9月6日至8日，中国农业大学、梨树县人民政府主办，中国农业大学吉林梨树实验站、梨树县农业技术推广总站承办的“梨树黑土地论坛”系列活动在吉林四平举行。论坛期间，中国科学院、中国工程院、发展中国家科学院院士石元春等专家学者深入探讨黑土地保护与可持续利用的关键科学问题、解决黑土地“用养脱节”的技术措施以及与此相关的土地管理和区域农业发展问题。

9月7日下午，中国科学院、中国工程院、发展中国家科学院院士石元春在梨树黑土地论坛中，围绕黑土地利用与可持续生产，做了《黑土地保护与物质循环》的主题报告。

在化肥补充与调节下，土壤有机质的保障性补充非常重要

石元春院士说，19世纪40年代，被尊称为“有机化学之父”、“肥料工业之父”的德国化学冢李比希在提出提出了《养分归还学说》，其中指出：“植物从土壤中吸收养分，每次收获必从土壤中带走某些养分，使土壤中养分减少，土壤贫化。要维持地力和作物产量，就要归还植物带走的养分”。对此，石元春院士总结出这样的一句话：“在有化肥补充与调节下，重要的是对土壤有机质的保障性补充，尤其是在黑土地上。”

在以玉米为主的一年一作的黑土地上，有机质回归农田，石元春院士用示意图的方式讲解了种植模式和种-养殖模式的有机质回归黑土地的三种模式。一是“种植回归模式”，即年产出生物量中约占4成的籽粒以商品粮形式离开了土地，占6成的秸秆中的2成以有机肥形式回归了土壤，另4成被露地焚烧或作燃料，以少量草木灰形式回归土壤。二是“种-养回归模式"，即以玉米籽粒为饲料，以畜禽粪便归还土壤，可另增1成有机质还田。三是以种植和养殖的作物秸秆和畜禽粪便为基质生产沼气，以沼渣还田的“种-养-加回归模式”。因沼气加工生成的生物天然气的商品性和极佳的市场需求与高附加值，可促进更多的秸秆和畜禽粪便以沼渣形式回归土壤。“种-养-加回归模式”，可有约5成有机质还田。

秸秆和畜禽粪便在沼气化过程中，将c、h、o转化为ch4等气体的同时，将植物营养元素几乎全部地保留于沼渣，回归土壤。有机质中的c、h、o元素是植物光合作用合成自大气中的二氧化碳与水，又在土壤中分解而复归大气的一种物质循环系统，是太阳辐射能转化为化学能的载体元素。合成的碳水化合物除用于食物、饲料和燃料外，秸秆与畜禽粪便等农业废弃物中的转化是无实用价值的，而沼气化则可使这些化学态能量转化为高附加值的清洁能源。这是在农田物质与能量循环系统中可实用性部分的一种新增与扩展。

在中国农大协助下，一个生物天然气工程项目2015年底在吉林省投产

石元春院士说，地质时期里的厌氧过程使有机质得以保存，又经高温高压等地质过程使有机质脱氧而形成了煤炭、石油、天然气等，以c、h为主要化学组分的化石能源。在现代科技条件下，有机物质则可直接在生物学、物理学、或化学平台上有控地转化为固态、气态或液态的生物质能源。其中，唯沼气化或甲烷化可在获得高品位的生物天然气的同时，可使植物营养元素得以最大量保存与回归土壤。沼气化过程是农田生态系统中物质循环与利用的中心环节，是作物秸秆和畜禽粪便无害化和资源化利用的主要途径，是潜在资源的深度开发，且具极佳经济性(净收入可接近种植业与养殖业之和)与环境效应(是唯一的负碳生物质能源)。

