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本文在簡要回顧國內外生物炭研究進展的基礎上，重點評述生物炭在農業上的應用特別是農林廢棄物炭化還田對土壤、作物及農田生態系統的影響，結合對中國農業發展的實際需求分析，就生物炭技術及其產業發展中出現的相關問題進行探討，以期為開展適合中國國情的生物炭研究和技術開發、明確產業化發展方向提供參考。

1生物炭概念及其理化性質

生物炭（Biochar）是農林廢棄物等生物質在缺氧條件下熱裂解形成的穩定的富碳產物,最早用來描述一種由高粱制備的、用于有害氣體吸附的活性炭。近年來，隨著糧食安全、環境安全和固碳減排需求的不斷發展，生物炭的內涵逐漸與土壤管理、農業可持續發展和碳封存等相聯系。2009年Lehmann在其所著的《BiocharforEnvironmentalManagement：ScienceandTechnology》一書中，將生物炭特指為以改良土壤性狀為目的人為施入的炭化有機物。同年，《Nature》發表的“TheBrightProspectofBiochar”新聞評論和2010年發表的“SustainableBiochartoMitigateGlobalClimateChange”通訊以及2011年《中國工程科學》發表的“生物炭應用技術研究”等文獻，進一步明確了生物炭在糧食安全、環境安全、農業可持續發展及固碳減排中的作用。生物炭主要由芳香烴和單質碳或具有類石墨結構的碳組成，一般含有60%以上的C元素。含有的其它元素主要有H、O、N、S等。生物炭的元素組成與制炭過程中的炭化溫度密切相關，具體表現為在一定范圍內，隨炭化溫度的升高，碳含量增加，氫和氧含量降低，灰分含量亦有所增加。生物炭的可溶性極低，溶沸點極高，具有高度羧酸酯化、芳香化結構和脂肪族鏈狀結構。羧基、酚羥基、羥基、脂族雙鍵以及芳香化等典型結構特征，使生物炭具備了極強的吸附能力和抗氧化能力。在制炭過程中，原生物質的細微孔隙結構（圖1）被完好地保留在生物炭中，使其具有較大的比表面積。含碳率高、孔隙結構豐富、比表面積大、理化性質穩定是生物炭固有的特點，也是生物炭能夠還田改土、提高農作物產量、實現碳封存的重要結構基礎。

2農業領域的生物炭研究

2.1生物炭的穩定性及其對土壤理化性質的影響

生物炭固有的結構特征與理化特性，使其施入土壤后對土壤容重、含水量、孔隙度、陽離子交換量、養分含量等產生一定影響，從而直接或間接地影響土壤微生態環境。研究表明，在長期、復雜的土壤環境或地質變遷的作用下，施入土壤中的生物炭可能會發生一定程度的物理遷移或某種途徑的分解或降解，并在土壤垂直方向上進行重新分配，但不會發生明顯的化學變化。即便在適宜條件下，微生物會使生物炭表面發生一定程度的分解，但分解速度緩慢，而且會因此形成一個保護殼，使表面以下的絕大部分生物炭維持穩定的O/C比，從而繼續保持其穩定性。隨著時間推移，生物炭最終有可能被礦化，但到目前為止，還沒有能夠精確測定生物炭在土壤及環境生態系統中運轉周期的方法，也還沒有直接證據可以證明生物炭的降解途徑和機制。可以認為，生物炭在土壤中的穩定性很強，周轉過程可能長達數百年或更久，還田后不會因其自身分解而對土壤產生潛在危害。這為生物炭還田后，能持續發揮改土增產作用和固碳減排作用奠定了基礎。

