炭主要成分的变化。结果表明,番茄秸秆多孔且中空的维管束结构有利于水分和热量在番茄秸秆内部的快速传递,增加水热炭化温度能加速破坏番茄秸秆维管束结构和将条状番茄秸秆炭化为颗粒状水热生物炭。番茄秸秆水热生物炭的功能基团主要是脂肪醚C-O、烷烃C-H、饱和脂肪酸酯C-O、胺C-N以及细胞壁基团C-O、C=O、C-N、C-O-C。提高炭化温度可增加番茄秸秆水热生物炭功能基团数量,但炭化温度达到260℃时,明显破坏且大幅度减少番茄秸秆水热生物炭功能基团数量。水热炭化法制备的番茄秸秆水热生物炭为酸性生物炭（pH值5.13～5.33）。在相同的裂解时间下,相较于180℃和260℃炭化温度,22...     

棉秆炭化还田对棉花生长及土壤理化特性的影响

【目的】研究西北连作棉田秸秆炭化还田对棉花生长和土壤性质的影响,提炼适宜的秸秆还田技术,为西北棉花秸秆还田提供技术支撑。【方法】试验设置为田间试验,6个处理,分别为:1、秸秆移除(CK);2、秸秆还田(S);3、有机肥还田(M);4、炭化还田(1.5Bc);5、有机肥+棉秆炭(MBc);6、炭化还田(3.0Bc)。在棉花生长后期测定棉花的生长指标、生物量、产量,并采集土样,分析相关指标。【结果】与秸秆移除(CK)相比, 棉花植株的株高、茎粗、叶长和叶宽均以有机肥还田及其与炭化还田的配合施用最大,分别增加了8.89%、11.86%、11.82%、11.39%。产量则以有机肥还田、有机肥还田与炭化还田的结合两个处理对产量的提高幅度最大, 分别为43.06%、37.01%,其次是1.5Bc和3.0Bc两个处理,均显著增加了棉花产量,分别达到了18.15%、30.25%;地上部干物质积累以3.0 t炭化还田处理提高幅度最大, 达到了34.94%,地下部以秸秆直接粉碎还田提高幅度最大,为62.92%;土壤性质则以3.0tBc处理对土壤饱和含水量和田间持水量的增加幅度以及对土壤容重的降低幅度最大, 分别达到了11.03%、10.02%、4.77%。【结论】有机肥还田、炭化还田及其配施能够有效的促进棉花生长,增加棉花干物质积累,提高产量,改善土壤性质。     

秸秆生物炭特性、制备方法及应用价值

生物炭是植物和动物的生物质通过热解或炭化而成的稳定碳产物.我国作为农业大国,在农作物收获后会产生大量的秸秆.秸秆生物炭作为一种废物衍生土壤改良剂,其具有改善土壤肥力的效果而受到广泛关注.本文主要综述了秸秆生物炭的概念、特性、秸秆生物炭的制备与应用研究进展,为后续生物炭材料的研究和应用提供参考.