我国农作物秸秆分布特征与秸秆炭基肥制备应用研究进展

钟磊，栗高源，陈冠益，2，3*，王一喆，陈红云，武文竹，李金磊，宋英今，颜蓓蓓

（1.天津大学环境科学与工程学院，天津 300350；2.天津商业大学机械工程学院，天津 300134；3.西藏大学理学院，拉萨 850012；4.新苑阳光农业有限公司，河北 廊坊 065000）

随着集约化农业生产的发展，以秸秆为代表的农业废弃物产量激增，全球每年有近40 亿t 的产量，我国每年秸秆产量可达到9.8亿t，如何高效资源化利用农业废弃物是当下亟待解决的问题。传统的秸秆利用以直接还田、焚烧或丢弃为主，不仅利用效率低下，还会造成严重的环境污染。如何在不造成环境污染的前提下，高效利用秸秆资源成为实现农业可持续发展的研究热点。

生物炭主要是以农业废弃物（如秸秆、动物粪便等）为原料，在厌氧或缺氧的条件下，经一定温度（<700 ℃）热解产生的含碳量高、具有较大比表面积的稳定固态物质，其成分除了C 以外，还包括H、O、N、S 以及少量的微量元素[1]。利用生物炭与肥料掺混、包膜定型以及化学反应等方式制备炭基肥，在农业领域已被广泛研究[2]。因此，以秸秆为原料制备高品质生物炭控释材料，与肥料混合生产生物炭基肥料，成为利用秸秆资源替代传统化肥的主要途径之一，这不仅有利于农业提质增效，还能降低农田面源污染风险[3]。2017年4月，农业部办公厅发布了《关于推介发布秸秆农用十大模式的通知》（农办科〔2017〕24 号文件），提倡将秸秆炭化还田、土壤改良技术作为重点秸秆农用模式推广。2020 年，秸秆炭基肥利用增效技术入选了农业农村部十大引领性技术，极大推进了秸秆炭基肥的市场化进程。本文以秸秆炭化制肥为出发点，对我国农业秸秆的分布特征、生物炭与炭基肥制备技术及相关土壤应用研究进行了阐述，为秸秆的高效资源化利用及炭基肥的制备提供借鉴。

1 我国秸秆的组成结构和分布特征

据统计，2016年我国秸秆产量达9.84亿t，位居世界第一位，且以每年3%的速率增长[4-5]。当前我国秸秆资源主要为水稻、玉米、小麦秸秆，三大作物秸秆量约占总量的83.51%，油菜、甘蔗等其他作物秸秆作为次要来源占比较小[6]。钟华平等[7]的研究表明，我国秸秆资源总量自1949 年以来呈线性增长趋势，且以粮食作物秸秆增长为主；随着农业种植结构的调整和种植技术的提高，次要秸秆来源在1980 年后产量才急剧增长。本文以《2020 年中国统计年鉴》中主要农产品产量为基础[8]，采用草谷比法[9]测算了我国2015—2019 年间农作物秸秆资源组成分布，结果（图1）表明，这5 年间玉米秸秆的年均产量位居第一位，达3.1 亿t，占总量的39.73%；水稻秸秆产量次之，为1.9亿t，占比为24.14%；小麦秸秆年均产量1.4亿t，占比为18.55%；而其他作物秸秆产量相较于这3类作物有较大差距，仅豆类、甘蔗、油菜秸秆年均产量超过了2 000万t，合计占总量的10.73%；棉花、薯类和花生秸秆的年均产量超过了1 300 万t；而烟草、甜菜等作物的秸秆年产量均不足1 000 万t。从秸秆元素组成[11-12]（表1）来看，各类秸秆的O、C 元素含量均超过32%，N 含量普遍较低。各类秸秆相比，水稻秸秆灰分含量最高，小麦和油菜秸秆有着较高的固定碳含量，小麦和甘蔗秸秆木质素含量较高，甘蔗和玉米秸秆则有着较高的挥发分含量。

表1 我国主要秸秆种类元素组分分析[10-11]Table 1 Analysis of six kinds of straw element composition[10-11]

图1 2015—2019我国各类秸秆年均产量及占比Figure 1 China′s average annual output and proportion of various straws during 2015—2019

