立足生物炭研究前沿 着眼改善我国被污染土壤
国际生物质炭联盟（IBI）咨询委员会专家、第四届亚太生物炭大会组委会主席、广东省生物炭工程技术研究中心主任王海龙：
他首先在PPT上向与会人员展示了广东省生物炭工程技术研究中心的组织架构图，由王海龙担任主任，广东大众农业科技股份有限公司副总经理、高级工程师刘兴元和广东省农业科学院农业资源与环境研究所主任、副研究员担任副主任。他说，中心成立以来，已经开发了3代供实验室用的小型炭化设备，毕节国家烟草行业生物炭基肥工程研究中心的炭化设备就是由广东省生物炭工程技术研究中心所开发。
其次，在讲述生物质材料对生物质炭品质的影响时，他说，填埋、焚烧等传统的园林绿化废弃物的处置方法，造成营养元素流失的同时，还会对环境带来二次污染。据有关部门统计，一万株行道树每年可产生600吨的园林垃圾，仅杭州西湖景区，每年就可产生约1.2 万吨的园林绿化废弃物。接着，他以香樟、法国梧桐、红叶石楠、桂花的碳化采集的相关数据为实例，进行生物炭制备分析，即将枝、叶分别通过热解碳化后，对所得到的固体生物炭进行工业分析、元素分析，再通过相关实验，分别从香樟、法国梧桐、红叶石楠、桂花枝叶的碳化生物炭中提取出水分、挥发分、灰分、固定碳和碳、氢、氮、硫、氧元素的含量数据，形成表格并对其进行对比分析讲解。
再次，生物质炭在修复污染土壤中的作用，主要由碳含量超过80%的生物炭具备的高孔隙度、低容重，高度芳香化，在土壤中具有高度稳定性，在温室气体减排方面具有巨大的潜力等特性决定。在土壤中添加生物炭可以增加碳封存，解决土壤碳素负排放的问题；可以有效增加农作物产量，增加土壤保肥能力；有效减少土壤营养物质的流失、降低对化肥的需求，改善土壤的水质量，增加土壤矿物质营养等。还可以有效增加土壤菌根真菌活性，从而减少甲烷、一氧化氮等温室气体排放；还可以避免稻草还田引起稻田土壤的大量甲烷排放，降低土壤酸度，增强土壤保水能力，进而修复被污染的土壤……他还指出，我国土壤污染面积广，受污染的耕地约有1.5亿亩，其中重金属污染占80%以上；土壤污染危害极其严重，全国每年就因重金属污染而减产粮食1000多万吨，被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨，已经成为严重的民生问题，生物质炭可以通过吸附钝化污染物修复污染土壤。
最后，他对生物质炭在去除水中污染物的作用进行分析。他说，土壤中的污染物有被包裹在土壤颗粒内部、吸附在土壤颗粒表面、溶液中与配位体结合、游离在土壤溶液中等四种形态，只有溶液中的游离态污染物容易被植物根系吸收，生物质炭可以通过吸附钝化土壤溶液中的游离态污染物，降低污染物进入食物链的风险。接着，他在PPT上向大家展示了生物质炭能够减少烟草中的有害重金属、生物质炭能够减少蔬菜中的重金属的应用研究情况的图片，展示了生物质炭能够提高空心菜的养分利用率、增加产量的炭基土壤调理剂可行性研究的部分试验结果。
此外，王海龙还介绍了生物质炭和纳米材料土壤调理剂的研发情况，向与会人员展示了纳米材料能够降低土壤重金属有效性的探索。
生物炭与烤烟养分管理
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员张云贵：
在《生物炭与烤烟养分管理》的报告中，张云贵首先解读了烤烟种植的“苦与难”，其次指出土壤养分管理的“土壤困境”，最后对生物炭与土壤理化及农学效应进行分析。
一、烤烟种植的“苦与难”
他说，目前我国烤烟种植面临种植面积减少、户均面积增加、基本烟农在流失的状况，通过三年调控，全国烟叶种植面积逐步调减500余万亩，收购量渐进调减1200余万担；调减卷烟销量计划200万箱。中国疾病预防控制中心《2015中国成人烟草调查报告》显示，我国烟民总数达3.16亿，占世界烟民总数的1/3；戒烟态度调查显示：越年轻烟民越反对戒烟！相较而言，工厂的工人可以终生打造某种螺钉，但农民就不能只会作物生产全部工序，因为农民要挣自己工钱，就要对作物生产进行投入，可投入受到抑制。
他指出，肥料是烟农的物资成本，在种植烤烟的比较效益不增加的条件下，增加肥料投入不是烟农的选项，这决定了生物炭产品研发的定位。相对而言，烤烟种植的技术含量远远超过普通的大田作物。目前国内推广的大户种植模式正在失去基本的铁杆烟农，大户种植的有机肥用量显著低于传统烟农。同时，铁杆烟农从传统有机肥使用中受益，是有机肥的支持者。因此，种烟收益会决定今后烟农的肥料选择，包括生物炭产品。
二、烤烟养分管理的“土壤困境”
从烤烟养分需求“少来富、老来贫”的特点入手，张云贵的研究团队分别于2010年3月13日和14日、2013年2月26日和27日使用差分GIS预设50米×50米网格点导航定位，对同一块地进行土壤采样，每次采集133个土壤样品。测试土壤的PH值、有机质、硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾等，结合该地块每年养分投入的情况进行分析。结果显示，烤烟施肥现状是氮、磷、钾投入不平衡导致土壤的有机质和PH值下降的主要原因。同时，他还对贵州烤烟生长期土壤氮、肥料氮和作物氮的关系进行研究，对烤烟氮来源于土壤和肥料氮的比例展开分析，结合贵州典型植烟土壤矿化动态情况分析后，张云贵指出土壤供氮过高是制约贵州烤烟上部烟叶质量的关键因素。
他说，从烤烟养分管理的角度，生物炭对土壤理化性质和农学效益的影响及对肥料的缓释作用是研究的重点。“少来富、老来贫”是烤烟养分吸收的基本特征，相关研究显示中上部烟叶氮素超过50%来源于土壤供氮。所以，他说成熟期土壤供氮过高是制约中上部烟叶质量的关键因素；烤烟施肥是导致有机质和PH值下降的主要原因，会影响烟叶持续生长发展。因此，生物炭对植烟土壤的意义在于增加土壤的碳含量，调节土壤的酸碱度，持续改良土壤结构，有效改善烤烟养分管理，破解种烟地块土质恶化的困境。
三、生物炭与土壤理化及农学效应
张云贵在介绍生物炭与土壤理化及农学效应研究时，先对照分析了毕节市土壤有机质含量与海拔高度之间的关系。再以生物炭的高比表面积增加土壤保水性，大量表面负电荷增加土壤有机碳、保留土壤养分，碱性改良土壤酸性，多孔性降低土壤容重、改善土壤微生物生长和繁殖环境等为研究的依据；探讨生物炭对土壤有机碳提升作用，对土壤物理性状的改良作用，对土壤化学性质及养分的影响作用，对烤烟养分吸收及烟叶品质的影响等问题。还将生物炭在肥料中的应用（炭基肥）和烤烟生长季土壤呼吸规律及土壤碳损失量进行对比分析，并指出在烤烟种植过程中施用炭基肥可以增加烟地土壤含碳量和有机质。［未完待续］（整理/毕节试验区 刘宇浩）