2.1.1生物炭對土壤物理結構的影響

已有研究結果表明，生物炭施入土壤后，可使土壤容重降低9%，總孔隙率由45.7%提高到50.6%。這種多微孔結構也使其對土壤持水能力產生影響，如提高土壤含水量及降水的滲入量等，尤其是提高土壤中可供作物利用的有效水分含量，對作物生長產生積極影響。生物炭的吸濕能力比其它土壤有機質高1—2個數量級，富含生物炭的土壤比無生物炭的土壤田間持水量高18%。一般認為，生物炭對土壤物理結構、土壤緊實度等性狀的改良以及對土壤水分的影響與生物炭本身所具有的多孔結構和吸附能力有關。生物炭的持水性能與土壤質地有關，亦受生物炭自身結構與吸濕能力的制約。筆者曾用破碎白漿層摻混生物炭的方法改良黑龍江地區的白漿土，發現施用量為10t•hm-2時，經過一個大豆生長季就可有效降低土壤容重和比重，顯著提高土壤持水量，并通過土壤三相比的改善將白漿土塑性調整到理想狀態。但施用量超過30t•hm-2時，白漿層反而過于松散，耕性下降（相關結果另文發表）。可見，從改良土壤物理結構角度來看，生物炭還田改土效果顯著，但適宜的施用量需要根據具體的土壤類型來決定。

2.1.2生物炭對土壤化學性質的影響

生物炭不僅對土壤物理性質產生積極作用，也間接地對土壤化學性質產生重要影響。由于生物炭本身含有Ca2+、K+、Mg2+等鹽基離子，進入土壤以后會有一定程度的釋放，交換土壤中的H+和Al3+，從而降低其濃度，提高鹽基飽和度并調節土壤pH值。生物炭提高土壤pH的作用隨施用量的增加而提高。已有研究結果表明，生物炭配合肥料施用于南方典型老成土后，土壤pH提高了0.1—0.46。同時，生物炭本身含有豐富的官能團，施入土壤后土壤電荷總量增加，陽離子交換量（CEC）提高了20%，最高可比無生物炭土壤增加1.9倍，且隨施炭量的增加而提高，但作用程度與土壤類型、制炭原材料以及制炭技術等有關。生物炭的表面氧化能力及其表面陽離子吸附能力可能是提高土壤陽離子交換量的主要原因。雖然生物炭本身可供作物直接吸收的養分含量很少，但在土壤等各種生物或非生物因素的交互作用下，也會緩慢釋放一些營養元素，補充土壤養分來源供植物吸收利用。生物炭的多孔結構、較大的比表面積和電荷密度，使其對土壤水分和營養元素的吸持能力增強，從而間接提高了土壤有效養分的含量和生產性能。大量研究證明，生物炭施入土壤后對提高土壤肥力和肥料利用率有重要作用，當施用20t•hm-2以上的生物炭時，大約可減少10%的化肥用量。這是由于生物炭對銨離子有很強的吸附能力，因而降低了土壤中氮素的揮發，減少了養分流失，從而提高了土壤肥力。生物炭對磷酸根離子也具有很強的吸附能力。總體看來，生物炭吸持養分離子、持肥緩釋的作用已經得到大量試驗證明。可以認為，盡管生物炭對不同種類的離子吸附能力存在差異，但當土壤中存在一定數量的生物炭時，有助于土壤肥力的提高。

2.1.3生物炭對土壤微生物的影響

生物炭對土壤理化性質產生的各種影響直接或間接地影響到土壤微生物的活動，土壤微生物的消長又是土壤理化反應的重要“催化劑”，二者相輔相成，相互作用。已有研究結果表明，亞馬遜黑土與西部原始森林土壤的細菌群落較為相似，但多樣性卻提高了25%，固氮菌的數量和固氮能力也在生物炭的作用下得到了明顯提升。據報道，不同用量的生物炭使豌豆根系的固氮量由對照的50%提高到72%，并使作物根部真菌的繁殖能力增強，當生物炭用量達到30%時，菌根菌侵染量顯著提高[46]。在一定范圍內，隨著生物炭施用量的增加，土壤微生物的數量和活性都顯著提高。學界普遍認為，生物炭均勻、密布的孔隙在土壤中得以保留并形成了大量微孔，為微生物的棲息與繁殖提供了良好的“庇護所”，使它們免受侵襲和失水干燥等不利影響，同時也減少了微生物之間的生存競爭。生物炭在微小的孔隙內吸附和儲存不同種類和組分的物質，則為微生物群落提供了充足的養分來源。

