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第14章 “高碳”到“低碳”——农业的华丽转身(1)

一、身边的低碳模式

虽说低碳农业是新名词,但不意味着现在现实的农业模式里没有低碳的元素。在农业生产和生活中,无论是节地、节水、节肥、节种,还是节电、节油、节柴(节煤)、节粮,还是循环利用、开发清洁能源,只要可以降低生产成本,保护农业生态环境,增强土壤的固碳能力,减少温室气体排放,都可以实现“高碳”转向“低碳”。事实上,好好挖掘总结一下,还是有很多在“高碳”转向“低碳”的过程中值得进一步发扬光大的模式。

化学投入品减量、替代,实现清洁生产:化肥、农药及薄膜等化学工业投入品的使用,不仅增加了农业生产的碳排放,还导致了农业面源污染和农产品毒物残留,在农业种养过程中应尽量减量、替代。可以采取的措施有:通过测土配方精准施肥,减少化肥使用量;用有机肥替代化肥,用生物农药、生物治虫方法替代化学农药,用可降解农膜替代不可降解农膜等。化学投入品的减量和替代,可以生产出无公害农产品、绿色食品、有机食品。这三种农产品因其品质好、无农药残留或微农药残留深受消费者欢迎。

节水模式:我国农业年用水占全国总用水量的68%,其中灌溉用水量又占农业用水量的90%以上。据水利部农水司测算,全国灌溉水利用系数仅为0.46,即从水源到田间,约有一半以上的灌溉水因渗漏、蒸发和管理不善等原因浪费掉了。在传统灌溉模式下,10升水只能产出1公斤大米,节水灌溉可以提高产量5倍。加强农业水利基础设施建设,采取科学的工程措施,减少和避免水的渗漏与蒸发;改造落后的机电排灌设施,运用水稻节水灌溉技术和农作物喷灌、微喷灌、滴溉等技术,提高灌溉水的利用率,都是实现节水的途径。

节能模式:节能可以从农业生产和农村生活两个方面入手。在生产方面,耕作制度、农业机械、畜禽养殖及农业龙头企业方面都有很大的节能空间。推广免耕少耕、水稻直播等保护性耕作,耐旱作物品种及多旱作物栽培技术,集约、高效、生态畜禽养殖技术都是有效方法。加快省柴灶、节能炕和节煤炉的升级换代,则可以实现生活节能。

立体种养的节地:我国有效耕种面积人均不足1.1亩,不足世界平均水平的40%。因此,采用节地的生产方式非常必要。立体种植、养殖可以充分利用土地、阳光、空气、水,拓展生物生长空间,增加农产品产量,提高了产出效益。农作物合理间种、套种的立体种植,桑田秋冬套种蔬菜、桑田夹种玉米的农桑结合,意杨林中套种小麦、大豆、棉花等农作物的农林结合,稻田养殖、菱蟹共生、藕鳖共生、藕鳝共生的农渔结合,意杨树下种牧草,养殖羊、鸭、鹅的林牧结合等都属于立体种养模式。

农业废弃物再利用:种养废弃物和农产品加工过程中的废弃物都可以再加工利用,变废为宝。如小麦、玉米及水稻的作物秸秆可以还田培肥地力,氢化后喂家畜;经济作物的废弃枝条发展菌类产业;利用畜禽粪便生产微生物有机肥;将花生壳粉碎加工成细粉再利用;稻米加工企业产生的稻壳可作燃料,米浆水中可提取淀粉等。

清洁能源模式:通过普及农村沼气,开发太阳能、风能、微水电等可再生能源,替代化石燃料减少二氧化碳排放。具有代表性的是近几年一直推行的“一池三改”工程(一“池”是指沼气池,三改即改厕、改厨、改圈),既能净化环境,又可以获取能源,还增加了农民收益,一举三得。

观光休闲农家乐:到农村观光、采摘,体验农家生活,已成为城市居民休闲度假的一种新选择。天然景观、历史人文遗址、农业高新技术园区、特色农业产区这些资源都可加以利用,发展休闲农业。这种模式使得农业不仅具有产品生产功能,而且还具有维护生态观赏价值,是实现多功能农业的很好尝试。

此外,保护性耕作和禁牧、休牧、退牧还草等措施,可以增加农田土壤和草地碳汇。转变粗放的生产方式,采取高效节约的耕作方式和养殖方式,可以减少农田和畜禽养殖的甲烷和氧化亚氮排放。培育高产、抗逆农作物品种,能够增强农业防灾抗灾减灾和综合生产能力。这些都是发展低碳农业的有效方式。

