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炭基新材料與應用研究室

人員構成
研究方向

土壤診斷與土壤環境調控、生物炭與農業固碳減排、植物源廢棄物炭基綜合利用、土壤汙染修複、生物炭基土壤調理劑/肥料研發。

主要成果技術

一、重金屬汙染農田生物炭基改良技術

針對南方農田土壤重金屬汙染伴隨酸化、有機質含量低、養分不平衡等諸多障礙,以“標本兼治”為指導思想,以降汙協同提升耕地生產力為目標,選擇生物炭為基礎材料,在“生物炭-Cd/Pb-土壤”互作機製基礎上,基於土壤障礙因素不同,研發出降酸協同Cd/Pb鈍化3項新技術,創建了“南方鎘鉛汙染農田生物炭基改良技術體係”,可實現降汙一抑酸一固碳-增肥等多重效益。在我省大麵積推廣應用,項目區土壤PH值提高0.2-1.4個單位,作物增產5%-16%,農產品Cd/Pb含量平均降低49%。入選農業農村部2024年度農業主推技術,2021-2023年廣東省農業主推技術。

二、炭基驅動的土壤有機碳快速提升協同固碳減排技術

在揭示生物炭對外源碳以及土壤中碳的轉化機製基礎上,形成了中低產田土壤有機碳快速提升協同固碳減排技術,該技術在土壤診斷基礎上選擇生物炭基產品和其它肥料、改良劑組合,達到快速改良土壤環境和理化性質,實現快速培肥目的,同時具有顯著的固碳減排效果。該技術可實現秸稈類植物源廢棄物資源化利用和農田土壤培肥固碳雙贏目標。

三、農林廢棄生物質炭基多聯產低碳高值化綜合利用技術

以生物質中含碳物質分級分類利用為基礎,生物質能轉化為輔,創建具有本地區特色的生物質“植物成型-炭-氣-肥”聯產技術模式,建立碳-碳產業鏈,形成新質生產力。具體包括4個模塊:(1)植物成型:利用清潔製漿技術提取生物質中的纖維素,再型化為綠色食品包裝物,部分替代塑料,實現高值化。(2)功能炭基有機肥料:將生物質易腐爛部分、清潔製漿的殘留物、生物炭等有機地結合在一起,並與功能微生物發酵結合,製造具有特定功能的炭基有機肥料,滿足特色農產品生產的需要。(3)生物質能量轉化與利用(炭-能聯產):根據熱化學理論,采用熱裂解技術將生物質能轉化為熱能/電能和生物炭,滿足產業鏈的熱能和電能的需要,生物炭作為炭基肥原料。(4)低碳產品:包括以土壤固碳減排為主導的低碳農產品,以生物質能量轉化及利用為核心的低碳園區。該模式可實現碳物質流和能量流的協同利用,從而實現零汙排放和零碳消耗。

四、礦區土壤生態複綠技術

形成了以“基質原位改良+植被重建”為總體思路的礦區生態複綠技術,該技術以礦區土壤問題診斷,組合型調理劑配置及植被選擇與撫育技術為核心,該技術具有無需客土,原料廉價、易得,植被係統隻需人工撫育3-4個月後即可自我維持演替的特點。


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