2.2生物炭對作物生長發育和產量的影響

關于生物炭施入土壤后對作物生長發育和產量的影響，由于生態條件、氣候條件以及土壤類型等區域差別，國內外有不同報道，但總體上以正向效應居多。早在19世紀，亞馬遜河流域古老的印第安人就在一種特殊的黑土“TerraPreta”上種植農作物以提高產量。經研究證實，這種黑色土壤富含穩定的生物炭，是導致土壤肥沃和作物增產的主要原因。隨著人們對生物炭認識和研究的不斷深入，生物炭在農業生產上的應用也逐漸受到重視，并已在水稻、玉米、高梁、小麥、大豆、花生、豇豆、蘿卜、菠菜等作物上取得了較好的效果。如Lehmann等模仿亞馬遜流域高產“TerraPreta”土壤，將生物炭分別以68和135t•hm-2的標準混入試驗土壤中，發現水稻和豇豆的生物量分別提高了17%和43%。Uzoma等將生物炭應用于沙質土壤生產玉米，結果是當生物炭施用量達到15t•hm-2和20t•hm-2時，產量分別提高了150%和98%。國內的研究也表明，生物炭能夠促進玉米苗期生長，株高和莖粗分別比對照增加了4.31—13.13cm和0.04—0.18cm。Iswaran等以0.5t•hm-2的標準向土壤中添加生物炭，發現每盆大豆增產10.4g。在酸性土壤中以10t•hm-2的標準施用生物炭，土壤中交換性鋁的毒害作用減小，小麥株高提高了30%—40%。在南美洲熱帶地區，施用生物炭使豇豆產量提高了28%。Chan等發現，先施氮后施炭可使蘿卜產量增加120%。生物炭對作物生物量和產量的促進作用還隨時間的延長而表現出一定的累加效應。Major等對玉米和大豆輪作土壤進行多年的生物炭處理試驗結果表明，施用20t•hm-2生物炭的土壤，第1年玉米產量并未提高，但在隨后的3年中，產量逐年遞增，分別比對照提高了28%、30%和140%。在巴西亞馬遜河流域的田間試驗也表明，以11t•hm-2標準在土壤中施入生物炭，經過2年4個生長季后，水稻和高梁的產量累積增加了75%。除了與土壤相互作用外，生物炭與肥料的互作研究也同樣獲得了積極反饋。在澳大利亞施氮100t•hm-2條件下，以50和100t•hm-2標準施用生物炭，蘿卜產量分別提高了95%和120%。生物炭與肥料配合施用還能夠增加玉米和花生的產量。在中國，研究者將生物炭與化肥混合，發明了專用炭基肥料。實驗結果表明，炭基花生專用肥有利于花生葉片功能期的延長，飽果率增加14.2%、百仁重增加10.1%，產量增加13.5%。炭基玉米專用肥有效地提高了穗粒數與粒重，產量提高7.6%—11.6%。炭基大豆專用肥使分枝數增加16.4%，單株二粒莢數、三粒莢數分別增加16.4%、27.9%，單株粒數增加12.1%，百粒重增加4.7%，產量增加7.2%。

