工业废气如何让棉花增产15%？

——来自八师石河子市的调查

2026/10/12 8:49:20

9月10日，在天业集团蘑菇湖现代农业示范基地，新疆天业智慧农业科技有限公司技术人员王士伟查看棉花长势。

9月10日，天业集团工作人员查看储存液态CO2设备的密封情况。

金秋时节，来到新疆天业(集团)有限公司(以下简称“天业集团”)蘑菇湖现代农业示范基地，站在田埂上放眼望去，连片棉田吐絮如雪。田垄之间，一条条滴灌带如毛细血管般铺展开来。与常规棉田不同的是，几块试验田边，多了1套白色的储罐和1条输气管网。它们似乎在给这片土地“喂”着什么？

答案出人意料——工业废气CO2。这些来自化工厂的工业废气CO2，经过捕集、提纯、液化，通过滴灌系统悄然注入棉田。2025年天业集团天业农业研究所实验数据显示：施用CO2水溶液的棉田，单产较常规棉田籽棉增加近90公斤，增产15%。

工业废气如何让棉花增产？9月17日，带着这个问题，来到天业农业研究所找寻答案。

大胆构想

天业集团是八师的大型国有骨干企业，主要做化工新材料和高效节水农业。早些年，该企业产出的工业废气CO2大多直接排放，这既加大碳排放量，也造成资源浪费。

与天业集团化工厂区相隔仅20多公里的蘑菇湖片区，曾经是一块让人头疼的重度盐碱荒滩。地下水位偏高，地表泛着厚厚的白碱，土壤板结发硬，导致这里几乎种不成庄稼。

一边是，化工企业要为巨量工业废气寻找出路；另一边是，大片盐碱耕地渴望改良提质。“能不能把工厂排放的CO2，用来治理盐碱地、助力棉花生长？”2019年，中国科学院山西煤炭化学研究所退休研究员、天业集团原总工程师李学宽提出这一构想。

《新疆盐碱地综合利用技术发展报告》指出，新疆重点区域盐碱耕地面积达3428万亩，是我国盐碱地分布面积最广的地区。“我当时就想，盐碱地偏碱性，而CO2溶于水则呈弱酸性，如果把CO2水溶液用于改良土壤，会怎么样？”李学宽说。

设想刚提出来，便有人提出不同意见。土壤问题太过复杂，CO2怎么滴进土壤？滴灌之后土壤具体会发生什么变化？对植株生长会产生怎样的影响？——1个化工专家去搞农业，大家都觉得是天方夜谭。

那段时间，李学宽把自己关起来从头研读《土壤学》《土壤化学》等专著，并结合天业集团膜下滴灌技术做了大量的笔记。3个多月后，他向天业集团党委提出了相关建议，得到集团党委的大力支持。

构想停留在纸面，要落地，必须从实验室做起。“即便当时已过了生产季，我们还是试种水稻和多种蔬菜，就想验证一下技术的可行性。”提起当时的情景，李学宽回忆道。

实验启动后，李学宽和团队成员首先遇到的是设备难题：CO2水溶液滴灌存在气阻，普通滴灌设备无法达到理想效果。

从事纳米材料和超重力技术研究的中国工程院院士陈建峰到新疆考察时得知这一情况后，带领团队用超重力装置将CO2制成纳米级气泡溶入水中，效果远超自然溶解，一举突破这一实验瓶颈。

不承想，CO2水溶液的输送成了新问题。

“我们尝试各种方法，滴灌带通入CO2水溶液，25米的滴灌带，前5个孔CO2就基本跑光了。”李学宽说。

“失败是成功之母。”面对这一难题，李学宽团队立即调转方向，双管齐下，既提高CO2水溶液的稳定性，又改进滴灌带设计——调整孔洞大小、滴头位置、滴水方法，反复试验改进，最终取得实质性进展。

庆幸的是，天业集团实施的工业CO2资源化利用改良盐碱地关键技术研发与示范项目得到兵团科学技术局的大力支持。八师石河子市科学技术局党组书记、局长魏义慧说：“新疆地域广阔，如果该技术可行，对于改良盐碱地意义重大。”

