上世紀(jì)60年代，荷蘭科學(xué)家宋布魯克在巴西亞馬遜河流域，發(fā)現(xiàn)一片神奇黑色土地，區(qū)域內(nèi)的植物生長茂盛健壯。它與周邊貧瘠的、低有機(jī)質(zhì)酸性土壤具有明顯差別，是古代人們在發(fā)展熱帶酸性土農(nóng)業(yè)管理實(shí)踐中創(chuàng)造出的人工土壤。這種土壤是一個巨大而穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)庫，其中來源于生物質(zhì)“黑炭”的有機(jī)碳含量高達(dá)35%。

 

         現(xiàn)代研究證明，黑土是2500年，甚至6000年以前由生活在亞馬遜流域的人們制造的。一般認(rèn)為，他們使用的材料包括動物糞便，魚、動物骨頭和植物廢物。但是生產(chǎn)黑土壤最關(guān)鍵的原料，也是黑土壤之所以呈現(xiàn)黑色的原因，是生物炭的使用。黑土壤中的生物炭可以使土壤肥力維持一個世紀(jì)之久。幾個世紀(jì)以來，生活在南美亞馬遜流域的人們都靠這些原生態(tài)材料制造“黑土壤”來肥沃土地。

 

       據(jù)專家介紹，生物炭是指農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)，在缺氧和一定溫度條件下熱解形成的富碳產(chǎn)物，是以固定碳元素為目的的炭，是一種碳含量極其豐富的炭。生物炭整個體系均由碳元素構(gòu)成，由于碳原子彼此間具有極強(qiáng)的親合力，因此使得生物炭無論在低溫或高溫下，都有很好的穩(wěn)定性。其中的碳元素被礦化后很難再分解，可以穩(wěn)定地將碳元素固定長達(dá)數(shù)百年。傳統(tǒng)上，可以使木材、農(nóng)作物秸稈等在缺氧的環(huán)境下進(jìn)行燃燒，獲得的木炭就是生物炭的一種。實(shí)際上，人們一直將木炭做為燃料使用。

 

        在顯微鏡下觀察，生物炭就像一塊孔狀不規(guī)則的海綿。如用竹子加工生產(chǎn)竹炭，含炭量高達(dá)70%至80%，表面積達(dá)到每克140至180平方米。如果，把1克竹炭的所有孔隙進(jìn)行平面切割，折合總面積有一個中等戶型的房子那么大。

 

        生物炭的多孔性及高「比表面積」（即單位重量的表面積），可中和酸性土壤、增加土壤的保水力及通氣性，并吸附土壤養(yǎng)分使養(yǎng)分不易流失。生物炭中的大小孔隙也能作為土壤微生物的棲所，提高族群數(shù)量及多樣性，維持土壤生態(tài)作用；若應(yīng)用于受污染的土壤中，則能暫時將污染物吸附在孔隙中，避免污染擴(kuò)大。而生物炭因顏色較深，在冬季或早春時節(jié)適量添加，可加深土色吸收太陽能，以增高土溫、減緩寒害的程度。

 

        為了應(yīng)對全球氣候變化，生物炭正在成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，生物炭作為一種農(nóng)業(yè)增匯減排技術(shù)途徑得到不斷開發(fā)和應(yīng)用，主要用途包括作為土壤改良劑、肥料緩釋載體及碳封存劑等。

 

         作為土壤結(jié)構(gòu)改良劑或者制成各種炭基肥料，起到提高土壤質(zhì)量，增加作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)的作用；或者作為土壤污染修復(fù)劑等，起到減少污染的效果。直接回歸土壤，可增加土壤碳封存約40%至50%。

 

         事實(shí)證明，這些生物炭，改良土壤的作用非常明顯，施用生物炭后土質(zhì)更疏松了，有機(jī)質(zhì)含量大幅增加，農(nóng)作物增產(chǎn)達(dá)到20%以上。還可以間接地減少化肥、農(nóng)藥等化學(xué)品的施用量，特別環(huán)保。

 

         比如在馬鈴薯試驗(yàn)中，施用炭肥的地塊產(chǎn)量達(dá)6012斤/畝，比對照田增產(chǎn)18.8%，中薯、大薯比例更是比對照田高出32.2%和56.9%，差異顯著。

 

        夏糧歸倉，關(guān)于秸稈的話題又多了起來。如果是以秸稈還田形式，一年7億噸秸稈利用50%，就能得到1億噸生物炭，在不增加農(nóng)民投入情況下，以生物炭肥和土壤改良劑的形式，實(shí)現(xiàn)秸稈炭化還田改土。如果以生產(chǎn)炭化生物質(zhì)煤，一年14億噸農(nóng)林廢棄物利用50%，就能得到2.1億噸生物炭，相當(dāng)于1.5億噸標(biāo)煤價值1102億元。

 

        用稻殼生產(chǎn)的生物炭，除用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以外，還可以用于鋼鐵輔助生產(chǎn)，每噸售價高達(dá)1800元左右。從簡單的一燒了之到千方百計尋求讓秸稈變廢為寶，這不僅僅是一種處理方式的變化，更重要的是一種利用理念的提升，也是人們觀念的一大進(jìn)步。從棄之如草芥到各種華麗轉(zhuǎn)身，農(nóng)作物秸稈也變成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要收獲之一，其實(shí)，在秸稈綜合利用方面，一個新的產(chǎn)業(yè)正在誕生。