Lehmann等在總結全球各地開展的相關研究時發現，當生物炭施用量（按純碳計算）在50t•hm-2以下時，對作物產量的作用基本都是正向的。在大多數研究中，生物炭對作物生長發育和產量的影響都表現出正的效應，但也有一些負效應的報道。Kishimoto等的研究結果顯示，當土壤中施入5t•hm-2和15t•hm-2生物炭時，大豆的產量分別下降了37%和71%。生物炭施入量過大也會降低玉米等對pH敏感的作物的產量。張晗芝等發現，生物炭對玉米苗期的生長有顯著地抑制作用。鄧萬剛等[62]的研究則表明，當炭/土比為0.1%、0.5%和1.0%時，在一定程度上降低了種植在花崗巖磚紅壤上的王草第2次刈割產草量和柱花草第1次刈割產草量，同時品質也有所下降。生物炭對作物生長發育和產量影響的效應表現不一，但總體來說是正向效應大于負向效應。產生正向效應的原因主要來自以下幾個方面：（1）生物炭具有豐富的多微孔結構，比表面積較大。在施入土壤后，有利于微生物的生存繁衍，增加土壤中有益菌群數量，增強土壤生態系統功能，為作物根系提供良好的生長環境。（2）施用生物炭有助于改善土壤理化性狀，如pH、容重、孔隙度、持水性等，特別是有利于提高土壤有效養分含量，這些條件的改變對于促進作物生長發育有重要作用。（3）生物炭本身含有一定數量的對作物生長發育有益的元素如N、P、K等和一些微量元素，可增加土壤中可交換性陽離子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等的數量，在一定程度上減少活性鋁等有毒元素的影響，為作物生長發育提供良好的元素供應源。（4）生物炭與其它肥料配合使用時，可減少肥料養分淋失，提高利用效率，促進增產。也有研究報道，施用生物炭后產量增加不顯著甚至有負影響[6]。產生負向效應的原因可能來自于以下幾個方面：（1）生物炭呈堿性（表），當施用量過大時，某些對pH敏感的作物極易表現出平產或減產。（2）生物炭對作物生長發育和產量影響的差異性與土壤類型有關，Jeffery等[63]的研究結果表明，在酸性土壤、中性土壤、粗質地與中等質地土壤中施用生物炭，增產幅度分別為14%、13%、10%和13%。換言之，生物炭對作物生長發育和產量的影響決定于生物炭自身的性質，也決定于特定土壤的理化性質和作物生物學屬性等諸多方面，復雜的交互作用及其過程也會使試驗結果不盡一致。因此，生物炭應用于作物生產，應該因地、因作物、因具體條件而異。盡管到目前為止尚無法確定通用的最佳施炭量范圍，但大量的研究結果已經明，生物炭的改土增產作用已是不爭的事實，只要應用適當，其正向效應是完全可以利用的。

3生物炭與國家糧食安全、環境安全和可持續發展

3.1秸稈炭化還田與中低產田改造

自1949年新中國成立以來，中國糧食生產取得了舉世矚目的成就，用世界9%的耕地，養活了世界22%的人口，為世界和平與發展做出了巨大貢獻。尤其是近年來，隨著惠農政策和保障措施的不斷加強以及行業科技的不斷進步，中國糧食生產總量已經連續多年超過5億噸。但在這連年豐收的背后，是高強度的掠奪式生產和長期的巨量化肥投入。由此導致土壤板結退化、中低產田大量產生、水體污染進一步加劇等一系列生態、環境和可持續發展問題。隨著人口數量的持續增長，中國糧食安全壓力將進一步加大。放眼未來，在氣候變化日趨劇烈，資源約束逐步增強的情況下，如何在有限的耕地上持續、穩定地生產出更多、更安全的糧食，是未來將面臨的更嚴峻的挑戰。另一方面，中國年產農林業廢棄物約14億t，僅玉米、水稻、小麥等大宗作物的秸稈量就達到6.5億t。隨著糧食生產總量的增加，這一數字還將進一步提高。將這些生物質還田，無疑是增加土壤輸入、遏制土壤退化、改善耕地質量的有效措施。但是，由于中國現行的土地家庭聯產承包管理體制將生產單元分割的過小，限制了大型秸稈還田機械的使用。迥異的氣候條件也使秸稈還田的適用范圍受到限制。致使目前中國的秸稈還田量還不到20%，而被燒掉或廢棄的量卻超過了50%。寶貴的資源沒有得到有效地利用，卻變成了嚴重的污染源頭。焚燒秸稈排放出大量的溫室氣體和煙塵，導致空氣質量下降、誘發城市陰霾、航班起降受阻等一系列問題。以生物炭技術為核心的秸稈炭化還田是銜接農業循環鏈條首尾兩端、實現廢棄生物質資源化高效利用的重要途徑。雖然有研究表明，生物炭還田有可能產生激發效應，刺激肥沃土壤中有機質的分解，但對于中國占總耕地總面積70%的中低產田而言，尤其是對于那些因理化性質惡化導致的障礙性土壤而言，廢棄生物質炭化還田應該是一個值得引起高度重視的發展方向。因此，針對自然區劃、耕作制度和不同土壤類型，進一步深入開展生物質炭化還田改土技術的研究和產業化開發，對于提升中低產田的生產潛力，確保國家糧食安全，實現農業可持續發展，都將具有重要的現實意義。