秸秆资源的分布与自然地理环境、农业生产和经济条件密切相关，区域差异大。我国秸秆资源主要集中在东北、华东和华中地区，2019 年3 个地区的秸秆产量为4.82 亿t，占全国秸秆总产量的60.70%，华北、西北、西南地区秸秆资源相对较少，分别占总产量的13.06%、8.45%、11.01%。从省域尺度（表2）来看，2019 年黑龙江省秸秆产量最大，达到了8 650 万t，河南和山东的秸秆产量均超过6 000 万t，3 省份秸秆产量占全国秸秆总量的29.11%；吉林、内蒙古、河北、安徽、四川、江苏等10 省份的秸秆资源也很丰富，产量均超过了3 000 万t，合计占该年度全国总量的48.65%；辽宁、云南、江西等9个省份的秸秆年产量在1 000万t至3 000万t之间，其秸秆资源总和占全国总量的19.50%；此外，有9 个省份在该年的秸秆产量不足1 000 万t，其中上海、西藏、北京等地不足100 万t，仅占全国总量的0.20%。

表2 2019年我国农作物秸秆产量的省域分布状况Table 2 Distribution of crop straw production in different provinces in 2019 in China

根据我国秸秆的组成结构和分布特征，针对生物炭基肥的开发利用提出以下建议措施：①玉米、小麦和水稻秸秆碳含量较高、养分含量较低且含有一定量的木质素，适合开发生物炭吸附控释材料和土壤修复改良材料；②东北、河南、山东等秸秆产量高的平原地区，适宜建立规模化生产的炭基肥设施及相关企业[12]，并给予相关的政策补贴，大力发展基于秸秆炭基肥还田的循环农业模式；③秸秆产量达到一定规模但地形条件相对复杂且秸秆不易搜集、运输的地区，应鼓励相关村镇开发小型的移动式炭化设备[13]，实现生物炭基肥的现场制备及还田利用。

2 秸秆炭基肥的制备技术

2.1 秸秆生物炭制备技术

秸秆生物炭的理化性质因秸秆种类的不同而存在差异（表3），相同制备条件下，水稻秸秆生物炭的碳、氮含量更高，比表面积和孔体积更大，对养分具有较强的吸附能力；玉米秸秆生物炭孔隙分布更为密集，层理结构更为明显[22]；甘蔗、玉米秸秆生物炭灰分含量低；小麦、豆类秸秆生物炭具有较高的碳氮比。

表3 我国主要秸秆生物炭理化性质[10，14-21]Table 3 The physical and chemical properties of main straw biochar in China[10，14-21]

生物炭特性除了受到原料种类的影响，热解条件也起到了决定性作用。目前比较常见的制备方式有慢速热解、快速热解、热解气化、水热炭化等（表4）。慢速热解是文献中应用最广的技术，其加热速率较慢，一般为20～100°C·min-1，反应温度为300～800°C，制备的生物炭比表面积和碳含量较高，随着热解温度的升高，pH、比表面积和芳香化程度逐渐增加，产率逐渐下降，孔隙结构更加完善[29]；快速热解加热速率更高，约为100～1 000 °C·s-1，其生物炭芳香化程度、含水量和密度也更高，产率和pH 偏低[30]；热解气化是在高温和限氧条件下将生物质转化成一氧化碳和氢气的过程，其生物炭产率相对较低，但具有较大的比表面积；水热炭化以水蒸气和生物质反应制备生物炭，需要较低的反应温度和较长的停留时间，水热炭具有较高的产率和更为丰富的含氧、含氮官能团[23-25]；闪蒸炭化加热速率极高，可将热解蒸气迅速冷却得到液体产物[31]。

表4 不同生物炭制备技术的生物质产物和生物炭的理化性质[23-28]Table 4 Biomass products and physical and chemical properties of different biochar preparation technologies[23-28]

对生物炭进行改性处理可使其理化性质得到改善。姚春雪[32]使用磷酸活化小麦秸秆制备生物炭，发现磷酸改性提高了秸秆生物炭比表面积、表面官能团数量、有效养分含量和阳离子交换量。LI 等[33]发现使用20%的MgO 处理的磁性生物炭，表面和基团的含量增加，其对水溶液中磷酸盐的吸附量达99.5%，高于未改性的生物炭。