经过2年多的试验，李学宽团队终于验证该技术理论的可行性并得出结论：通入CO2水溶液后，土壤无机碳的含量在提高，作物根系活力在增强。但这仅仅是第一步。要把实验室的成果搬到广袤大田里，还要打通从化工厂区储气罐延伸到田间滴灌带的整套工程链条，现实难题依旧横在面前。

不断求索

实验室的结论，需要大田来检验。天业集团蘑菇湖现代农业示范基地，成为验证这项技术的主战场。

“李工带我们迈出第一步，虽他援疆工作结束已回到家乡，但不管多难，我们都得把这条路走下去。”天业农业研究所所长王圣毅说。

经过不断试验，储气罐体安装、密闭管网铺设、灌溉首部系统改造，1套完整的工业CO2资源化利用系统建成。当第1批CO2水溶液顺着滴灌带缓缓渗入棉田，整个团队满怀期待。

现实却给了团队当头一棒。首轮大田试验，参数没能完全匹配北疆盐碱棉田的特性，CO2浓度把控不稳，灌溉窗口期选择不当，同1地块内棉苗长势两极分化：一部分棉株枝繁叶茂，另一部分棉苗发黄瘦弱。

消息很快在周边种植户之间传开。“拿工业废气浇地，别把好地浇坏了。”不少种植户远远观望，不愿参与试点。

“不能因受挫就停下来。”王圣毅说。团队索性把办公室搬到田间地头。

戈壁正午烈日灼人，王圣毅和团队成员头戴草帽，在棉垄间一株株丈量棉株高度，清点果枝数量，深挖土层采集不同深度土样；夜里回到实验室，对比土壤理化指标，调整CO2水溶液施用浓度、灌溉频次、施用时段。从春播、现蕾、开花到结铃吐絮，他们完整跟着棉花走完一整个生长周期，上千组田间数据持续迭代优化方案。

“那段时间，我们几个技术员的脸晒得比农户还黑。”王圣毅笑着说。

1年、2年，反复试错。

时间慢慢给出答案。试验地块的土壤板结逐步缓解，表层盐分向下迁移，土壤pH值逐步调节到适宜棉花生长的区间。曾经瘦弱发黄的棉苗，慢慢变得健壮，棉铃挂满枝头。

收获季，测产专家组走进试验田，对照地块与滴施CO2水溶液的试验区并排摆在眼前，长势对比一目了然。实地取样、称重折算，最终测产数据出炉：施用CO2水溶液的试验区，棉花较普通对照地块增产15%，土壤理化指标同步向好，氮肥利用效率得到提升。

看着测产数据，周边种植户的态度也彻底发生反转，从最初的观望抵触，纷纷主动上门，想要参与试点。

站在化工园区一侧，企业同样收获红利。原本需要花钱处置的工业CO2，实现就地资源化消纳，为企业碳减排开辟新路径。

一条“工业废气-二氧化碳捕集-CO2水溶液-农业应用-作物增产”的工农循环链条就此成型。捕集-提纯-液化-罐装-运输-滴灌--整套工艺实现闭环。

永无止境

示范田的成功，不是终点，而是推广的起点。

在基地控制中心，新疆天业智慧农业科技有限公司技术人员王士伟说，兵团垦区盐碱地类型千差万别，轻、中、重度盐碱地土壤条件各不相同，1套参数不能套用所有地块。如果简单照搬蘑菇湖现代农业示范基地的施用标准，别的地块很可能达不到预期效果。

“在棉田里的技术示范成功了，不等于就能大面积推开。”王圣毅坦言，推广要解决3个现实问题：一是针对不同盐碱等级地块，制定差异化施用规程；二是优化设备运维，降低用户使用成本；三是形成成熟的农艺配套，把工业CO2改良盐碱地技术和暗管排盐、水肥一体化等现有技术结合起来，发挥叠加效应。

眼下，团队正在扩大试验范围，在不同垦区选取多块盐碱棉田开展对比试验。技术人员奔赴各个试点地块，采集土样，记录作物生长情况，不断完善标准化技术手册。他们要搞清楚：不同盐碱程度地块，CO2水溶液施用浓度多少最合适？什么生育期施用效果最好？怎样兼顾增产效果和投入成本？

