近日，《生物炭基有机肥料》标准草案出炉。“这意味着炭基肥将被从有机肥中剥离，‘自立门户’。与此同时，标准的出台将为当下超速发展的炭基肥束上一道‘规范’紧箍，真正助推炭基肥成为利国利民的有序产业。”在河南洛阳召开的中国生物炭产业技术创新战略联盟第一届第二次理事会会议上，联盟盟主、沈阳农业大学陈温福院士这样说道。
近年来，我国通过化肥零增长、有机肥替代、秸秆还田、轮作休耕等行动来提升耕地质量，取得了一定成效。“将秸秆炭化还田来改变土壤碳氮比及理化特性，这是一个新方向。生物炭及其衍生的生物炭基肥料和土壤改良剂是一项功在当代、惠及子孙的战略性新兴产业。”陈温福说。
数据显示，我国每年产农林废弃物约14亿吨，其中玉米、水稻、小麦等大宗作物的秸秆高达7亿吨，仅有不到1/3实现了还田，秸秆肥料化利用率不足20%，被焚烧或废弃的秸秆达20%以上。“其实，农民之所以焚烧秸秆，主要还是因为没有找到更好的秸秆利用出路。”陈温福表示。针对耕地土壤酸化、肥料利用率低、重金属污染风险等，生物炭肥将能发挥重要作用。
那么，“自立门户”对炭基肥有什么好处呢？
有了标准应用更规范
据介绍，由于标准缺失，炭基肥作为新型肥料，业内对炭基肥的社会效益和长期经济效益认识不足。
生物质炭基肥能够显著减少化肥和农药用量，提升作物品质，但作为新型肥料，生物质炭基肥尚未被列入果菜茶有机肥逐步替代化肥的推荐用肥目录。其作为目前改良盐碱地、降低重金属污染、提升土壤可耕性和肥力的最有效方式，也尚未纳入政府相关项目的采购目录。
中国生物炭产业技术创新战略联盟秘书长孟军阐述了制定炭基肥标准的重要性：一是生物炭基有机肥在全国重点作物示范数据显示，其作用机理和效果等均与普通有机肥不一样；二是相比有机肥生产工艺，生物炭基有机肥生产环节更为复杂，成本略有增加。“当前生物炭基有机肥在政府采购和商业推广时，由于没有独立标准，只能按有机肥品类出售，剥夺了其市场核心竞争力。”孟军说。
相关专家也认为，在我国全力助推生态农业的大趋势下，炭基肥大有可为。本次标准的拟定，核心就是要让炭基肥产业承担起保护和改良农田的责任，争取到应有的市场份额。
以生物炭为基质研发的炭基肥已进入农业农村部视野。农业农村部种植业管理司耕地与肥料管理处副处长徐晶莹抛出橄榄枝，炭基肥可申请应用于化肥减肥增效和有机肥替代化肥两项试点工作中。为我国重拳出击环保治理、加强秸秆等资源化利用再增加一种可能。
为促进秸秆综合利用，陈温福建议：一是尽快将生物炭及生物炭基肥料纳入新型肥料目录，让更多农民了解生物炭、施用生物炭基肥料；二是组建国家生物炭工程技术中心，汇聚国内各方面力量，加强基础研究与技术创新；三是建设秸秆生物炭产业技术创新战略联盟，推进生物炭及生物炭基肥料产业的健康有序发展。
炭基肥的效果有目共睹
炭基肥不仅符合我国可持续绿色农业发展要求，历经12年应用推广，炭基肥不凡的农业效果，更是为其注入了巨大的商业机遇。
示范数据显示：玉米炭基缓释肥对比试验，苗期高一头、深一色、粗一圈，抗倒性增强，增产8.6%；大豆专用炭基肥试验，茎粗增加9.2%，百粒重增加4.7%，增产7.2%；马铃薯专用炭基肥试验，较对照增产16.9%，中薯和大薯比例分别比对照高32.2%和56.9%；烟叶连作地区施用高含量炭基肥，显著降低了成熟期烟草黑胫病和气候性斑点病发病指数，增加烟叶芳香质量，大幅提升油分和弹性；苹果炭基有机肥对比试验，苹果售价从每公斤3～4元提高到5～10元，经济效益翻番……炭基肥推广之处，市场都给出了热烈的反馈。
“是优质土壤成就了名优特农产品。”河南农业大学刘国顺教授一语道破关键所在。当下，我国土壤中碳库亏缺和微生物失衡正在加速土壤肥力恶化。“微生物种群弱化是造成土壤大量、中量、微量和稀土营养元素缺失的元凶，是农产品质量降低的根结。”刘国顺呼吁通过施用炭基肥对症下药，恢复土壤碳氮比平衡。刘国顺表示，高炭基土壤修复肥中的多孔隙结构能为微生物繁殖生长提供“温暖的小房间”，增加土壤微生物种群多样性，提高土壤酶活性，提高土壤有机碳指数，帮助营养元素从根系顺畅输送到植物体内，自然就实现了作物的增质、抗病、高收益的不凡效果。刘国顺提出了“固碳培肥，碳氮调节”的土壤保育技术理论，为我国土壤保育提供了理论依据。
企业推广不遗余力
广阔的市场空间与国家提倡的耕地质量保护行动形成合力，正推动着炭基肥产业快速前行。近年来，河南惠农土质保育研发有限公司、辽宁金和福农业科技股份有限公司等一批炭基肥企业跨步成长，目前，国内生物炭基肥累计推广应用已达575多万亩，新增经济效益4.5亿元。
