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摘 要：为从源头上解决农作物秸秆不合理利用造成的资源浪费和环境污染问题，科研工作者和企业相结合，研究形成农作物秸秆资源化利用的“三聚环保”模式。该模式依托农作物秸秆炭化还田——土壤改良技术，瞄准秸秆生物质综合利用这个农业痛点，贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，具有广阔应用前景。农作物秸秆炭化还田避免了秸秆直接焚烧或堆埋，有效改善土壤理化性质，促进作物生长，提升土壤肥力，是土壤可持续管理的重要途径。但农作物秸秆炭化还田还存在很多问题，今后要加强生物质炭基肥的应用基础研究及制备工艺和成型设备的研制，要系统评估生物质炭及炭基肥大规模应用的生态效应及生态风险。相信随着研究的不断深入，生物质炭和炭基肥会得到科学合理的广泛应用，不仅实现了废弃物资源化利用，而且减少环境污染，为农业绿色发展做出积极贡献。
关键词：农作物秸秆；生物质热裂解；生物质炭；土壤改良；绿色农业
DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2018.10.010
Abstract： In order to solve the headstream problem of resource waste and environmental pollution caused by unreasonable utilization of crop straw， scientific researchers combined with enterprises to study and form the “Sanju Environmental Protection” model for crop straw resource utilization. Relying on the technology of returning carbonized crop straw to field and soil improvement， this model aims at the agricultural pain point of comprehensive utilization of straw biomass and implements the development concept of “innovation， coordination， green， open and sharing”， which has broad application prospects. Returning carbonized crop straw to the field avoids direct burning or burying of straw， effectively improved the physical and chemical properties of soil， promotes crop growth and improves soil fertility， which is an important way for sustainable soil management. However， there are still many problems in returning carbonized crop straw to field. In the future， it is necessary to strengthen the basic research on the application of biomassbased carbon fertilizer and the development of its preparation technology and forming equipment， and to systematically evaluate the ecological effects and risks of the largescale application of biomassbased carbon and carbonbased fertilizers. Hopefully， with the deepening of research， biomass charcoal and carbonbased fertilizer will be widely used scientifically and reasonably. It not only realizes the resource utilization of waste materials， but also reduces environmental pollution and makes positive contributions to the green development of agriculture.