2.2 秸秆炭基肥制备技术

当前研究中，秸秆炭基肥的制备方法主要有掺混法、吸附法、化学反应法、混合造粒法和包膜法，基本制备原理如图2 所示。掺混法直接将生物炭与化肥快速混合，生产效率最高[34]。生物炭与肥料的配比是影响其应用效果及场景的主要因素，肥料、生物炭比例为8∶2 和7∶3 时，炭基肥在促进玉米植株生长和提高土壤性状方面效果最优；肥炭比为1∶1 时，炭基肥对土壤氮循环微生物功能群落的正效应最佳[35-36]。

图2 秸秆炭基肥制备原理Figure 2 Schematic diagram of straw carbon-based fertilizer

吸附法是将生物炭在一定浓度的肥料溶液中浸泡制得秸秆炭基肥，又称为固-液吸附型炭基肥。表征结果发现氮素能够进入生物炭的孔隙中，并有效延缓肥料在静态水中和土壤溶液淋溶条件下养分的释放[37-38]。化学反应法与吸附法类似，是将生物炭和肥料在反应釜中混合，通过加热、搅拌等方式使其充分反应制备生物炭基肥，具体生产方式与选用肥料种类有关。张雯[2]在反应釜中添加一定比例的硝酸、氨水和生物炭，搅拌反应过程中调节pH值至中性，得到初产物，干燥后得到反应型炭基肥。EL SHARKAWI等[39]则使用氨气与生物炭进行反应制备炭基肥。研究表明，反应型炭基肥在提高养分利用率、增加小麦和玉米等作物产量方面的效果均优于掺混型和吸附型炭基肥，而吸附型炭基肥比掺混型炭基肥的施用效果更显著[2，40-43]。

上述方法制备的炭基肥多为粉状颗粒等未成型的形式，这给炭基肥的运输、贮存、施用等造成诸多不便。混合造粒法将生物炭和一种或多种肥料粉碎成粒度均匀的粉末颗粒，然后通过各类机械成型方式进行造粒，是当前主要的炭基肥生产方法，具体可分为团聚造粒成型和挤压柱状成型两种方式[44]。团聚造粒是将粉状颗粒在液桥的作用下积聚成小颗粒，而后通过设备转动使积聚的小颗粒在重力作用下成型；挤压柱状成型则是在机械外力作用下，将粉状的炭基肥直接挤压成型，其产品具有更高的机械强度、生产效率和缓释性能[45]。不同的原料配比对造粒的机械强度也有一定的影响，马欢欢等[46]研究发现，使用70%的基础肥料、16.6%的秸秆生物炭、13%的水制备挤压柱状炭基肥时，常温下不需要黏合剂即可达到国家标准。

包膜法是以细粉颗粒生物炭为膜层，对速效性颗粒肥料进行包裹，制备得到炭基肥，施用后可逐渐释放养分供给作物，能够有效减少肥料养分在土壤中分解、挥发、冲蚀，提高养分利用率[47]。但使用生物炭进行包膜的炭基肥多为细粉状颗粒，难以运输，使用其他包膜材料及黏合剂对炭基肥进行成型处理，可提高其机械强度。苑晓辰等[48]以乙基纤维素为成膜材料，戊二醛为交联剂，邻苯二甲酸二乙酯作为增塑剂，吐温80 为乳化剂，采用溶液共混法制备炭基肥包膜材料，经测试其机械强度、渗透率、吸水率等特性均达到作为炭基肥包膜的要求。

在包膜成型和混合造粒成型技术中，黏合剂起到了非常重要的作用，在生物炭和肥料的基础上添加黏合剂能大幅提高炭基肥的成型率和农用效果，成型效果主要与黏合剂的类型有关。当前的黏合剂主要有木质素、羧甲基纤维素钠、淀粉等。木质素储量大、无毒，可降解再生，是良好的炭基肥黏合剂[49]；羧甲基纤维素钠由天然纤维素或淀粉经化学改性而成，使用时需添加酸、碱、醇以增加其黏合性能，其实际黏结效果最优[50]；淀粉黏合剂由小麦、玉米和薯类淀粉通过煮浆和冲浆的方式制备，其原料来源广泛，价格低廉且无污染，但存在易凝胶、初始黏合力不强、干燥后变脆等问题，使用时需要添加无机填料、酸或通过加热方式来增加其黏合性能。

