炭基新材料与应用研究室
土壤诊断与土壤环境调控、生物炭与农业固碳减排、植物源废弃物炭基综合利用、土壤污染修复、生物炭基土壤调理剂/肥料研发。
一、重金属污染农田生物炭基改良技术
针对南方农田土壤重金属污染伴随酸化、有机质含量低、养分不平衡等诸多障碍,以“标本兼治”为指导思想,以降污协同提升耕地生产力为目标,选择生物炭为基础材料,在“生物炭-Cd/Pb-土壤”互作机制基础上,基于土壤障碍因素不同,研发出降酸协同Cd/Pb钝化3项新技术,创建了“南方镉铅污染农田生物炭基改良技术体系”,可实现降污一抑酸一固碳-增肥等多重效益。在我省大面积推广应用,项目区土壤PH值提高0.2-1.4个单位,作物增产5%-16%,农产品Cd/Pb含量平均降低49%。入选农业农村部2024年度农业主推技术,2021-2023年广东省农业主推技术。
二、炭基驱动的土壤有机碳快速提升协同固碳减排技术
在揭示生物炭对外源碳以及土壤中碳的转化机制基础上,形成了中低产田土壤有机碳快速提升协同固碳减排技术,该技术在土壤诊断基础上选择生物炭基产品和其它肥料、改良剂组合,达到快速改良土壤环境和理化性质,实现快速培肥目的,同时具有显著的固碳减排效果。该技术可实现秸秆类植物源废弃物资源化利用和农田土壤培肥固碳双赢目标。
三、农林废弃生物质炭基多联产低碳高值化综合利用技术
以生物质中含碳物质分级分类利用为基础,生物质能转化为辅,创建具有本地区特色的生物质“植物成型-炭-气-肥”联产技术模式,建立碳-碳产业链,形成新质生产力。具体包括4个模块:(1)植物成型:利用清洁制浆技术提取生物质中的纤维素,再型化为绿色食品包装物,部分替代塑料,实现高值化。(2)功能炭基有机肥料:将生物质易腐烂部分、清洁制浆的残留物、生物炭等有机地结合在一起,并与功能微生物发酵结合,制造具有特定功能的炭基有机肥料,满足特色农产品生产的需要。(3)生物质能量转化与利用(炭-能联产):根据热化学理论,采用热裂解技术将生物质能转化为热能/电能和生物炭,满足产业链的热能和电能的需要,生物炭作为炭基肥原料。(4)低碳产品:包括以土壤固碳减排为主导的低碳农产品,以生物质能量转化及利用为核心的低碳园区。该模式可实现碳物质流和能量流的协同利用,从而实现零污排放和零碳消耗。
四、矿区土壤生态复绿技术
形成了以“基质原位改良+植被重建”为总体思路的矿区生态复绿技术,该技术以矿区土壤问题诊断,组合型调理剂配置及植被选择与抚育技术为核心,该技术具有无需客土,原料廉价、易得,植被系统只需人工抚育3-4个月后即可自我维持演替的特点。
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