Key words： Crop straw； biomass pyrolysis； biomass carbon； soil improvement； green agriculture
我国是农业生产大国，农作物秸秆种类多、数量大、分布广。由于秸秆产业化利用程度低、经济效益差以及成本高等因素，导致我国农作物秸秆或废弃或直接燃烧，既浪费资源又造成环境污染，引起全社会的广泛关注[1-7]。经济的高速发展和农村生活方式的改变，使农业废弃物处理压力日益增大，废弃物资源化利用技术成为重要的研究课题。
近年来，科研工作者针对农作物秸秆资源化利用进行了有益探索。受南美洲亞马逊流域分布的黑土“terra preta”性质及其产生原理的影响[8-10]，科学家在Nature刊文提议使用废弃物生物质热裂解产生的有机质来培肥不断退化的土壤[11-12]。2007年以来，废弃物生物质热裂解处理和生物质炭研究与技术开发得到农业和生态环境领域研究人员的广泛关注。本文立足农业废弃物生物质炭化技术研究和产业发展，探讨农作物秸秆资源化利用途径，并以“三聚环保”模式为例分析农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的形成及其农业应用，在此基础上指出农作物秸秆炭化还田技术存在的问题并提出对策，以期为我国农业废弃物资源化利用技术开发和产业发展提供参考。 1 我国农作物秸秆利用存在的问题
农作物秸秆指水稻、小麦、玉米等农作物收割后的茎、叶等残留物。据国家权威部门调查统计，2015年我国主要农作物秸秆理论资源量约10.4亿t，可收集资源量约9.0亿t，实际利用量约7.2亿t，秸秆综合利用率约80.1%；实际利用农作物秸秆作肥料占43.2%、作饲料占18.8%、作燃料占11.4%、作原料占2.7%、作基料占4.0%[13]。近年来，由于农作物秸秆的不合理利用产生很多生态环境问题[4，7]。就农作物秸秆利用问题，有学者从政策层面进行了探讨，认为我国治理秸秆焚烧的法律法规不健全，很多地方还需要完善[14-15]。陈超玲等[16]研究了1949-2015年间国家发布的51份有关秸秆资源管理的政策文件，认为秸秆焚烧引起空气的污染严重和秸秆循环利用潜力之间的问题需要尽快解决。陈向科等[17]和梅艳艳等[18]解读1982-2017年中央一号文件发现，改革开放以来我国对农作物秸秆利用政策经历了“单一化利用→综合转化利用→多元化利用”的过程，但是仍有政策缺陷，如果能“提高农民对秸秆综合利用意义的认识”、 “明确农民秸秆补贴”政策，则可以提高秸秆利用政策的效果，从源头上解决农作物秸秆不合理利用造成的资源浪费和环境污染问题。
2 农作物秸秆炭化技术
2.1 农作物秸秆炭化技术工艺
农作物秸秆等废弃物生物质炭化技术源于自然界热裂解基本原理，其基本流程是采用特定反应器来控制水分、温度、氧气、速率等参数，使生物质原料快速热裂解，以获取需要的能源、炭质和养分。生物质热裂解系统主要由三部分组成：即原料处理模块、炭化窑核心模块和产物分离产出模块[19]（图1），生物质废弃物经过初步脱水后置于密闭缺氧的反应器中在高温下（>300℃）热解，待处理的生物质被聚合或缩合，其中的矿质元素化合为矿物质，重金属元素则被吸附、螯合而钝化。热解产物进一步冷却分离，挥发性的有机分子被析出成为可燃气体，非可燃气冷却为木醋液，固态残渣即成为生物质炭。农作物秸秆炭化过程中，病原微生物被杀灭，药残等有机污染物分子被破坏，这为含有大量病原菌而不能直接还田的作物秸秆（如烟秆等）的资源化利用提供了新的途径。
近5年来，针对农业生产和农作物秸秆处理的实际国情，我国开展了各种作物秸秆热裂解炭化和生物质炭农业应用的试验研究，并勾画出秸秆生物质炭绿色农业技术路线图和秸秆热裂解产业化技术途径蓝图[20]。热裂解炭化技术消减了农作物秸秆资源化利用的环境风险，提高了秸秆循环利用的安全性，保留和富集了稳定性炭质、提高了养分有效性；热裂解技术制备的农作物秸秆生物质炭赋予土壤良好的质量与生态系统功能，创造了绿色农业技术的新方向。
2.2 农作物秸秆生物质炭特性
如前所述，生物质炭是生物质废弃物在厌氧或绝氧条件下热裂解产生的高度芳香化物质[21]。康奈尔大学Johannes Lehmann博士呼吁人类利用生物质热裂解技术制备的生物质炭来改良土壤，以增加土壤有机质及农业生产力，减缓气候变化[12，22]，其核心内容就是将有机物质转化成生物质炭后再归还到土壤中。研究证实生物质炭可显著改善土壤肥力水平，且生物质炭化生成的有机质在土壤中的更新周期长达数百年[23]。随着生物质炭化技术的发展，生物质炭被广泛用于农业和环境试验研究。尽管生物质炭的性质和施用效应因生物质来源和炭化条件存在差异[24]，却能显著影响土壤生物地球化学过程。农作物秸秆等废弃物炭化还田，避免了直接焚烧或堆埋，还有效改善土壤理化性质，促进作物生长，提升土壤肥力，是土壤可持续管理的重要途径[25-26]。生物质产业提供改良土壤、化肥替代和环境治理的新型农业资源，将服务于未来绿色农业发展[19]。
3 农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的研究与应用
3.1 农作物秸秆资源化利用的“三聚环保”模式
