發(fā)布時(shí)間：2022-05-10所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響巨大，同時(shí)農(nóng)業(yè)對(duì)氣候的影響也不容忽視。 從生態(tài)環(huán)境保護(hù)和大氣污染防治角度，介紹幾種利于生態(tài)環(huán)境改善的農(nóng)業(yè)技術(shù)模式農(nóng)業(yè)微生態(tài)技術(shù)、農(nóng)林廢棄物高效利用技術(shù)、化肥減控技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)、植物型自然生物固碳技術(shù)等。 關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè);
摘要：氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響巨大，同時(shí)農(nóng)業(yè)對(duì)氣候的影響也不容忽視。 從生態(tài)環(huán)境保護(hù)和大氣污染防治角度，介紹幾種利于生態(tài)環(huán)境改善的農(nóng)業(yè)技術(shù)模式———農(nóng)業(yè)微生態(tài)技術(shù)、農(nóng)林廢棄物高效利用技術(shù)、化肥減控技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)、植物型自然生物固碳技術(shù)等。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè);氣候;生態(tài)保護(hù);溫室氣體;減排;技術(shù)模式;微生態(tài)
氣候變化給人類帶來各種各樣的氣候?yàn)?zāi)害，且所帶來的經(jīng)濟(jì)損失也是驚人的。各種氣候?yàn)?zāi)害是人類的大敵，尤其對(duì)農(nóng)業(yè)而言，其對(duì)氣候變化反映最為敏感，抵御能力最為脆弱，影響也更為巨大。同時(shí)，農(nóng)業(yè)對(duì)氣候的影響也不容忽視。
1 農(nóng)業(yè)溫室氣體排放對(duì)氣候的影響
氣候變暖主要是由于人為溫室氣體(GHG)排放增加所致，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是一個(gè)重要的 GHG 排放源。 全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 GHG 排放約占總?cè)藶榕欧诺?30%，我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的排放比重約占 20%， 主要?dú)怏w有 CO， CH4，N2O 和 NO 等。 IPCC 指出，農(nóng)業(yè)溫室氣體排放主要來源包括反芻動(dòng)物消化、動(dòng)物糞便處理產(chǎn)生的 CH4 和 N2O 排放、水稻厭氧條件下的 CH4 排放、農(nóng)田過量使用氮肥產(chǎn)生的 N2O 排放、 農(nóng)田耕作產(chǎn)生的 CO2 排放等。而在農(nóng)業(yè)源中，畜禽養(yǎng)殖業(yè) COD 和氨氮排放量分別為 1 268.26 萬 t 和 71.73 萬 t，占農(nóng)業(yè)源 COD 和氨氮排放量的 95.8%和 78.1%，大量畜禽廢棄物給養(yǎng)殖場(chǎng)周邊環(huán)境帶來諸如大氣、水、土壤等環(huán)境污染問題。 畜牧業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最大的 CH4 排放源，是農(nóng)業(yè)溫室氣體和面源污染的排放大戶。
2 農(nóng)業(yè)溫室氣體減排途徑
2.1 充分利用微生態(tài)技術(shù)，減少動(dòng)物腸道 CH4 排放
反芻動(dòng)物排放的 CH4 是通過腸道發(fā)酵過程產(chǎn)生的，反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)的產(chǎn)甲烷菌通過微生物作用合成甲烷，但甲烷并不能被動(dòng)物機(jī)體利用，只能通過噯氣排出體外。 通過研發(fā)推廣微生態(tài)產(chǎn)品及其技術(shù)，可以減少反芻動(dòng)物 CH4 排放。 微生態(tài)技術(shù)具有以下功能：一是提高動(dòng)物單產(chǎn)水平，通過減少并調(diào)控畜禽養(yǎng)殖數(shù)量來提高養(yǎng)殖效益，從而減少 CH4 的排放總量。 二是通過調(diào)配畜禽日糧結(jié)構(gòu)，借助有益微生物菌群，改善和分解低品質(zhì)飼料纖維素等多糖分子，提高畜禽對(duì)飼料的消化率， 減少瘤胃 CH4 生成量和糞便中有機(jī)物的殘留，減少單位飼料消耗的 CH4 產(chǎn)量。 三是通過微生態(tài)工藝使常規(guī)飼料生物顆粒化，縮短飼料在瘤胃內(nèi)的停留時(shí)間，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在瘤胃內(nèi)發(fā)酵造成的能量損失。 四是通過微生態(tài)菌群抑制產(chǎn)甲烷菌活性，從而調(diào)控瘤胃內(nèi) CH4 的大量生成。
2.2 高效利用畜禽糞尿， 減少畜禽廢棄物溫室氣體排放量