3.2秸稈炭化還田與農業低碳、循環和可持續發展

低碳、循環和可持續發展是當今世界經濟和社會發展的主題。進入21世紀以來，全球氣候變暖、災害性氣候頻繁發生、荒漠化進程加速等已成為威脅人類生存和可持續發展的嚴峻問題。中國政府明確提出，到2020年，單位國內生產總值二氧化碳排放要比2005年降低40%—45%。作為一項規模宏大的基礎性產業，農業固有的碳匯能力得到了越來越多的重視。發展能源作物、以生物能源替代化石能源以實現減排是當前的熱門研究領域之一。但面對稀缺的耕地資源和巨大的糧食安全壓力，尋找一種更符合中國國情的農業減排技術，發展低碳農業，已越來越迫切，也越來越現實。研究表明，生物炭具有很大的固碳潛力與空間，可能是唯一的以輸入穩定性碳源而改變環境生態系統中土壤碳庫自然平衡，提高土壤碳庫容量的技術方式。Lehmann在2007年《Nature》上發表文章指出，如果將植物轉化為生物炭，可以大大降低空氣中的二氧化碳含量。生物炭除本身可作為一種重要的“碳匯”形式外，施入土壤后亦可減少N2O等溫室氣體的排放。譬如，以20g•kg-1的標準向牧草地和大豆土壤中添加生物炭，N2O排放量可分別降低80%和50%，CH4的釋放過程則受到明顯抑制。目前，生物炭的減排機制尚不清楚，但其減排效果已經得到認可，相應的計量方法學也將很快產生，從而為生物炭減排量的計算奠定良好的基礎，也為生物質炭化還田打上了“低碳”的時代特點。

生物炭來源于農業，如果再將其廣泛地應用于農業，就可實現生物質在農田生態系統內部的循環。因此，循環應是生物炭應用的著眼點。在農業范疇，秸稈還田或“過腹還田”應是當前農業廢棄物利用的主要方式之一，在中國華北、華中、華南等地區都有較大面積的推廣應用。但受低溫冷涼氣候的影響，該技術在北方特別是東北地區，還面臨許多技術問題，比如還田秸稈當年難以腐爛，影響第二年出苗率；土傳病害增加，不利于高產穩產；一家一戶的小型化生產方式，不利于大機械的使用等。因此，在難以進行秸稈還田的地區，示范推廣生物炭還田技術，符合因地制宜的原則，是科學、合理、可行的做法。秸稈發電、固化、氣化、液化是農業生物質能源化利用的主要形式，雖然可以大量消耗秸稈，在一定程度上緩解秸稈焚燒壓力，實現生物質的資源化利用，但其集中生產模式難以降低廢棄物收集、儲運過程中的運輸成本，亦即相關企業難以脫離政府補貼而獨立發展。更重要的是，這種能源化利用方式僅僅從資源利用角度考慮問題，忽視了對產出這些資源的耕地的保護，是一種“竭澤而漁、吃干榨凈”的掠奪式做法，在一定程度上破壞了耕地可持續發展的物質基礎，也無法實現農業系統內部穩定的物質循環。生物炭還田技術與上述利用方式不同，它結合了廢棄物資源化、循環、可持續理念，在消化利用農業廢棄物的同時，將生物炭再次返還給土壤，形成“取之于田，用之于田”的良性循環模式，因此可效地解決農林廢棄物資源化利用、物質循環和耕地可持續發展等一系列問題。