北京三聚环保新材料有限公司（简称三聚环保）成立于1997年，从事催化剂、添加剂和环保新材料开发、生产、销售及相关技术服务，产品应用于石油化工、天然气、化肥等领域。“三聚环保”通过区域性秸秆资源条件与农业生产需求相结合、秸秆分布式收集与统筹利用相结合、秸秆炭化生产与农化服务相结合途径，构建生物质规模化综合利用模式，将炭基缓释复合肥、土壤改良剂等产品作为产业发展方向，形成农作物秸秆资源化利用的“三聚环保”模式。为专业化推进农作物秸秆资源化利用工作，“三聚环保”组建了北京三聚绿能科技有限公司（简称三聚绿能），按照“源自农业、反哺农田、惠及农民”的理念，围绕“三农”需求，推进农作物秸秆资源化，培育和改良农田土壤，引领中国农业绿色发展。
3.2 农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的形成
近年来，“三聚绿能”与南京农业大学、南京三聚生物质新材料科技有限公司合作，探索农业废弃物生物质炭转化还田[27-28]、开发生物质热裂解绿色工程技术[19， 29]，形成农作物秸秆炭化还田土壤改良技术及生物质炭绿色农业路线[20]（图2）。热裂解技术使生物质原料全部产品化，其中的能源、有机质以及养分实现了最大程度的循环利用。利用热裂解技术制备的生物质炭可用于生产生物质炭基肥而替代化学肥料[30]，可用于重金属污染农田可持续治理[31]及盐碱土快速改良[32-33]，且具有快速恢复退化土地和生态重建的资源潜力。生物质炭作为稳定性有机质归还土壤，实现农业固碳减排[34]。2013年国家发展改革委将生物质热裂解绿色工程技术列入低碳关键技术目录[35]。2017年農业部将秸秆炭化还田改土技术列为秸秆农业利用的十大关键模式之一[36]，并据此研究出台了炭基肥行业标准（NY/T 3041-2016）。
“三聚绿能”首席科学家、南京农业大学资源与环境科学学院潘根兴教授领衔的研究团队历经10多年的技术攻关，研究开发出中温慢速热解炭化工艺，并据此生产出万吨级中温慢速热解炭化设备和炭化产物分离成套设备，从技术层面解决了作物秸秆和秸秆颗粒的连续热解炭化问题，并成功实现生物质炭、木醋液等产物的快速分离。农作物秸秆经过热裂解可获得可燃气25%～30%、木醋液10%～15%、生物质炭30%～37%[37]。 近年来，“三聚环保”利用自己研发的秸秆炭化与复合技术，开发出“三聚地沃”生物质炭基肥、土壤改良剂及液体肥等系列产品，这些产品保留了农作物秸秆中的氮、磷、钾速效养分和活性有机质，具有纳米孔隙结构和缓释功能[38]。施用生物质炭基肥等系列产品可显著减少作物病虫害，从而减少农药用量、降低农药过度使用及残留对生态环境及人体健康的影响。同时，“三聚环保”根据作物需肥规律定制肥料及施肥方案，充分实现养分的均衡供应，提高农作物产量和品质。
3.3 農作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的示范推广
2016年 6月以来，“三聚环保”研发团队相继在黑龙江、内蒙古、宁夏、河北等 14个省区开展了针对水稻、小麦、玉米等18种作物的“三聚炭肥”肥效试验，累计建设示范田305块、面积达333多hm2。与普通复合肥相比，“三聚炭肥”使农产品粗蛋白含量提高约15%，土壤有机质提升20%，氮磷钾复合肥用量减少5%～10%，增产10%，每667 m2增收100～200元[37]。
2017年8月 27日，“三聚环保”宣布：公司将依托自主研发的农作物秸秆炭化还田土壤改良技术，瞄准秸秆生物质综合利用方向，全面进军生态农业。该举措是重要的农业绿色发展战略，可为我国土壤改良、大气环境改善、温室气体减排提供技术可靠、经济可行的解决方案 [37，39]。“三聚环保”在创新发展过程中，采取“以企业为主体、市场为导向、产学研结合”的创新模式，利用科研院所、高等院校等各种创新资源，缩短了产品开发周期，提高了产品技术水平，有效提升了企业的自主创新能力[40-41]。
4 展望
“三聚环保”依托农作物秸秆炭化还田土壤改良技术，瞄准秸秆生物质综合利用这个农业痛点，全面进军生态农业，是贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念的具体实践[42]；农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术具有独立的自主知识产权，有强大的工业技术支撑，发展前景广阔。
基于生物质炭的优点，生物质炭特别是含有病原菌的生物质炭化形成的生物质炭[43-46]及生物质炭基肥[47-51]研究受到越来越多的关注。但是相关研究大都是短期的，不系统、不全面。关于生物质炭结构和性质的基础研究较弱，生物质炭固碳减排作用的试验数据说服力还不足。目前，在一些关键问题上还存在争议，这与生物质炭的种类、制备工艺及其所投入使用的土壤环境等因素有关[53-54]，需要进一步深入研究。
生物质炭基肥作为新型缓释肥备受农业及环保领域关注。经过多年的研究与应用实践，生物质炭基肥农业应用已经取得一定成效，在制备工艺研发方面也开展了一些有益探索，但也存在不少问题，今后还需要加强以下几方面的研究和应用[55-56]：
