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            林啟美專訪:生物炭的前景怎么樣?研究生物炭的意義在哪里?
            作者:時科碳肥 時間:2020-06-28 10:04:16 閱讀:

            中國農業大學林啟美教授

            林啟美:中國農業大學教授、博士生導師,BIOCHAR期刊編委。


            專家觀點:

            我們如何突破自然規律,快速地提高土壤有機質含量,這既是科學問題,也是技術和社會問題。施用生物炭可能是一個可行的技術途徑,我想,這也是研究生物炭的意義所在。

            訪 談

            炭索未來:林老師您好!生物炭早已成為熱點,但爭議不斷,您怎么看?

            林啟美:是的。不過,有爭議也屬正常。首先,我們應該將科學研究與技術研發及應用分開來談,科學研究是探索未知的東西,開發人類的智慧,極少功利性;而技術研發及應用目的在于解決實際問題,社會屬性很強。

            生物炭屬于新生事物,有多種作用和潛在的價值,比如:增加土壤碳匯、減少溫室氣體排放、修復污染土壤、開辟秸稈利用新途徑等等,土壤學家、農學家、環境學家、生態學家、能源學家等都對它感興趣,開展大量的研究,但還有很多不確定,推廣應用還有一定的距離。此外,我個人認為農業生物炭應用是一種戰略性的投入,我們應重視生物炭的長期效應。同時,對生物炭的研究和應用,目前還有很多不確定和未打開的空間。


            炭索未來:是否也正是這些很多不確定,才是生物炭的魅力所在?對于生物炭,究竟是什么在吸引著大家?

            林啟美:一千多年前,亞馬遜河流域古印第安人遺留下的土壤已經告訴大家了,這片5000多公頃的黑土是當地最肥沃的土壤,整個土體生物炭含量非常高,黑炭占有機碳40%以上,玉米等作物產量比周邊土壤作物產量要高得多。這說明生物炭既可以維持較高的土壤肥力,同時也可以實現碳封存,起到雙重作用,這才是生物炭最吸引人的地方。這也提示我們:生物炭可能是肥沃土壤中不可缺少的成分,保障土壤發揮其生產與生態環境雙重功能。


            炭索未來:生物炭可以在土壤中實現碳封存?

            林啟美:是的。碳封存實際上就是把活碳變成死碳。只有將秸稈等生物質炭化還田,才能實現土壤特別是農田土壤碳封存,這可能是有百利而無一害的措施,土壤學家、生態環境科學家、氣候學家都對此十分感興趣?茖W家們估計過,如果全世界的土壤,都像亞馬遜流域的黑土那樣含有較高的生物質炭,就可以封存大量的碳,從而緩解大氣二氧化碳含量不斷升高,緩解氣候變暖。

            林啟美專訪:生物炭的前景怎么樣?研究生物炭的意義在哪里?

            炭索未來:那么這其中是否也帶出了一個核心爭議——生物炭究竟是不是土壤有機碳/有機質?

            林啟美:對。目前有兩種觀點,一是認為生物炭是土壤有機碳的一個組分,也有人認為生物炭是死碳,不是土壤有機碳。我個人認為,活性不太高的生物炭,應該也屬于土壤有機碳/有機質非常重要的一個部分。

            實際上,狹義的土壤有機碳/有機質包括胡敏素、胡敏酸和富里酸等腐殖物質和非腐殖質(即各種有機物質),而廣義的土壤有機質是指存在與土壤的各種有機物質,顯然包括各種炭化的物質,如生物炭。

            亞馬遜黑土給我們一個很重要的提示,整個土體含有很高比例的黑炭,是其高肥力的主要特征,這一方面說明生物炭/黑炭是土壤有機碳/有機質不可或缺的成分,另一方面可能暗示我們僅提高表層土壤黑炭含量可能不夠,需要考慮一定深度土體的黑土含量。

            亞馬遜流域黑土
            炭索未來:其實一切問題的核心,都在于土壤有機質?如何提高土壤有機質呢?

            林啟美:青山綠水就是金山銀山,實際上與土壤有機質緊密相聯,“藏糧于地,藏糧于技”也包含如何快速地提高土壤有機質含量。我們國家耕地復種指數高,沒有休息時間,土壤有機質消耗比較多,難以累積。因此,根據我國國情,關鍵問題是:我們如何突破自然規律,快速地提高土壤有機質含量,這既是科學問題,也是技術和社會問題。施用生物炭可能是一個可行的技術途徑,我想,這也是研究生物炭的意義所在。


            炭索未來:您在生物炭研究中,最關心的是如何使生物炭成為土壤中不可缺少的一部分?

