在五月鲜花盛开的时节,我们走进南京市栖霞区龙潭街道大棚村东南角的水稻田间,一排蓝色的厂房格外引人注目。厂房内高大的气化多联产炉巍然矗立在左侧,工人们将一捆捆秸秆倒入机器进料口,伴随着机器高速运转,在经过其内部燃烧与热解过程后,产出了优质的生物质炭。
“这是生物质在高温下热解产生的特有气味,也是秸秆转化为生物炭的神奇过程。”工作人员解释道,机器的另一端,黑色的生物炭不断被产出,它们从出料口滑落,整齐地堆叠在一起。
生物炭是指利用农林废弃物等生物质,在缺氧和一定温度条件下经热解后形成的稳定的富碳产物,施入田间后可起到改良土壤、缓释肥料、钝化重金属、固碳减排、提升农作物产量和品质及推动农业绿色高质量可持续发展的作用。
生物质炭是百利无一害,不仅可以将废弃的秸秆处理,还能变废为宝、产出对农民有用的“黑色黄金”。该基地建设运营方——南京年达环境科技有限公司从2016年开始研发生物质炭化生产线,在2021年规划建设厂房、设备及216亩水稻试验田。经过不断升级改良后,于2023年年初正式投产运营。该基地已形成一种生态循环模式,农民不用再为秸秆处理发愁,街道、村庄也无需为防止秸秆焚烧“看死守牢”,在增加地力的同时,化肥用量减少,降低农民种植成本,减轻农民负担。
村民王正翠说:“我家6亩田种植油菜和玉米,两季的秸秆数量约为7.2吨,以前总要想办法处理,现在都是直接由村里打包送往基地处理,可省心了!”
受益的并非王正翠一家,在大棚村,工作人员会将农户两季的秸秆捆扎好再送往该基地,全年能输送玉米、油菜秸秆约410吨。而整个龙潭共有约2万多亩耕地,能产出近2万吨秸秆。那么,能得到多少生物炭呢?
南京年达环境科技有限公司董事长陶圣年说,基地利用秸秆产出生物炭的比例约为4:1,根据当前机器运转情况来看,基地一年可吸纳3-4万吨秸秆,产出约1万吨生物炭。
生物质炭依据其表面孔隙大、抗生物分解力、抗氧化力和吸附力的特性,可以有效改善田地里的土壤结构、增加土壤碳含量,也正如此才能在改良后的土壤上种出优质的炭基水稻。
陶圣年说:“人类要有健康的身体,粮食要有健康的土壤,才能有食品的安全。优质的土壤自然能生长出优质的炭基生态大米。”如果用手托起一株稻穗,便能看到其尖端部分,一簇簇饱满的谷粒整齐排列,质地坚硬,宛如小小的瓷球,碾开其金黄外衣,谷粒的表面光滑圆润,手指尖还能隐约感受到一丝润感。这种用生物质炭种出的炭基大米,闻着香,口感好。
把生物质炭撒在农田里,种植出的炭基大米比普通农田种出来的大米营养价值要高,经过专业检测,质量等级已达优等一级,并且基地试验田水稻亩产能增长到1210斤。而稻田的另一边,面积约3000平方米的共享菜园也已建设完成,上面种有青菜、生菜等绿叶菜,后期将通过“村委+农户+市民”的趣味认领方式,让市区亲子家庭体验农耕乐趣,进一步增加土地收益的同时,带动周边旅游发展,为村民增收致富。
炭化还田,智造“黑土地”。采用炭化还田,不仅可以有效解决农林废弃物难题,实现农业碳中和目标,还能为我国中低产田改造带来好处,提高种植产量。数据显示,我国年产秸秆、林业等残余物约17.5亿吨。这些巨量的农林废弃物若直接还田,所固定的二氧化碳只有约3%可回归到土壤碳库。但若将其中的四分之一制成生物炭归还土壤,可直接固碳约2亿吨。因此,将农林残余生物质炭化还田,可在“变废为宝”的同时,实现农林碳汇倍增。
当前,土壤受化肥、农药、除草剂等影响,存在重金属污染、养分失衡、土地退化、土壤水分不足等众多难题。炭化还田能在一定程度上“修复”土壤,为此,“秸秆炭化还田多联产技术项目”一落地大棚村,就得到了省、市、区相关研究单位和政府的大力支持。
南京林业大学教授、新能源科学与工程系主任周建斌认为,炭化还田是土地的一种营养反哺,是“原汤化原食”的智慧。他建议,政府可制定相关的扶持政策与措施,确保国家粮食安全;各地方可结合自身科教资源优势,建立相对应的技术研究中心,搭建生物炭研究与技术开发平台,通过试验示范基地建设来促进生物炭产业的快速发展,助力乡村振兴。(刘贵 张晋兴)
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