狹義上說，生物炭的改土增產作用具有穩定性和持續性。廣義上說，秸稈炭化還田則是保持農田生態系統持續發展的重要途徑。2008年中國中、低產田面積已達到0.8億hm2，占耕地總面積的65%以上，2009年進一步上升到耕地總面積的70%。特別是由于氣候變化和掠奪式的過度開發利用，過去的良田沃土已經開始退化，有機質含量降低，酸化、板結、黏重現象嚴重，地力明顯下降，已成為制約和影響糧食生產發展的“瓶頸”。另外，由于工、農業生產的發展，農田污染面積不斷擴大，成為影響農業可持續發展的“隱憂”。以重金屬污染農田為例，近20年中國重金屬污染農田面積增加了14.6%，已近0.2億hm2，占總耕地面積的1/6。生物炭應用于農田，不僅可以吸持養分、減少養分流失、緩解水體富營養化，亦可應用于受重金屬、有機污染物等污染的土壤或水體，通過吸附、鈍化、固持等作用方式降低污染物的生物有效性，對于糧食安全、食品質量安全保障能力的提升具有重要意義。

4展望

生物炭概念的提出源于對亞馬遜流域先民無意間留下的“Terrapreta”（亞馬遜黑土）所具有的增產作用的觀察。它一經出現，便引起全世界的廣泛關注。如前所述，作為一項來源于實踐的技術，生物炭的改土增產作用已被國內外大量研究所證實。有理由相信，以秸稈炭化還田為核心的生物炭技術，未來必將得到普遍認可和迅速發展，生物炭產業也將應運而生，并成為國家戰略性新興產業。事實上，中國的生物炭研究與產業技術開發已經走過了近十年的發展歷程，一些勇于探索的研究者和先鋒企業已積累了一定的研究成果、產品和經驗。盡管這些成果、產品和經驗還不十分豐富，但已初步描繪出中國生物炭研究與產業發展的廣闊前景。

無論從糧食安全、環境安全，還是從可持續發展角度來看，生物炭研究與產業技術開發都與國家發展戰略極為契合。《國家糧食安全中長期規劃綱要（2008—2020年）》指出，嚴格控制面源污染，保護和改善糧食產地環境，通過農業資源高效利用等方面的新突破著力提高糧食單產水平。國家發改委出臺的《“十二五”秸稈綜合利用實施方案》中也指出，農業是秸稈綜合利用的優先發展方向。生物炭技術正是以農林業和環境為核心，全面服務于糧食安全、環境安全和可持續發展的新技術、新產業，應該在國家的大力支持和引導下健康、快速的發展。值得指出的是，在中國研究與開發生物炭產業，應該遵循以下幾項原則：

一是發展生物炭產業必須堅持以農林廢棄物循環利用為出發點。自生物炭技術提出時開始，國際上就不乏反對的聲音。國際生物炭倡導組織向聯合國氣候變化大會提交的“發展廢棄物生物質碳轉化與生物炭農業應用”的提案至今沒有下文就是最好的例子。究其原因，大多是擔心在生物炭產業市場化過程中，有可能出現伐木取炭導致毀林而破壞生態等不合理開發方式。這是一個市場、政策層面的問題，歸根到底是生物炭的來源問題，良好的頂層設計將有利于其妥善解決。因此，生物炭技術必須堅持以農林廢棄物綜合利用為出發點，這不但是維持農田生態系統穩定平衡的需要，也是生物炭這一概念的本質屬性。

