当代“卖炭翁”的绿色 “炭”索

  “卖炭翁，伐薪烧炭沈农中”，中国工程院院士、沈阳农业大学教授陈温福自诩为“卖炭翁”，他本是一位研究水稻的“稻院士”，现又成为研究生物炭的“炭院士”。作为全国人大代表，他多次呼吁通过秸秆炭化还田提升耕地质量、确保国家粮食安全。

  十多年前，陈温福在研究水稻育苗基质时无意间接触到生物炭，自此对生物炭研究一发不可收拾，他自己常说这是“不务正业”。同为院士的李玉是看着“生物炭”逐渐发展起来的，他说“这哪儿是‘不务正业’，而是‘大正业’啊”。如今，沈阳农业大学生物炭团队已从当初的一两个人发展壮大为有20多人的科研队伍，并于今年11月15日成立生物炭研究院。

  沈阳农业大学校长陈启军表示：“沈阳农业大学组建生物炭研究院恰逢其时、更任重道远。研究院的成立，凝聚了陈温福院士团队十多年的艰辛探索，还寄托着学校建设‘全国一流、东北特色、沈农品质’高水平大学的目标，希望以此为我国农林废弃物综合利用和农业可持续发展作出新的贡献。”

  生物炭一般是指秸秆等农林废弃物生物质在缺氧条件下热解形成的富碳产物。千百年前，人们就开始将生物炭用于燃料、防腐剂、火药等诸多领域，炭的制备是人类在长期生产实践中摸索出来的一项古老的实用技术。

  沈阳农业大学生物炭研究起步于2005年；2009年，在陈温福的主持下，由水稻研究所抽调部分人员组建沈阳农业大学生物炭工程技术研究中心；2011年，获批组建辽宁省生物炭工程技术研究中心，成为中国首家省级生物炭专门研究机构；同年，获辽宁省教育厅立项支持，组建辽宁省高校重大科技平台。

  2016年，辽宁省发展和改革委员会批准组建辽宁省生物炭技术工程实验室；2017年，辽宁省科技厅批准组建生物炭产业技术创新团队，并牵头成立中国生物炭产业技术创新战略联盟；2019年，加入国家农业科学技术创新联盟；2020年，成立沈阳农业大学生物炭研究院。

  中国工程院院士朱有勇认为，生物炭研究院的成立是生物炭研究发展过程中的一个里程碑，体现出两个创新，一个是学科与学科之间的创新，一个是生产与应用之间的交叉创新，生物炭研究之路会越走越宽、越走越辉煌。

  沈阳农业大学是一所地方与中央共建的全国重点大学，是高校基础能力建设工程重点建设高校。生物炭研究院以沈阳农业大学作物学学科为支撑，与农业资源与环境、农业工程等交叉，在“秸秆炭化还田”理论指导下，自主设立“生物炭与作物生态环境”二级学科，以生物炭为核心，围绕先进适用炭化工艺与设备、生物炭新材料创制与多元化产品开发等方面开展系统研究。

  生物炭研究院院长孟军说，成立研究院是打破学科界限、促进学科融合、出大成果的需要，也是促进科学技术与产业经济融合发展的需要。近年来，虽然生物炭研究群体逐渐壮大，但成果碎片化现象明显、产业支撑能力不足，亟待通过多学科融合发展，加速形成系统性成果、大成果、落地就能用的好成果。

  日前，中国科学院科技战略咨询研究院等机构联合向全球发布了《2020研究前沿》报告，报告基于2014年至2019年的论文数据，遴选展示了包括农业科学等11个高度聚合的大学科领域中较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和38个新兴前沿，生物炭名列其中。

  辽宁省教育厅、科技厅组织专家对生物炭研究院“生物炭与炭基农业”项目进行了鉴评。专家组认为生物炭研究院率先提出并构建了“秸秆炭化还田”理论与技术体系，确立了“以生物炭为核心，以生物炭基肥料和土壤改良剂为主要研究与产业发展方向”的技术路线，研发出秸秆炭基肥料系列产品并形成了炭基肥施用的肥料增效技术体系，为我国农业绿色发展提供了技术支撑。