随着对秸秆炭基肥研究的深入，大量的新型炭基肥制备技术开始涌现。廖上强等[51]采用熔融高压混合法，使熔融尿素在一定压力下进入生物炭孔隙中，与普通尿素相比，芹菜对该生物炭基肥的氮肥利用率提高了9.97个百分点，且效果优于掺混型和包膜型炭基肥。CHEN 等[52]在原料中添加聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮制备炭基肥，表征结果发现其具有较少的亲水羟基，对养分的包裹更紧密。AN 等[53]利用微波热解技术，将棉花秸秆、肥料和膨润土的混合物共同热解制备炭基肥，其生产效率和孔隙结构均有较大改善。DE AMARAL等[54]在共同热解制备炭基肥的基础上接种促进磷矿溶解的菌株，生物炭的孔隙结构可保护菌株免受土壤中捕食者的侵害，从而增加土壤中解磷细菌丰度，提高土壤速效磷含量。WEN 等[42]利用微波辐射将高分子机制引入到秸秆炭基肥中，发现当炭基肥施用量为1%和2%时，土壤持水量分别增加了19.3%和31.56%。BAKI 等[55]则通过将生物炭、过硫酸铵、亚甲基双丙烯酰胺、氯化钙与丙烯酸和丙烯酰胺接枝共聚，合成一种新型水凝胶炭基肥，来增加土壤的持水保水性能。

以上研究表明，生物炭基肥的性能及应用场景主要受到秸秆生物炭和炭基肥制备技术的影响：①在原料选择上，我国秸秆来源主要是玉米、小麦和水稻，其生物炭具有较高碳氮比、孔隙度和比表面积，养分固持能力强，为炭基肥制备提供了优良的生物炭来源。②在生物炭制备方面，制备方法的差异对生物炭的产率、养分含量及比表面积影响巨大，为提升生物炭的控释性能往往需要提升生物炭的比表面积或关键官能团的相对丰度。总体而言，由于热解温度较高，热解和气化技术制备出来的生物炭孔隙度较为发达且具有很好的物理控释性能，但存在产率低和能耗高的技术瓶颈[31]；而水热炭化技术制备的生物炭养分含量较高且具有丰富的化学官能团，能耗也相对较低，但存在生物炭孔隙度不够发达、废液产生量大的问题。因此为追求高品质的生物炭产品，单纯以生物炭为生产目标可能会存在资源浪费及生产成本过高的问题；开展炭气或炭油联产技术可以在追求高品质生物炭材料的同时，高效利用秸秆资源，节省企业的运行成本。③在生物炭基肥技术方面，传统的掺混、吸附、包膜、反应法制备技术已相对成熟，控释性能基本与生产成本成正比，市场上主要的生物炭基肥料也以掺混型和包膜型炭基肥为主，但目前的炭基肥往往还是以养分的控释为主要目的，并没有很好地发挥生物炭的功能性特征，如污染物固持、改善土壤结构、调节土壤pH 等功能，因此，未来在利用高品质生物炭作为控释材料的同时，可以考虑我国农田土壤的特征及状况，开发高品质且具备土壤改良或修复功能的生物炭基肥。④传统的控释肥生产技术的提升空间相对有限，而控释效果更好的吸附型、反应型炭基肥也因运输、生产等问题未得到广泛应用，今后应加强新型炭基肥制备技术研发，在减少成本的同时实现性能的突破，确保炭基肥制备条件和秸秆种类与实际使用相适应。

3 秸秆炭基肥应用进展

目前，关于秸秆炭基肥的研究在我国已十分广泛，除针对制备成型方法进行改良外，其高效应用也逐渐成为研究热点。炭基肥在土壤中的作用主要为以下三类：①土壤修复；②土壤改良及肥力提升；③提升作物产量和品质。研究表明，生物炭基肥利用其优良的理化性质不仅可以显著提升土壤质地和肥力，增加作物产量和品质，而且能有效地对污染物进行固持，起到修复改良土壤的作用（图3）。

图3 秸秆炭基肥对土壤质量及作物产量和品质的改良效应Figure 3 Effects of straw carbon-based fertilizer on soil quality and crop yield and quality