（1）加强生物质炭基肥的应用基础研究。从目前的研究趋势来看，生物质炭及炭基肥对土壤环境的积极影响占主流，但其对土壤和农业环境影响的作用机制还不完全清楚。
（2）加强生物质炭基肥的制备工艺和成型设备研制。应加大对新型粘接剂材料及炭基肥制作工艺研发力度，生物质炭与粘接剂及改性剂的作用性能是炭基肥缓释技术的根本。新型环保炭基肥缓释技术是今后研究的重点；要探索制备多功能炭基肥的新方法。
（3）加快生物质炭基肥缓释技术的推广和示范。要研究适合不同地域、气候、土壤、栽培和水分管理条件下的炭基肥产品、施用量及施用方法等。
（4）生物质炭基肥规模应用下的农业、经济、环境等效应及综合评价指标体系将是今后重要研究课题。要长期、系统、全面地研究和评估生物质炭及炭基肥大规模应用的生态效应及生态风险。
相信随着研究的不断深入，生物质炭和炭基肥会得到科学合理的广泛应用，不仅可以有效利用农林废弃物资源，而且可以减少环境污染，为农业绿色发展做出积极贡献。
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（责任编辑：柯文辉）
关键词：农作物秸秆；生物质热裂解；生物质炭；土壤改良；绿色农业
DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2018.10.010
Abstract： In order to solve the headstream problem of resource waste and environmental pollution caused by unreasonable utilization of crop straw， scientific researchers combined with enterprises to study and form the “Sanju Environmental Protection” model for crop straw resource utilization. Relying on the technology of returning carbonized crop straw to field and soil improvement， this model aims at the agricultural pain point of comprehensive utilization of straw biomass and implements the development concept of “innovation， coordination， green， open and sharing”， which has broad application prospects. Returning carbonized crop straw to the field avoids direct burning or burying of straw， effectively improved the physical and chemical properties of soil， promotes crop growth and improves soil fertility， which is an important way for sustainable soil management. However， there are still many problems in returning carbonized crop straw to field. In the future， it is necessary to strengthen the basic research on the application of biomassbased carbon fertilizer and the development of its preparation technology and forming equipment， and to systematically evaluate the ecological effects and risks of the largescale application of biomassbased carbon and carbonbased fertilizers. Hopefully， with the deepening of research， biomass charcoal and carbonbased fertilizer will be widely used scientifically and reasonably. It not only realizes the resource utilization of waste materials， but also reduces environmental pollution and makes positive contributions to the green development of agriculture.