21世纪开始，中国走的是发展农村户用沼气和部分养殖场沼气的道路。因为是国办的惠民与环保项目而无商品性与市场驱动，虽投资百亿元而成效甚微。随着山东民和、北京德清源等大型养殖场的沼气发电，以及2011年我国第一个日产1万立方米的民营生物天然气工程在我国面世后，在多方推动下，2015年，国务院投入资金20亿元推进生物天然气发展;同年5月，环保部和国家能源局在内蒙古自治区设立了生物天然气示范区。在中国农大协助下，吉林省辽源市金翼蛋品有限公司组建了天焱生物质能源公司，其在建生物天然气工程项目投资3.33亿元，日处理鸡粪1000吨，年产生物天然气3000万立方米和有机肥10万吨，年产值1.44亿元，2015年底投产。

梨树县可作能源用的作物秸秆和畜禽粪折标煤109万吨/年

石元春院士说，梨树县是吉林省的农业大县，作物秸秆与畜禽粪便资源极丰。可作能源用的作物秸秆和畜禽粪便折标煤109万吨/年，可年产12亿立方米生物天然气，产值60亿元，可接近2014年种植业产值(66亿元)或养殖业产值(87亿元)。因原料成本低而净收入高，可相当于种植业(6亿元)与养殖业(13亿元)之和;可年新增农民人均收入3300元及年减排75万吨二氧化碳。

以沼气厌氧发酵为中心的“种-养-加模式”是黑土地农田生态的一种高质高效的物质与能量循环系统，是农工一体的现代农业生产与经营体系，是生物天然气的商品性和极佳经济性是驱动这种模式运行的强力助推器，这种模式将在吉林省得到快速发展。

发展生物质经济可推动吉林省经济整体转型和培育新的经济增长点

2013年的第一届生物质产业发展长春论坛上，石元春院士就曾提出“上世纪末吉林省提出玉米经济，现在是该提生物质经济的时候了”的建议，受到吉林省委的重视，4个月后，印发了《吉林省发展生物质经济实施方案的通知》。该《通知》指出：“生物质经济是以生物质产业为核心，横跨现代农业、工业和服务行业三次产业，满足生产、生活对清洁能源和生物基产品日益增长的需要，实现绿色、低碳和可持续发展的经济形态。”“发展生物质经济有利于推动我省经济整体转型和发展方式转变，培育新的经济增长点：有利于推进全省生态文明建设，实现绿色发展;有利于解决三农问题，推进绿色城镇化建设，促进城乡协调发展。”

2014年，在第二届生物质产业发展长春论坛上，吉林省发改委姜有为主任在主题讲演中提出了“黑土地上决胜生物质”的号召。

石元春院士说，2015年8月，国务院出台的《关于加快转变农业发展方式的意见》指出，当前，我国经济发展进入新常态，农业发展面临农产品价格“天花板”封顶、生产成本“地板”抬升、资源环境“硬约束”加剧等新挑战，迫切需要加快转变农业发展方式。在加快转变农业发展方式任务中提出了“创新农业经营方式，延伸农业产业链”、“深入推进农业结构调整，促进种养业协调发展”、“提高资源利用效率，打好农业面源污染治理攻坚战”等。

石元春院士说，愿中国农大资环学院与梨树实验站在资源与环境科技，在现代农业建设中勇于开拓，敢于创新，做出更大贡献。(记者高鸿报道/摄)

石元春院士简介

石元春，1931年2月生，湖北省武汉市人，著名土壤学家，中国科学院、中国工程院、发展中国家科学院院士。1956年北京农业大学研究生毕业，1987—1995年任北京农业大学校长，第八和第九届全国政协委员。先后担任中国科学技术协会副主席、中国农学会副会长、国务院学位委员会委员、国家基础科学“973计划’’专家组农业科技首席科学家，国家中长期(2006—2020)科技发展规划战略研究农业科技组组获“五一劳动奖章’’和省部级奖十余项;主持的黄淮海平原综合治理项目，获1993年国家科技进步特等奖。著有((黄淮海平原的水盐运动和旱涝盐碱的综合治理》、《盐渍土的水盐运动》、《区域水盐运动监测预报》、《节水农业应用基础研究进展》、《决胜生物质》和《(biomass：towinthefuture)等，发表研究论文80余篇。在土壤地理、节水农业、盐渍土发生与改良、生物质能源利用以及国家农业发展战略等领域做了突出贡献。