3.1 土壤污染修复应用研究

目前我国农田重金属主要来源于矿业开采、工业固废及污水排放，重金属在土壤中的富集对作物及人体健康构成重大威胁。生物炭丰富的孔隙结构和巨大的比表面积使其具备土壤重金属修复能力[56]。CHEN 等[57]在500 ℃下制备的水稻秸秆生物炭对Cd2+的最大吸附量可达到4.247 7 mg·g-1，而由其制备的炭基肥对Cd2+的吸附量提高了48.98%（5.970 2 mg·g-1），大量的表面含氧官能团和较高的离子交换量发挥了主要作用。我国重金属污染主要集中在华中和华东等粮食主产区，水热炭化制备的炭基肥富有含氧官能团，更有利于土壤修复，而对于西南、华南等地Cd、Pb污染密集的酸性红壤，高温热解的水稻秸秆炭基肥因其较高的pH，可促进Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）沉淀物的形成，有效降低其在土壤中的含量[58-59]。

我国农用土壤有机污染物主要来源于农药残留、生活污水和工业废水，其在土壤中的迁移转化可直接影响土壤健康。研究发现，生物炭对土壤中多环芳烃、阿特拉津和乙草胺等有机污染物具有良好的吸附去除效果[60-61]。秸秆炭基肥比生物炭具有更优良的土壤修复性能，选用水稻、玉米等孔隙结构丰富的炭基肥可进一步降低有机污染物对作物的危害。陈璐[62]将水稻秸秆生物炭造粒制备成炭基肥，增加了其表面含氧官能团数量，优化了孔隙结构，在1%和4%施用量下使毒死蜱的去除率分别提高了4.33、9.67 个百分点。邢泽炳等[63]发现，添加1%的生物炭即可对土壤中的敌草隆产生显著的吸附作用，且随着炭化温度升高、生物炭比表面积的增大和孔隙结构的改善，去除效果将会进一步提高。我国华东、华中等地，蔬菜种植业对农药需求量大，土壤中农药残留量高[64]，适宜使用官能团更多、比表面积更大的高温热解炭基肥，以有效保障蔬菜产区土壤健康。

3.2 土壤改良及肥力提升应用研究

土壤肥力是保证粮食生产的根本。当前我国华中、华东等地区土壤有机质和养分含量高，对外源肥力需求较小，但长期不合理施肥导致土壤氮、磷淋失严重[65-66]；东北地区因连年耕作导致土壤肥力下降，西南、西北等地土壤基础地力水平低，综合肥力提升空间大[67-68]。

炭基肥优良的控释吸附能力，能有效增加其对土壤养分的固持，而固持效果受到制备方法的影响，如生物炭占比、改性处理方式等。PUGA 等[69]在农田土壤中施用生物炭含量为51%、40%、29%的炭基肥，研究发现高生物炭含量的炭基肥在增加土壤碳含量及氮固持、减少CH4和N2O 排放方面效果最优。李露等[70]研究也证明，配施40 t·hm-2生物炭基肥比20 t·hm-2能更好地降低常年稻麦轮作土壤中CH4和N2O的排放。GONZÁLEZ-CENCERRADO 等[71]使用二氧化碳活化处理炭基肥，使土壤尿素和硝酸盐的损失量减少了69%和63%，极大降低了水体富营养化的风险。此外，过量施肥还导致土壤硝态氮、速效磷大量累积，造成土壤盐碱化等问题，施用炭基肥可提高土壤线虫总数量，并抑制植食性线虫数量，进而提升盐碱化土壤的健康程度[72-73]。华东、华中等地区适宜使用包膜型、反应型等控释能力强的炭基肥，也可通过对秸秆炭进行改性处理，进一步优化其缓释性能；而对于华南、西南等地的酸性土壤，宜选择热解温度高、灰分含量大的包膜型炭基肥，在改良土壤酸度的同时充分减缓肥料中养分的释放。