这些现实问题，都需要在推广实践中一一作答。

9月17日，在天业集团工业园区的棉田地头，八师一二二团职工耿书忠讲起他滴施CO2水溶液的好处。

2021年，天业集团工作人员推广这项新技术时，他半信半疑拿出400亩棉田试用，秋后试验田亩产量明显提升，第2年他便将800亩棉田全部运用这项新技术。

今年北疆棉区遭遇多轮持续高温，不少棉田叶片发蔫、棉桃发育受滞，他的棉田因滴了CO2水溶液而叶片舒展、棉桃饱满，几乎未受高温影响，这让他为自己当初的决定颇感满意。

戈壁绿洲之上，智慧农业的探索仍在继续。从实验室的大胆设想，到大田示范，再到面向更多垦区和乡镇的推广实践，一群科研人员扎根田间，用一次次试验、一个个数据，把工业废气的价值，实现在棉田。

从长远看，这项技术打通工业减排与农业增效的双向通道，既是立足区域产业实际落实国家“双碳”目标的生动实践，也为盐碱地综合利用开辟出新路径。跳出单一技术的视角看，它更是1次工农一体化的有益探索，为干旱区盐碱地治理、工业CO2资源化利用提供借鉴。

近日，天业集团“工农融合提质效绿色循环筑基业”案例入选第四批“工业图强”企业史志鉴优秀案例名单，其构建的工农一体化循环经济体系，以工业反哺农业，树立绿色转型标杆。

 

把碳排放变成耕地潜力，这份“兵团答卷”值得借鉴

不久前，1份来自天业集团蘑菇湖现代农业示范基地的测产数据，让“工业废气”与“棉花增产”产生了令人振奋的交集：施用CO2水溶液的棉田，较常规棉田增产15%。

这15%的背后，是1条完整的工农循环链条——工业废气经捕集、提纯、液化后，通过滴灌系统注入棉田，既改良盐碱土壤，又促进作物生长。1个困扰化工企业的碳排放难题，与1个制约农业发展的盐碱地治理难题，就这样在田间地头实现“双向奔赴”。

这是1次技术层面的突破，更是一场思维方式的革新。当化工专家李学宽把目光投向棉田，当超重力技术被用来制造纳米级气泡，当滴灌带的孔洞大小被反复调整——这些看似“跨界”的探索，恰恰打破思维的桎梏，成为解决复杂问题和创造奇迹的关键。

从2019年的大胆构想到2025年的测产验收，6年时间里，科研团队经历设备瓶颈、气阻难题、大田试错的阵痛，面对过“拿工业废气浇地，别把好地浇坏了”的质疑。技术上的每1次突破，都是对“不可能”的重新定义；田间的每1组数据，都是对“想当然”的反复修正。正是这种“把办公室搬到田间地头”的实干精神，让实验室的论文真正写在大地上。

15%的增产，意义远不止于产量本身。对化工企业而言，原本需要花钱处置的工业废气CO2实现就地资源化消纳，碳减排压力转化为发展新动能；对盐碱地而言，土壤板结缓解、盐分向下迁移、pH值趋于适宜，曾经“种不成庄稼”的荒滩正在焕发生机；对国家而言，新疆3428万亩盐碱耕地蕴藏着巨大的后备耕地资源潜力，唤醒这些“沉睡的土地”，就是在为“中国饭碗”增添底气。

当然，示范田的成功只是起点。技术推广要面对差异化施用规程、设备运维成本、农艺配套集成等现实课题。只有把这些问题一一破解，示范田里的“盆景”才能变成广袤田野上的“风景”。

跳出技术看发展，这项实践给出1份工农一体化的“兵团答卷”。它启示我们：落实“双碳”目标，不能只做“减法”，更要做“加法”——通过资源化利用，让碳排放变成碳资源；治理盐碱地，不能只靠“单打独斗”，更要“系统集成”——把工业CO2改良技术与暗管排盐、水肥一体化等技术叠加起来，发挥乘数效应。当工业与农业不再是割裂的两端，而是循环链条上的有机节点，高质量发展的空间便会豁然开朗。

戈壁绿洲之上，滴灌带里流淌的不再仅仅是水，还有被“驯服”的工业废气；棉田里生长的也不再仅仅是棉花，还有工农融合、绿色发展的希望。这份来自兵团的探索，值得被更多人看见。

来源：兵团日报

编辑：KK