Key words： Crop straw； biomass pyrolysis； biomass carbon； soil improvement； green agriculture
我国是农业生产大国，农作物秸秆种类多、数量大、分布广。由于秸秆产业化利用程度低、经济效益差以及成本高等因素，导致我国农作物秸秆或废弃或直接燃烧，既浪费资源又造成环境污染，引起全社会的广泛关注[1-7]。经济的高速发展和农村生活方式的改变，使农业废弃物处理压力日益增大，废弃物资源化利用技术成为重要的研究课题。
近年来，科研工作者针对农作物秸秆资源化利用进行了有益探索。受南美洲亞马逊流域分布的黑土“terra preta”性质及其产生原理的影响[8-10]，科学家在Nature刊文提议使用废弃物生物质热裂解产生的有机质来培肥不断退化的土壤[11-12]。2007年以来，废弃物生物质热裂解处理和生物质炭研究与技术开发得到农业和生态环境领域研究人员的广泛关注。本文立足农业废弃物生物质炭化技术研究和产业发展，探讨农作物秸秆资源化利用途径，并以“三聚环保”模式为例分析农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的形成及其农业应用，在此基础上指出农作物秸秆炭化还田技术存在的问题并提出对策，以期为我国农业废弃物资源化利用技术开发和产业发展提供参考。 1 我国农作物秸秆利用存在的问题
农作物秸秆指水稻、小麦、玉米等农作物收割后的茎、叶等残留物。据国家权威部门调查统计，2015年我国主要农作物秸秆理论资源量约10.4亿t，可收集资源量约9.0亿t，实际利用量约7.2亿t，秸秆综合利用率约80.1%；实际利用农作物秸秆作肥料占43.2%、作饲料占18.8%、作燃料占11.4%、作原料占2.7%、作基料占4.0%[13]。近年来，由于农作物秸秆的不合理利用产生很多生态环境问题[4，7]。就农作物秸秆利用问题，有学者从政策层面进行了探讨，认为我国治理秸秆焚烧的法律法规不健全，很多地方还需要完善[14-15]。陈超玲等[16]研究了1949-2015年间国家发布的51份有关秸秆资源管理的政策文件，认为秸秆焚烧引起空气的污染严重和秸秆循环利用潜力之间的问题需要尽快解决。陈向科等[17]和梅艳艳等[18]解读1982-2017年中央一号文件发现，改革开放以来我国对农作物秸秆利用政策经历了“单一化利用→综合转化利用→多元化利用”的过程，但是仍有政策缺陷，如果能“提高农民对秸秆综合利用意义的认识”、 “明确农民秸秆补贴”政策，则可以提高秸秆利用政策的效果，从源头上解决农作物秸秆不合理利用造成的资源浪费和环境污染问题。
2 农作物秸秆炭化技术
2.1 农作物秸秆炭化技术工艺
农作物秸秆等废弃物生物质炭化技术源于自然界热裂解基本原理，其基本流程是采用特定反应器来控制水分、温度、氧气、速率等参数，使生物质原料快速热裂解，以获取需要的能源、炭质和养分。生物质热裂解系统主要由三部分组成：即原料处理模块、炭化窑核心模块和产物分离产出模块[19]（图1），生物质废弃物经过初步脱水后置于密闭缺氧的反应器中在高温下（>300℃）热解，待处理的生物质被聚合或缩合，其中的矿质元素化合为矿物质，重金属元素则被吸附、螯合而钝化。热解产物进一步冷却分离，挥发性的有机分子被析出成为可燃气体，非可燃气冷却为木醋液，固态残渣即成为生物质炭。农作物秸秆炭化过程中，病原微生物被杀灭，药残等有机污染物分子被破坏，这为含有大量病原菌而不能直接还田的作物秸秆（如烟秆等）的资源化利用提供了新的途径。