我國(guó)年畜禽糞便資源總量約為 8.5 億 t， 相當(dāng)于 78.4 Mt 標(biāo)煤。 提高畜禽廢棄物綜合利用率，使其變廢為寶，可有效減少溫室氣體的減排量。 利用厭氧發(fā)酵原理開發(fā)畜禽廢棄物發(fā)酵菌劑，可將污物處理為生活用沼氣和生物有機(jī)肥，其中，沼氣可直接用作燃料以有效利用 CH4。 同時(shí)，利用畜禽廢棄物發(fā)酵菌劑還可替代傳統(tǒng)糞便清理方式，有效減少 CH4 排放。 一頭豬年產(chǎn)糞尿量達(dá) 2.1 t，若采用水沖式清糞，其污水排放量將增加 4 倍以上;而采用干清糞節(jié)水工藝，實(shí)行糞污干濕分離、雨水和污水分流，并將畜禽廢棄物發(fā)酵菌劑處理， 可將畜禽廢棄物溫室氣體排放量降到最低。試驗(yàn)表明，與水沖清糞相比，經(jīng)發(fā)酵菌劑處理后的畜禽廢棄物 CH4 排放量減少 55%以上。
2.3 推廣發(fā)酵床等健康養(yǎng)殖技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)畜禽污染物 “零排放”
畜禽養(yǎng)殖對(duì)大氣污染主要來自畜禽糞便產(chǎn)生的臭氣，尤其是規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖密度高、清糞不及時(shí)、消毒不力等因素加劇了舍內(nèi)空氣環(huán)境的惡化，需要利用生物除臭技術(shù)進(jìn)行處理。微生物制劑能夠減少氣載病原菌數(shù)量，增加氣載有益菌數(shù)量，降低畜禽疾病感染率，抑制病原菌生長(zhǎng)，同時(shí)還能降低禽舍內(nèi)溫室氣體 CH4，N2O，NH3 和 H2S 等釋放量，對(duì)畜舍內(nèi)有害氣體具有凈化作用。 試驗(yàn)表明， 可使 NH3 降解率達(dá) 74.3%， H2S 降解率達(dá) 81.6%，并可大幅降低養(yǎng)殖場(chǎng)畜舍內(nèi)的有害臭味。 同時(shí)，利用微生物作為物質(zhì)能量循環(huán)和轉(zhuǎn)換“中樞”，推廣發(fā)酵床式養(yǎng)殖方式。 這種模式?jīng)]有任何廢棄物、排泄物排出養(yǎng)殖場(chǎng)，大大減輕養(yǎng)殖業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的氣液污染，是節(jié)約能源、減少疾病和用藥、清除糞臭、實(shí)現(xiàn)零排放的環(huán)保生態(tài)型健康養(yǎng)殖方式。
2.4 開發(fā)應(yīng)用生物有機(jī)肥， 降低農(nóng)業(yè)面源污染和 GHG 排放
我國(guó)農(nóng)田碳吸收匯約為 0.20 億～0.67 億 t C，農(nóng)田 N2O 排放量中有 57.8%來自化學(xué)氮肥施用，22.9%來自糞肥施用。 施用有機(jī)肥可有效增加土壤碳儲(chǔ)量。我國(guó)畜禽糞便年產(chǎn)量達(dá) 17.3 億 t， 是工業(yè)廢棄物的 2.7 倍，其氮、磷、鉀總貯量為 0.633 億 t，相當(dāng)于 0.493 億 t 尿素、1.194 億 t 過磷酸鈣和 0.338 億 t 氯化鉀。充分利用規(guī)模化畜禽場(chǎng)排泄物生產(chǎn)肥效顯著、環(huán)境友好型生物有機(jī)肥料，可直接或間接提供植物所需養(yǎng)分并改善土壤性能，大大提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合，推動(dòng)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。同時(shí)，有助于調(diào)節(jié)土壤系統(tǒng)有益微生物的活性，提高氮肥利用率，促進(jìn)農(nóng)田固碳減排，降低農(nóng)田 N2O 排放 14%～30%。
2.5 高效利用農(nóng)林廢棄物， 減少 CO2，CH4 和 N2O 排放
動(dòng)物糞便等廢棄物的厭氧儲(chǔ)存及處理、作物秸稈焚燒均產(chǎn)生 CO2，CH4 和 N2O。 通常秸稈焚燒、糞便處理方式、 氣候條件等決定著溫室氣體排放量的大小。減少秸稈、 糞便等農(nóng)林廢棄物 CO2，CH4，N2O 排放量的主要措施是針對(duì)排放潛力大的廢棄物焚燒及露天存放過程，通過生物炭技術(shù)固碳和厭氧發(fā)酵回收甲烷氣體，可減少溫室氣體排放。另外，在畜禽飼料中使用微生態(tài)添加劑可抑制 CO2，CH4，N2O 等溫室氣體的產(chǎn)生。 其中，沼氣技術(shù)就是通過畜禽糞便和污水厭氧硝化而產(chǎn)生的。 沼氣可作為燃料替代化石能源，也可用作發(fā)電和動(dòng)力燃料。 據(jù)推算，一個(gè) 8 m3 的戶用沼氣池平均年產(chǎn)沼氣 385 m3 ，相當(dāng)于替代 605 kg 標(biāo)準(zhǔn)煤。 目前，農(nóng)村沼氣項(xiàng)目已被廣泛開發(fā)為 CDM 項(xiàng)目或自愿碳減排項(xiàng)目。
2.6 控制并減少化肥使用量，減少 N2O 排放
土壤中氮的主要來源是施用化肥、廄肥及農(nóng)作物殘留物。過量施用氮肥會(huì)導(dǎo)致肥料無法被農(nóng)作物利用和被微生物吸收，這些過量的氮素一部分通過土壤的硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)?N2O 并釋放到大氣中， 另一部分滲透到地下水中污染水資源。 伴隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的“十二連增”，農(nóng)業(yè)化肥投入量在逐年增加，我國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)對(duì)化肥的依賴度越來越高， 這不僅導(dǎo)致土壤的過度利用，而且使 N2O 排放量呈上升趨勢(shì)。 因此，提高氮肥利用率是減少農(nóng)業(yè) N2O 排放的關(guān)鍵措施。