二是生物炭產業應以克服土壤障礙和中低產田改造為主要方向。中國存在大量的障礙型土壤和中低產田，以遼寧省為例，鹽堿土總面積20—27萬hm2，風沙土13.3萬hm2，酸性、微酸性耕地面積102萬hm2，耕型澇洼地30萬hm2。由各種因素造成的中地產田面積占遼寧省耕地總面積的48%以上。2009年，遼寧省玉米總產量為963.1萬t，播種面積為196.41萬hm2，平均單產水平僅為4903.5kg•hm-2。而美國玉米平均單產水平早在20世紀90年代就已超過7425kg•hm-2。品種、栽培方法固然是造成差異的原因，但耕地質量的巨大區別也不容忽視。根據收益遞減原則，生物炭應用首先應以改造中低產田為重點，尤其以克服土壤酸化、板結等土壤障礙為主攻方向，開展秸稈炭化還田技術研究與試驗示范。

三是明確農林廢棄物范疇，因地制宜地實施秸稈炭化還田。在現行土地管理制度和現有技術手段下，能夠且已經被利用的秸稈就不是廢棄生物質，例如生物質發電、生產沼氣等。即便在秸稈還田技術不適用地區，秸稈也難以完全劃歸為廢棄物。只有確實沒有被利用而被大量焚燒或廢棄的秸稈，才能視為廢棄生物質。菌渣、蔗渣等同樣如此。因此，生物炭技術的適用范疇與區域經濟、技術發展水平和生態氣候條件等息息相關。因地制宜地開展生物炭產業技術開發與應用是生物炭產業發展的關鍵。在低溫冷涼、秸稈直接還田問題較多的東北地區，在酸化粘重的南方紅壤土地區，在工業發達、重金屬污染嚴重的地區等，都是開展秸稈炭化還田技術試驗示范的優先選擇區。在生物炭的作物生產應用中，也應該因地制宜，根據作物類型合理施用。

四是大規模集中制炭與分散制炭模式的兼容并蓄。當前，中國主要存在兩種生物炭產業模式：大規模集中制炭就地深加工和分散制炭，集炭異地深加工。在廢棄生物質集中產區，如稻米加工廠、蔗糖廠、食用菌生產基地等，產出的廢棄谷殼、蔗渣、菌棒等數量多、規模大，集中制炭深加工是理想選擇。但集中制炭深加工方式顯然不適于分散度高、密度低、運輸難度大的農作物秸稈等廢棄生物質的處理。相對而言，以一個生物炭深加工廠為中心，輻射若干制炭廠的分散制炭、集炭異地深加工模式，具有運輸成本低、彈性大、靈活性強等特點，在量大面廣的種植業領域更適用。因此，在開展生物炭產業技術開發時，應根據農林廢棄物的資源特點綜合考量。在相關產業技術層面，以多聯產為主要目標的大型生物炭生產系統和以靈活機動、可實現就地就近炭化的小型生物炭生產裝置應該是著力攻克的關鍵。

此外，在特定條件和特定經濟運行環境下，適度發展秸稈發電、生物燃料等，可能也是調整資源結構的有效方式。但從中國具體國情出發，必須認識到“糧食”是中國的第一稀缺資源，產出糧食的耕地更是第一稀缺資源。中國耕地面積已無法擴大，但耕地質量是可以提升的。因此，遵循自然與生態規律，“以農林廢棄資源循環利用為基礎，以秸稈炭化還田為核心，增加土壤投入，提高耕地質量，消減秸稈焚燒，實現固碳減排和農業可持續發展”，應該是一條符合中國國情并具有中國特色的生物炭產業發展之路。“地大物博”還是“地大物薄”？是一種認識，更是一種選擇和責任！

本文作者：陳溫福、張偉明、孟軍單位：沈陽農業大學農學院、遼寧省生物炭工程技術研究中心