近5年来，针对农业生产和农作物秸秆处理的实际国情，我国开展了各种作物秸秆热裂解炭化和生物质炭农业应用的试验研究，并勾画出秸秆生物质炭绿色农业技术路线图和秸秆热裂解产业化技术途径蓝图[20]。热裂解炭化技术消减了农作物秸秆资源化利用的环境风险，提高了秸秆循环利用的安全性，保留和富集了稳定性炭质、提高了养分有效性；热裂解技术制备的农作物秸秆生物质炭赋予土壤良好的质量与生态系统功能，创造了绿色农业技术的新方向。
2.2 农作物秸秆生物质炭特性
如前所述，生物质炭是生物质废弃物在厌氧或绝氧条件下热裂解产生的高度芳香化物质[21]。康奈尔大学Johannes Lehmann博士呼吁人类利用生物质热裂解技术制备的生物质炭来改良土壤，以增加土壤有机质及农业生产力，减缓气候变化[12，22]，其核心内容就是将有机物质转化成生物质炭后再归还到土壤中。研究证实生物质炭可显著改善土壤肥力水平，且生物质炭化生成的有机质在土壤中的更新周期长达数百年[23]。随着生物质炭化技术的发展，生物质炭被广泛用于农业和环境试验研究。尽管生物质炭的性质和施用效应因生物质来源和炭化条件存在差异[24]，却能显著影响土壤生物地球化学过程。农作物秸秆等废弃物炭化还田，避免了直接焚烧或堆埋，还有效改善土壤理化性质，促进作物生长，提升土壤肥力，是土壤可持续管理的重要途径[25-26]。生物质产业提供改良土壤、化肥替代和环境治理的新型农业资源，将服务于未来绿色农业发展[19]。
3 农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的研究与应用
3.1 农作物秸秆资源化利用的“三聚环保”模式
北京三聚环保新材料有限公司（简称三聚环保）成立于1997年，从事催化剂、添加剂和环保新材料开发、生产、销售及相关技术服务，产品应用于石油化工、天然气、化肥等领域。“三聚环保”通过区域性秸秆资源条件与农业生产需求相结合、秸秆分布式收集与统筹利用相结合、秸秆炭化生产与农化服务相结合途径，构建生物质规模化综合利用模式，将炭基缓释复合肥、土壤改良剂等产品作为产业发展方向，形成农作物秸秆资源化利用的“三聚环保”模式。为专业化推进农作物秸秆资源化利用工作，“三聚环保”组建了北京三聚绿能科技有限公司（简称三聚绿能），按照“源自农业、反哺农田、惠及农民”的理念，围绕“三农”需求，推进农作物秸秆资源化，培育和改良农田土壤，引领中国农业绿色发展。
3.2 农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的形成
近年来，“三聚绿能”与南京农业大学、南京三聚生物质新材料科技有限公司合作，探索农业废弃物生物质炭转化还田[27-28]、开发生物质热裂解绿色工程技术[19， 29]，形成农作物秸秆炭化还田土壤改良技术及生物质炭绿色农业路线[20]（图2）。热裂解技术使生物质原料全部产品化，其中的能源、有机质以及养分实现了最大程度的循环利用。利用热裂解技术制备的生物质炭可用于生产生物质炭基肥而替代化学肥料[30]，可用于重金属污染农田可持续治理[31]及盐碱土快速改良[32-33]，且具有快速恢复退化土地和生态重建的资源潜力。生物质炭作为稳定性有机质归还土壤，实现农业固碳减排[34]。2013年国家发展改革委将生物质热裂解绿色工程技术列入低碳关键技术目录[35]。2017年農业部将秸秆炭化还田改土技术列为秸秆农业利用的十大关键模式之一[36]，并据此研究出台了炭基肥行业标准（NY/T 3041-2016）。
“三聚绿能”首席科学家、南京农业大学资源与环境科学学院潘根兴教授领衔的研究团队历经10多年的技术攻关，研究开发出中温慢速热解炭化工艺，并据此生产出万吨级中温慢速热解炭化设备和炭化产物分离成套设备，从技术层面解决了作物秸秆和秸秆颗粒的连续热解炭化问题，并成功实现生物质炭、木醋液等产物的快速分离。农作物秸秆经过热裂解可获得可燃气25%～30%、木醋液10%～15%、生物质炭30%～37%[37]。 近年来，“三聚环保”利用自己研发的秸秆炭化与复合技术，开发出“三聚地沃”生物质炭基肥、土壤改良剂及液体肥等系列产品，这些产品保留了农作物秸秆中的氮、磷、钾速效养分和活性有机质，具有纳米孔隙结构和缓释功能[38]。施用生物质炭基肥等系列产品可显著减少作物病虫害，从而减少农药用量、降低农药过度使用及残留对生态环境及人体健康的影响。同时，“三聚环保”根据作物需肥规律定制肥料及施肥方案，充分实现养分的均衡供应，提高农作物产量和品质。