  2019年，由沈阳农业大学主办并与施普林格·自然集团合作出版的全英文季刊BIOCHAR正式在线篇次，引起国内外学者的广泛关注。

  该刊已入选2020年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目。2019年9月，生物炭工程技术研究中心成功举办“第一届生物炭研究与应用国际研讨会”，吸引了来自全球19个国家的641名同行参会。

  2017年6月，“中国生物炭产业技术创新战略联盟”在沈阳农业大学成立，这是国内第一家生物炭科学技术创新联盟。联盟是由高等院校、科研机构和企业形成的联合开发、利益共享、风险共担的非营利性技术创新合作组织。2019年12月，经国家农业科技创新联盟秘书处研究决定，将该联盟作为产业性联盟纳入国家农业科技创新联盟框架，并正式更名为“国家生物炭科技创新联盟”。

  生物炭技术的发展得到了主管部门关注，先后得到国家水稻产业技术体系、国家重点研发计划项目支持。《全国农业可持续发展规划（2015-2030年）》明确列示“生物炭改良土壤”，为生物炭产业高质量发展奠定了政策基础。

  今年，“秸秆炭基肥利用增效技术”还被列入农业农村部2020年十大引领性技术。在标准方面，《NY/T3041-2016生物炭基肥料》《NY/T3618-2020生物炭基有机肥料》农业行业标准已正式发布，为依法依规进行产业建设提供了指引。

  法库县孟家镇孤树子村的许多农户现在都愿意使用炭基肥，村民们向记者反映：“用了炭基肥，玉米在生长初期抗旱效果好，长得壮、保墒效果好。更难得的是，原来板结的土壤变得暄乎了，还能增产近一成。”沈阳隆泰生物工程有限公司在生物炭团队的支持下，已生产出炭基玉米、水稻、花生、大豆、马铃薯等系列生物炭基肥，具备了年产10万吨炭基肥的生产能力。

  一项好的技术不仅要在理论上讲得通，更要具备经济可行性。为了在市场条件下、在不增加农资成本、不改变耕作栽培习惯的情况下实现秸秆炭化还田，生物炭团队充分利用生物炭孔隙结构丰富、吸附能力强等优点，以其为载体开发出生物炭基肥料，显著减少养分淋溶损失、提高养分利用效率。

  生物炭在生产端聚焦秸秆、在应用端聚焦生物炭基肥料，“秸秆炭化还田”已成为当前我国生物炭产业技术研究的主线，可有效衔接第一、第二产业，有望成为我国农业绿色发展的支撑性技术。

  目前，“国家生物炭科学技术创新联盟”已有79家高等院校和企事业成员单位，产业群体不断壮大。在生物炭联盟中，企业成员涉及生物质炭化技术与装备、生物炭基肥料产销、土壤改良、环境治理、碳资产交易等不同环节，组成了一条较为完整的产业链。

  沈阳农业大学生物炭研究院成立后，将把“秸秆炭化还田”进一步拓展为“炭基农业”，即将生物质炭化综合利用全面融入区域农工业生产和农民生活，以优质农产品、绿色农业生态、良好农村环境为主要经济、生态和社会效益产出，以绿色、低碳、循环、可持续为重要特征，实现三产融合的农业农村整体发展。

  陈温福说，生物炭是一项功在当代、惠及子孙的战略性新兴起的产业，我们大家可以用生物炭生产新能源，调整农村能源结构；可以用生物炭改良土壤，让贫瘠的农田迸发出生机；可以用生物炭固碳减排，应对日趋剧烈的气候平均状态随时间的变化；也可以用生物炭服务“三农”，促进农业的可持续发展。为了给子孙后代留下一片良田沃土、一片绿水青山，沈阳农业大学生物炭团队正以生物炭研究院创立为新起点，继续开发绿色科技，“炭”索未来！

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