五谷丰登，离不开沃土的滋养。然而，随着人口增长、城市化进程加快，以及农业生产过度依赖化肥和农药，我国耕地资源日益紧张，土壤质量不断下滑。这片承载生命之源的根基，正承受着日益加剧的压力。
截至2019年，我国人均耕地面积不足世界平均水平的40%，超两成的耕地质量堪忧，土壤平均有机碳含量低于全球平均值30%，土壤退化与酸化问题交织，重金属和有机污染物影响严重。如何恢复和保护这片承载粮食安全与生态健康的沃土，迫在眉睫。
面对一系列挑战，近年兴起的“生物炭”技术或将成为解决之策。在我国辽宁岫岩和内蒙古兴安盟，当地农户正借助“生物炭”技术实现耕地保育与减排固碳，为推动地方农业绿色发展提供新机遇。
一、生物炭， “治土” 与 “固碳” 的 “黑色黄金”
生物炭主要由秸秆、稻壳、果壳、木屑等农林废弃物，在低氧或缺氧环境下经高温裂解制成，素有“黑色黄金”之称。农业生产中产生的大量废弃物若直接焚烧会造成污染，将其转化为生物炭则实现了农业废弃物的资源化利用。此外，生物炭对土壤改良效果十分显著，单独或作为添加剂施用于农田时，能同步实现“治土”与“固碳”双重功效。
在土壤保育方面，生物炭可有效提升土壤肥力，其全含碳量可达30%~90%；其独特的多孔隙结构能够增加土壤孔隙度和含水量；所含的碱性盐基离子可中和酸化土壤，缓解过度施肥造成的盐基离子流失和土壤酸化。
在污染治理方面，生物炭可降低土壤中重金属的活性，吸附有机污染物，为土壤构筑一道“防护网”。研究证实，通过改善土壤健康，生物炭可使中国农田有机碳储量提升约19亿吨，助推作物增产达19%。
更深远的意义在于，生物炭是农业领域少有的“负碳技术”。生物质中的有机碳经高温裂解后，会转化为惰性碳，可稳定封存数百年至数千年，从而形成巨大的碳库。同时，它还能减少其他温室气体排放：通过增加土壤孔隙度、形成好氧环境，减少甲烷排放；通过降低氮肥需求、调控微生物活性，减少氧化亚氮生成。
研究估算，全球范围内可持续施用生物炭的年减排潜力最高达18亿吨二氧化碳当量；中国学者测算，生物炭在国内的年负排放潜力最大可达9.2亿吨，相当于为地球安装了一台“农业碳捕集器”。
随着农业绿色转型与“双碳”目标的双重驱动，生物炭技术正获得政策赋能。在国家层面，2017年农业农村部发布的《关于推介发布秸秆农用十大模式的通知》，率先将“秸—炭—肥”模式纳入重点推广体系。该技术以生物炭为载体复合传统肥料，形成具有缓释特性的炭基肥，这种创新肥料如同给养分装上“延时胶囊”，既能提高肥料利用率，又能减少养分流失。
近些年相关政策持续加力：2020年，秸秆炭基肥利用增效技术入选农业农村十大引领性技术，在辽宁、云南、吉林、河南等省进行集成示范与推广；2021年，秸秆炭化还田减排固碳技术当选重大引领性技术。《秸秆综合利用技术目录（2021）》和《农业农村减排固碳实施方案》更明确将秸秆炭基肥生产技术列为资源化利用的核心路径，推动秸秆从农业废弃物向碳基产品的战略转型。
二、辽宁岫岩：生物炭肥让黑土地焕发生机
辽宁省是我国重要的产粮大省，其粮食产量一直名列前茅。2023年，全省粮食产量达2563万吨，单产水平比全国平均水平高出22%。这一成绩的背后，离不开珍贵的黑土地支撑。全省黑土区面积达2800万亩，占全省耕地总面积的三分之一以上，不仅为辽宁省提供了丰富的粮食资源，也构筑起辽宁农业高产稳产的根基。
因此，辽宁省多年来始终高度重视黑土地保护，先后出台 《辽宁省黑土地保护规划（2021—2030年）》 《辽宁省黑土地保护实施方案 （2021—2025年）》《辽宁省高标准农田建设规划(2021—2030年)》等政策文件，为农业的可持续发展打下坚实的基础。尤其在辽东半岛北部的岫岩满族自治县，这里以多山地貌为主，适宜耕地面积有限，但这并没有妨碍当地的农业发展，而是探索出了因地制宜的高效发展路径。
十年前，辽宁省生物炭工程技术研发中心开始在岫岩开展生物炭基肥的试点工作。团队将田间收集的秸秆等农林废弃物运至集中加工点，通过专业设备进行缺氧热解炭化，生产出生物炭，或直接加工成针对不同作物（玉米、花生、水稻、马铃薯等）的专用生物炭基肥料。
2015年数据显示，岫岩满族自治县及周边地区超3万亩试点土地施用生物炭基肥后，水稻平均增产8%，玉米增产7.55%，花生和马铃薯分别增产9.44%和8.5%。与此同时，农民的收入也得到了提高：通过秸秆综合利用、生物炭材料销售等方式，岫岩地区的农民共增收了328.28万元，当地二氧化碳减排量达3078.8吨。
近年来，随着技术不断成熟，当地企业已能生产适合不同作物的专用炭基肥，玉米和水稻的增产效果更加显著。当地农民向《农民日报》反映，施用炭基肥后，玉米田土壤板结现象得到了改善，化肥使用量也有所减少；相比未使用生物炭的田地，施用生物炭的田块玉米长势明显更好，保墒和增产效果尤为突出。