            林啟美:是的。我確實將生物炭視為土壤一個組分,認為生物炭與礦物質、腐殖質等組分之間發生相互作用,我們的目的在于如何構建“和諧”的土壤組分,使它們之間相互融洽,相互作用很強烈,以保障發揮生產和生態環境服務功能。

            我國是農業大國,75%左右的農田是中低產農田,其中一些根本問題就是土壤物理性狀惡化。我的夢想就是通過施用生物炭,將中低產田土壤物理組分調節到合適的比例,達到“永久性”的高肥力狀態,成為亞馬遜黑土,也避免過度依賴化肥。但目前還需要開展全方位的研究,需要大面積長期的田間試驗。

            時科生物炭
            炭索未來:對于生物炭的研發和應用,需要有統一的布局和規劃。您提出,如果能夠把中國的社會制度優勢納入進來,那么生物炭發展會少走很多彎路,發展會更快?

            林啟美:是的。目前對于生物炭的研究和應用存在太過分散的現象,大家的勁兒沒使在一起,我們需要聚焦。中國制度的優勢就在于有規劃,可以集中財力、物力和人力做大事,這是我們的制度優勢。當然,科學研究與發展有其自身的規律,人力過度的控制不一定是好事,這是一個矛盾體。但如果大家能夠在一起廣泛交流,慢慢形成一個研究發展方向,再結合中國制度的優勢,生物炭發展會少走很多彎路,發展可以更快一些。


            炭索未來:您認為,當前對生物炭的研究和應用需要聚焦。應該往哪里聚焦呢?

            林啟美:我認為:第一,回答生物炭是否是或為什么是土壤不可或缺的組分?具體包括主要耕地多深的土層土壤生物炭合適的含量及比例多少?

            第二,生物炭對土壤物理性質的影響,尤其是對土壤水分的影響,數據很少,尤其是田間試驗數據幾乎沒有,亟待加強。

            第三,生物炭對土壤生物影響的研究,建議放在對土傳病害和連作障礙影響的研究。

            第四,區域性的生物炭管理。根據流域特征,有機地結合地形地貌、自然條件、種植結構、秸稈等生物質處置與利用、以及水土流失控制、減肥減藥等,形成流域性的生物質炭還田水土流失防治體系。

            第五,生物炭在城市土壤、綠化及海綿城市建設中的應用。重點是如何將城市居民有機垃圾、園林廢棄物等炭化還土,快速改良城市生土,加快綠地建設,降低綠地管護成本;增強土壤透水性,建設海綿城市。


            炭索未來:您提到,生物炭本身是一個系統性產品,如果企業單一的對生物炭進行產品開發,可能會很難生存?對生物炭的研究要如何落地呢?

            林啟美:國家提倡價值鏈、產業鏈建設,生物炭產業實際上涉及到產業鏈形成和價值鏈提升,所以不能單一運作,否則很難生存。比如:從有機廢棄物安全處置與高效利用,到炭基產品開發,再延伸到土壤改良及環境治理,把生物炭的價格均攤到不同環節中,也要求必須與其他產業合作,形成產業鏈,各個環節最終形成生物炭利益共同體。目前,所有的成本都在生物炭本身,導致生物炭價格比較高,企業受不了,用戶會承擔不起。如果形成系統,形成生物炭產品的多元化,這些問題就會解決。事實上,我國已經有了先河,陳溫福院士團隊領銜成立的生物炭產業聯盟,就是生物炭聯動機制的一個舉措。

            時科農業循環創新突破
            炭索未來:目前,我們對生物炭的研究和應用是屬于初期階段,對嗎?

            林啟美:對。目前,科學認知還不全面,技術上還有缺陷,產品還比較單一,生物炭產業規模還很小。


            炭索未來:您看好生物炭的未來前景嗎?

            林啟美:我還是挺看好它的。主要是因為它與農業、與人類生活的基本材料土壤緊密相關,與植物生長緊密相關。大家對它越來越重視,國家對它也越來越重視。但需要同行共同努力,加強交流合作,引起國家重視,給生物炭研究和應用更多的支持,同時鼓勵大型企業的投入。

            生物炭本身就是一個系統性的產品,只是土壤學科自己唱戲,那也唱不好。它需要我們大家一起把生物炭的研究深度、產品研發、推廣應用等等做成中國特色的生物炭產品。


            以上訪談感謝林啟美老師!

            發布平臺:炭索未來

            采訪人:王見




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