本文來源于：《農(nóng)業(yè)科技與裝備》刊由遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所主辦，遼寧省農(nóng)機(jī)學(xué)會(huì)、遼寧省農(nóng)學(xué)會(huì)、遼寧省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)協(xié)辦重點(diǎn)刊登農(nóng)學(xué)、植保、園藝、土壤與環(huán)境、農(nóng)業(yè)工程以及農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域研發(fā)成果，宣傳推廣農(nóng)業(yè)新品種、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝;堅(jiān)持高起點(diǎn)和高質(zhì)量，擇優(yōu)登載對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有指導(dǎo)價(jià)值并能反映農(nóng)業(yè)科技與裝備前沿成果的文章，
目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)氮肥利用率為 20%～40%，如果長(zhǎng)期采用微生態(tài)、測(cè)土配方施肥等農(nóng)業(yè)先進(jìn)技術(shù)，可將農(nóng)業(yè)氮肥利用率提高到 30%以上，N2O 排放量相應(yīng)降低 15%以上，大幅減少作物需氮量，調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾， 達(dá)到減少化肥用量、提高肥料利用率、實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)的目的。試驗(yàn)證明，利用微生態(tài)技術(shù)可使肥料利用率提高 10%～20%， 每年節(jié)約氮肥 1 000 萬 t，相應(yīng)減少 CO2，CH4，N2O 等溫室氣體排放 12 000 萬 t。
2.7 加強(qiáng)稻田綜合管理，減少稻田 CH4 的排放
在厭氧環(huán)境下，稻田甲烷排放是由產(chǎn)甲烷菌利用田間植株根際有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化 CH4 形成的， 是除去水稻根際 CH4 氧化菌對(duì) CH4 氧化后的剩余量。 稻田甲烷排放主要受土壤性質(zhì)及其根際菌群狀況、灌溉及水分狀況、施肥種類及方式、水稻生長(zhǎng)及氣候等多因素影響。 水分是影響稻田 CH4 排放的決定性因子，通過改變稻田的水分管理和微生物菌群可改變產(chǎn)甲烷菌生存的厭氧環(huán)境，從而控制甲烷的產(chǎn)生和排放。 研究表明，節(jié)水灌溉、間歇式灌溉及微生態(tài)控制根系菌群能夠減少稻田甲烷的排放。 減少稻田 CH4 排放的主要管理措施除水分管理外，還包括品種選擇、施肥種類、施肥量等，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓芾泶胧┻M(jìn)行稻田耕作。
2.8 改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施， 增加土壤系統(tǒng)的碳匯總量
農(nóng)業(yè)固碳主要依賴土壤系統(tǒng)。 通過改變?cè)耘唷⒏鳌⑹┓实绒r(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，可以增加土壤系統(tǒng)的碳匯總量。 一是大力推廣保護(hù)性耕作等減少機(jī)械進(jìn)地次數(shù)、提高農(nóng)機(jī)作業(yè)效率的農(nóng)田生產(chǎn)措施，減少人類對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及功能的破壞。二是推行秸稈還田和增施有機(jī)肥，增加土壤植物殘?bào)w和有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而增加土壤碳的固定和投入。 農(nóng)村生物質(zhì)能源有很大發(fā)展?jié)摿Γ?jīng)合理開發(fā)利用，可以有效替代化石能源消耗，緩解能源危機(jī)，減少 GHG 排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 三是通過微生物技術(shù)改善土壤結(jié)構(gòu)與功能，提高土壤固碳水平，減少過量使用化學(xué)氮肥造成的氮沉降。
2.9 通過植樹造林和還林還草， 實(shí)現(xiàn)植物型自然生物固碳
植物型生物固碳主要通過增加綠色植物生物產(chǎn)量方式來實(shí)現(xiàn)溫室氣體的減排，如植樹造林。 樹木生長(zhǎng)需要吸收并固定 CO2，并將其轉(zhuǎn)換為生物量，從而形成森林的固碳效果。低產(chǎn)農(nóng)田退耕還林還草可使大氣碳較多地存留于土壤或較長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存于植被中，人工林每生長(zhǎng) 1 m3 的木材， 可吸收 CO2 約 1.83 t。 草地年固碳潛力為 23.9 Mt，占全球固碳能力的 29.0%。 可見，植物型生物固碳是非常有效的生物固碳方式。——論文作者：井 輝
參考文獻(xiàn)
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