此外，辽宁省生物炭技术的发展离不开基层治理、科研机构与企业的联动。辽宁金和福农业科技股份有限公司采纳沈阳农业大学陈温福院士的建议，采用“分散制炭、集中制肥”的运营模式，利用乡镇生物炭厂回收秸秆制造生物炭，再通过炭基肥厂生产肥料。这种“产销一体”的模式显著降低了秸秆回收成本，加速了生物炭基肥的推广。目前，与该公司合作建立的炭基肥生产工厂已达15家。
三、内蒙古兴安盟：秸秆变炭肥，治污又富民
内蒙古兴安盟也长期面临土地资源转化挑战。作为我国重要的粮食生产基地，兴安盟农作物秸秆产量巨大，每年产生近1500万吨。长期以来，由于缺乏经济高效的规模化收集、运输和转化技术，加之处理成本较高、便捷的替代方案不足，露天焚烧成为许多农户处理大量秸秆最快速、最省事的无奈选择。然而这种方式不仅造成严重的空气污染，还导致资源浪费。为此，兴安盟正积极寻找解决农业废弃物、改善土壤的有效途径。
为解决秸秆废弃物问题，兴安盟引进了爱放牧生物质新材料有限公司的秸秆中低温厌氧快速炭化分离技术。该技术以兴安盟丰富的农作物秸秆为原料，生产生物质炭基肥、高端专用肥、液体叶面肥、土壤改良剂等系列产品，既解决了秸秆处理难题，又节省了肥料及农药支出，数据显示，爱放牧生物质新材料有限公司年均处理秸秆约30万吨，可生产炭基肥料约9万吨。该公司年销售收入已超过2亿元，并为当地创造了160多个就业岗位。
在内蒙古兴安盟，生物炭还曾与扶贫工作紧密结合，形成精准扶贫新模式。爱放牧集团与科右前旗扶贫办及合作社共同出资建设了5家村级秸秆造粒扶贫车间，企业通过车间以每吨600元的价格回收秸秆颗粒，车间将2%的利润投向扶贫专项基金，用于精准脱贫。此外，爱放牧集团还与32个村合作开展“百村千户—秸秆换炭肥”行动，向近600户贫困户赠送近38吨肥料，推动环境保护与扶贫双赢。
四、生物炭技术推广还需技术、产业、政策多元赋能
在辽宁岫岩和内蒙古兴安盟的成功实践中，生物炭技术都为农业绿色转型提供了有效的解决方案。辽宁省岫岩推广生物炭基肥，不仅提升了粮食产量，也减少了化肥的使用量，同时带动了农民增收。内蒙古兴安盟则将生物炭技术与扶贫工作紧密结合，依托企业与地方合作，通过“秸秆换炭肥”等创新模式，为贫困地区的农民带来了实实在在的经济收益。
然而，要让生物炭技术在更大范围内落地并持续发展，除了地方实践的推动，还需要从技术创新、产业化进程、各方合作和政策引导等多个方面给予系统性支持。
（一）技术层面需深化基础研究
生物炭技术在我国虽处于起步阶段，但科研与产业化领域已走在世界前列——目前全球约一半的生物炭领域SCI论文出自中国学者之手，国家生物炭研究院等科研机构也为技术推广提供了坚实支撑。例如，辽宁省生物炭工程技术研究中心牵头制定了生物炭基肥料农业行业标准；河南省生物炭工程技术研究中心研制的生物炭基肥已在全国16个植烟省区示范推广，累计推广面积超过500万亩。
但大规模推广仍需加强基础研究。目前，生物炭的原料、制备过程以及土壤基本情况等都可能影响其效果，不同研究对生物炭促进作物增产、减少甲烷或氧化亚氮等效用仍存在争议。例如，相关研究表明，在玉米苗期施入生物炭会在一定程度上抑制玉米的生长，在稻田中施入生物炭可能会增加有机物或微生物活性，进而导致甲烷排放增加。因此，为确保技术安全和高效，未来需要开展更深入的研究，找出最佳的施用时机和方式，避免不良影响。
（二）产业层面，成本高、规模小制约推广
当前我国生物炭生产工艺具有优势，成本远低于国外同类产品，但生物炭价格仍较高，限制了市场推广。如何降低成本、扩大生产规模，仍是生物炭产业面临的重要挑战。此外，我国生物炭产业以中小型企业为主导，企业资金相对缺乏，较高的产品价格又导致市场需求有限，进一步制约产业发展。
（三）政策层面需完善标准并加大扶持
政策和标准支持仍需进一步加强。目前，生物炭产品质量标准尚不统一，这在一定程度上影响了产业的健康发展。因此，需要加快出台国家层面的生物炭基肥技术规范和质量评价标准，加大对生物炭基肥企业的产品质量约束。同时，考虑到生物炭基肥仍属于新兴产业，很多农业从业者对其了解有限，社会认知度较低，未来可将生物炭基肥纳入新型肥料推广目录或政府耕地保护项目，推动更多农民了解并采用这一技术。
为了促进产业发展，政府还需加大对生物炭企业的扶持。可通过设立专项资金、提供生物炭生产设备购置补贴等方式，降低企业生产成本，推动产业扩展。此外，考虑到生物炭在固碳减排方面的独特优势，可推动其纳入自愿碳市场，激励企业扩大生产、促进市场健康发展。
保护好脚下的土地，关乎人类共同的饭碗与未来。从辽宁黑土地上生物炭基肥带来的丰饶，到内蒙古兴安盟秸秆变废为宝的智慧，尽管生物炭技术的规模化推广仍需进一步降本、深化研究和完善标准，但各地的探索已初步证明，生物炭是一条可行之路：它不仅能将碳长久封存于土壤，更能让土地更为肥沃，推动农业走向更绿色、可持续的未来。
本文作者：马越 包林洁 吕雅宁
作者单位：绿色创新发展研究院