炭基肥具备较高的养分含量，可使土壤肥力保持在较高水准[74]。康日峰等[75]发现施用炭基肥可提高云南红壤中土壤有机质、碱解氮和有效磷含量，且随着施用量的增加效果更为显著。李昌娟等[76]在多年生茶园酸化红壤中施用生物炭和炭基肥，发现50 d内施用炭基肥的土壤速效磷、速效钾含量比施用生物炭的土壤高8.72%和9.42%。土壤有机碳、微生物量、酶活性是评价土壤肥力的重要指标，炭基肥还可通过改善土壤理化性质和微生物特性间接提升土壤肥力。MACCARTHY 等[77]在灌溉水稻种植体系中施用炭基肥，使土壤有机碳含量提高了32%。CHEN 等[78]研究发现，玉米秸秆炭基肥的施用对东北耕作土壤团聚体的作用有限，但能显著促进细颗粒有机物的积累，更有利于增加土壤有机碳含量。ZHOU 等[79]在贵州砂壤土中施用炭基肥，发现土壤微生物生物量碳、氮、磷分别增加60.05%、87.64%和307.85%，土壤细菌的丰度和多样性指数提高了33%和3%，改善了土壤养分状况。LIAO 等[80]的研究则证明炭基肥可增加氨氧化古菌（AOA）基因拷贝数，促进稻田土壤硝化作用，并对土壤反硝化功能基因丰度产生抑制作用，进而提升土壤氮循环的速率。李彩斌等[81]研究证明，施用水稻秸秆炭基肥可提高贵州黄壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性，且随炭基肥中生物炭比例的增加，土壤脲酶活性表现为递增趋势。这可能是由于炭基肥的多孔结构为微生物提供了繁殖环境，表面丰富的官能团有效吸附肥料中养分，减少养分淋失，为土壤酶促反应提供了更多的底物。对于东北、西北等土壤肥力较低的地区[67-68]，适宜选用吸附型、反应型等肥效高的秸秆炭基肥，在改良土壤的同时，提升当地主要作物种植土壤的养分含量。

3.3 秸秆炭基肥对作物产量品质的提升作用

秸秆生物炭的施用在提高作物产量和品质方面具有重要的促进作用。生物炭对作物的影响因作物种类、秸秆炭类型及施用量的不同而有所差异。ISWARAN 等[82]研究发现，在大豆和绿豆田施用等量生物炭的条件下，绿豆产量提高了20%，而大豆产量提高了50%。不同炭基肥类型对作物生长影响不同，胡茜等[83]在同一稻田中施用110 mg·kg-1的小麦、水稻、玉米生物炭，水稻地上部干物质量分别提高了91.24%、109.52%、121.00%。付嘉英等[84]在小白菜土壤施用749.6 kg·hm-2掺混型小麦、棉花、花生秸秆炭基肥，发现小麦秸秆炭基肥在增加小白菜的产量、降低小白菜中硝酸盐含量方面性能最优。而对于同一种秸秆，不同方式制备的炭基肥对作物效应也有差异，刘文秀[85]的研究表明，相较于掺混型，造粒成型炭基肥对玉米产量、籽粒总质量等指标提升效果更佳，且随着施用量增加差异更为显著。YAO 等[86]对吸附型小麦秸秆炭基肥进行酸化处理，改良后的炭基肥使青椒产量提高了45%，并使青椒的维生素C 含量从236.99 mg·kg-1提高到278.28 mg·kg-1。综合以上分析，对于我国东北、华东等粮食主产区，使用造粒成型炭基肥不仅节约生产和运输成本，而且能有效保证粮食的产量和品质；而华东、西北等蔬菜生产基地硝态氮、速效磷累积严重，使用改性处理的新型炭基肥更有利于降低蔬菜硝酸盐含量。

4 总结与展望

对我国秸秆产量及组成特征的分析表明，以秸秆制备的炭基肥可根据作物类型和土壤条件针对性选择秸秆种类及制备方法进行土壤修复、改良，提升作物对有效养分的吸收利用，达到增加作物产量和品质的目的，具备非常好的市场前景及应用价值。然而，我国秸秆种类和区域间产量存在较大差异，增加了规模化利用秸秆资源的难度。现有秸秆生物炭和炭基肥制备技术难以保证性能和生产应用之间的平衡，新型炭基肥生产技术尚不成熟，各区域实际土壤状况对炭基肥功能性要求的差异尚未解决，为使秸秆炭基肥今后更好地得到应用，应进一步加强以下几个方向的研究：

（1）根据我国秸秆资源的分布特征，形成不同区域秸秆资源化及生物炭制备技术指南及政策支持，形成相匹配的秸秆炭及其炭基肥产业，助力秸秆炭基肥产业及循环农业的发展。

（2）高品质的生物炭往往资源化利用效率较低，应大力发展秸秆炭气联产技术，在生产高品质生物炭及相关肥料的同时，制备和生产高品质燃气，可以有效提升秸秆资源的利用效率，提升企业的经济效益并促进行业的发展。

（3）加大对新型炭基肥技术的研发力度，突破传统制备技术瓶颈，在提升炭基肥控释性能的基础上，应针对不同区域土壤现状及需求，开发功能型生物炭基肥料。