作为炭基肥领域的元老代表企业，惠农集团系列专用高炭基土壤修复肥已在湖南、贵州等8省打开市场。董事长袁占军透露，今年集团将重点从终端有机农产品认证切入，布局高端市场，通过保障农产品优质优价，再扩充销路。
贵州省烟草公司毕节市公司副经理翟欣介绍，2018年，贵州省烟草公司已将施用生物炭基肥列入全省烤烟生产关键技术。截至目前，贵州全省生产炭基有机肥8922.12吨，在烟草上推广面积达14.93万亩，2019年计划推广应用面积突破33万亩。
施可丰化工集团总经理孙运生爆出猛料，该公司100万吨炭基肥项目已于今年6月正式启动。“近期一场订货会，我们收到了5000吨炭基肥销售订单。明年我们的销售目标是5万吨。未来，会实现销量逐年几何倍增。”谈及市场布局，孙运生透露，南方是公司炭基肥进军的首个战场。
陈温福给记者算了这样一笔账：若将我国每年30%的秸秆进行生物炭产业化利用，就能形成规模超过2500亿元的生物炭基肥或土壤改良剂产业，每年带动农民直接增收588亿元。炭基肥的发展春天已经到来。
创新模式为推广提速
辽宁金和福董事长刘金提出了“分散制炭、集中制肥”的炭基肥创新运作模式。刘金表示，他们将在每县招募一家具备炭基肥生产能力的合作伙伴，设在乡镇的加工点负责从当地种植户回收秸秆，同时借助设备加工成生物炭，为县工厂提供炭基肥原料。刘金透露，截至目前，合作建立的县域炭基肥生产工厂已经突破40家。“这种模式解决了秸秆回收成本高和新型肥料推广难两个痛点。农户可以用秸秆换取等值的炭基肥，一箭双雕。”
无独有偶，贵州省烟草公司毕节市公司也采用互动模式。翟欣介绍，公司采用“合作社回收、烟草补贴、企业加工”，探索置换、半商品化、商品化3种归集方式。置换模式：烟农收集交纳烟草秸秆，置换合作社专业化服务或置换一定数量的炭基肥。半商品化模式：针对50亩以上的种烟大户，合作社向烟农补贴一定的劳动力成本，帮助其清除烟草秸秆，烟草秸秆归合作社所有。商品化模式：合作社按程序公布收购标准和价格，向社会直接购买烟草秸秆。烟草秸秆归集后，由合作社就地粉碎打包压缩，集中储存，交售给炭基肥厂。
推广技术障碍要扫清
陈温福呼吁：“用更划算的方法制作炭基肥，是产业同仁应持续攻关的领域。”
农业农村部规划设计研究院、仟亿达集团股份有限公司、合肥德博生物能源科技有限公司等详细介绍了生物质热解炭化联产技术创新、生物质多联产技术、生物质高值炭化技术等，这些技术是炭基肥生产降低成本的重要突破口。成本降低，则意味着炭基肥将在市场中爆发出更为强劲的竞争力。
据介绍，中国生物炭产业技术创新战略联盟成立于2017年6月13日。孟军表示，中国生物炭产业技术创新战略联盟致力于为联盟成员搭建与政府、专家、同行间交流合作的大平台、解决产业各阶段发展的壁垒。《生物炭基有机肥料》标准的完善和实施，正是联盟工作的重中之重，也是扫除炭基肥推广应用技术障碍的重要途径。
目前，以生物炭为基质的炭基肥主要有炭基有机肥、炭基无机肥、炭基有机无机复合肥（复混肥）3类。生物炭产品具有的保水保肥、改良土壤和促进植物生长的作用是由生物炭的性质决定的。
生物炭以作物秸秆等农林植物废弃生物质为原料，在无氧或低氧条件下，在400℃～700℃裂解得到稳定的固体富碳产物。生物炭主要由芳香烃和单质碳或具有类石墨结构的碳组成，一般含有60%以上的碳元素，以及氢、氧、氮、硫和丰富的矿质元素等。
炭基肥的功效可归功于以下3个因素：
一是稳定的支架碳。支架碳是生物炭的主体，由单质碳或类似石墨结构的芳香碳组成。这一部分碳可溶性极低、溶沸点极高，具有高度羧酸酯化、芳香化结构和脂肪族链状结构，使生物炭具备了极强吸附能力和抗氧化能力。
一部分碳结构保留有原生物质的细微孔隙结构，比表面积大，能吸附重金属、农残等污染物，植物对污染物的吸收减少。能吸附植物一时不能利用的氮素养分，后期缓慢释放，提高氮肥利用率。这部分支架碳还能吸收水分子进入小孔中，当干旱发生时，小孔可以保护水分子不被迅速蒸发，具有保水效果。尤其值得一提的是，支架碳是有益菌生长繁殖的“小房间”，让有益菌免受外在环境的胁迫，促进有益菌在植物根系的定植，提高微生物菌肥的效果。
二是小分子的有机碳。生物炭在制备过程中会产生一些小分子的有机碳，这部分碳是生物炭中的活性成分。他们被吸附在支架碳上，能够被植物和微生物利用，促进植物生长和微生物的繁殖。一般生物炭肥使用后马上表现出的效果往往是由这部分小分子碳提供的。
三是丰富的矿质元素。由于生物炭是植物煅烧而成，植物中含有的钙、镁、钾、硅等大中量营养元素和铁、锰、铜、锌等微量元素均保留在生物炭中，施入土壤后可以补充土壤中的矿物质养分。另外，由于这部分营养元素一般以碱性形式存在，也具有改良土壤酸性的作用。