3.3 農作物秸秆炭化还田-土壤改良技术的示范推广
2016年 6月以来，“三聚环保”研发团队相继在黑龙江、内蒙古、宁夏、河北等 14个省区开展了针对水稻、小麦、玉米等18种作物的“三聚炭肥”肥效试验，累计建设示范田305块、面积达333多hm2。与普通复合肥相比，“三聚炭肥”使农产品粗蛋白含量提高约15%，土壤有机质提升20%，氮磷钾复合肥用量减少5%～10%，增产10%，每667 m2增收100～200元[37]。
2017年8月 27日，“三聚环保”宣布：公司将依托自主研发的农作物秸秆炭化还田土壤改良技术，瞄准秸秆生物质综合利用方向，全面进军生态农业。该举措是重要的农业绿色发展战略，可为我国土壤改良、大气环境改善、温室气体减排提供技术可靠、经济可行的解决方案 [37，39]。“三聚环保”在创新发展过程中，采取“以企业为主体、市场为导向、产学研结合”的创新模式，利用科研院所、高等院校等各种创新资源，缩短了产品开发周期，提高了产品技术水平，有效提升了企业的自主创新能力[40-41]。
4 展望
“三聚环保”依托农作物秸秆炭化还田土壤改良技术，瞄准秸秆生物质综合利用这个农业痛点，全面进军生态农业，是贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念的具体实践[42]；农作物秸秆炭化还田-土壤改良技术具有独立的自主知识产权，有强大的工业技术支撑，发展前景广阔。
基于生物质炭的优点，生物质炭特别是含有病原菌的生物质炭化形成的生物质炭[43-46]及生物质炭基肥[47-51]研究受到越来越多的关注。但是相关研究大都是短期的，不系统、不全面。关于生物质炭结构和性质的基础研究较弱，生物质炭固碳减排作用的试验数据说服力还不足。目前，在一些关键问题上还存在争议，这与生物质炭的种类、制备工艺及其所投入使用的土壤环境等因素有关[53-54]，需要进一步深入研究。
生物质炭基肥作为新型缓释肥备受农业及环保领域关注。经过多年的研究与应用实践，生物质炭基肥农业应用已经取得一定成效，在制备工艺研发方面也开展了一些有益探索，但也存在不少问题，今后还需要加强以下几方面的研究和应用[55-56]：
（1）加强生物质炭基肥的应用基础研究。从目前的研究趋势来看，生物质炭及炭基肥对土壤环境的积极影响占主流，但其对土壤和农业环境影响的作用机制还不完全清楚。
（2）加强生物质炭基肥的制备工艺和成型设备研制。应加大对新型粘接剂材料及炭基肥制作工艺研发力度，生物质炭与粘接剂及改性剂的作用性能是炭基肥缓释技术的根本。新型环保炭基肥缓释技术是今后研究的重点；要探索制备多功能炭基肥的新方法。
（3）加快生物质炭基肥缓释技术的推广和示范。要研究适合不同地域、气候、土壤、栽培和水分管理条件下的炭基肥产品、施用量及施用方法等。
（4）生物质炭基肥规模应用下的农业、经济、环境等效应及综合评价指标体系将是今后重要研究课题。要长期、系统、全面地研究和评估生物质炭及炭基肥大规模应用的生态效应及生态风险。
相信随着研究的不断深入，生物质炭和炭基肥会得到科学合理的广泛应用，不仅可以有效利用农林废弃物资源，而且可以减少环境污染，为农业绿色发展做出积极贡献。
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（责任编辑：柯文辉）