二、低碳农业,土肥技术一马当先

现代农业的化肥高投入是使农业变的“高碳”的原因之一。低碳农业要实现“低排放”、“高碳汇”,就可以从减少施肥量,提高土壤碳汇入手。

土壤本身就是一个大碳库,它储存的有机碳量约占整个生物圈总碳量的四分之三,储存的形式就是土壤有机质。也就是说,要让土壤多存碳,就要增加土壤的有机质含量。据专家估算,我国18亿亩耕地的土壤有机质含量提高1%,就相当于土壤固定了27亿吨有机碳。有机质含量低碳,不仅增加碳汇容量,还能提高土壤肥力,也是一举两得。那么,增加有机质含量的方式有哪些呢?

最直接的方式就是增施有机肥。根据2006年北京启动的有机肥培肥地力项目的抽样测定,连续两年实施有机肥培肥地力示范工程地区的露地菜田、保护地菜田和粮田土壤有机质含量分别提高1.12克/千克、1.79克/千克和1.95克/千克。

融合现代科技的方式就是测土配方施肥。测土配方施肥,简单地说,就是先进行土壤测试,确定土壤中各种营养元素的含量,然后根据不同的土壤情况和作物的生长需要,制定一个氮、磷、钾及中、微量元素施用量的配方,按照配方确定的各种肥料的合理配比施肥。测土配方施肥可实现各种养分平衡供应,既能更好地满足作物的需要,又可以避免过量施肥造成的浪费和污染,同时还可以提高产量,改善农产品品质,实现既节约成本又提高收入。

秸秆还田既可以合理利用废弃物,也能提高土壤有机质。秸秆中除含有氮、磷、钾、镁等营养元素外,还含有约15%的有机质。如果每亩还田秸秆500公斤,则可增加有机质75公斤。目前经常采用的方法是,在作物收获的过程中,利用农业机械将秸秆粉碎撒在地表上,然后翻耕将其埋入土中,秸秆腐烂分解后就成了滋养地力的有机肥。

种植可以用作肥料的植物,也就是通常所说的绿肥,既能肥沃土壤,又能实现减碳。根据中国农业科学院绿肥专家曹卫东的推算,如果全国恢复20世纪70年代的绿肥种植面积2.25亿亩,那么每年的植物养分生产能力相当于300万~500万吨尿素、200万~400万吨硫酸钾;推算下来2.25亿亩绿肥作物可以固定1.13亿吨二氧化碳,同时释放0.97亿吨氧气。绿肥多为豆科植物,如绿豆、豌豆、蚕豆都很常用,此外苕子、苜蓿、田菁等也是很好的绿肥。施用绿肥也很简单,就是种植之后,直接将新鲜的植物茎秆叶等就地翻压埋入土中,或者沤肥、堆肥后移到其他地块施用。绿肥既可以作基肥,也可以作追肥用。

缓控释肥被称为“21世纪高科技环保肥料”,代表了化肥产业的发展方向。缓控释肥在传统肥料外层包一层特殊的膜,这层膜可以控制和放缓养分的释放速度和释放量,按照作物的生长规律,根据作物的需求同步供给养分。采用缓控释肥可以减少化肥的使用量和次数,提高化肥利用率,降低成本减少污染。

三、二氧化碳也能做肥料

很多人都认为二氧化碳作为造成温室效应的元凶,是一种有害无用的废气。中国科学院水土保持研究所研究员、肥料专家徐福利博士指出,二氧化碳其实是一种可以大规模用于农业生产的肥料。

目前世界公认的植物生长所必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等几十种。自1840年德国学者创建植物矿质营养学说到化学肥料诞生以来,人们只注重氮肥、磷肥、钾肥等矿物肥料的应用,忽视了碳、氢、氧营养元素的供应。以为植物完全可以从空气和水中获取足量的碳、氢、氧的认识误区,使得无人涉足以二氧化碳为原料的肥料开发。

二氧化碳其实是一种宝贵的农业肥料。碳(二氧化碳)元素与氢、氧元素(水)的平衡是植物营养平衡的基础。所谓氮、磷、钾三元素的平衡只能解决植物生长所需要的矿质营养,而不能解决植物生长需要的主要营养。只是由于碳、氧、氢三大主要营养元素没有计量,才造成了人们忽略它们的误区。

实验表明,当温室大棚内二氧化碳的浓度大于大气中的2~3倍时,大部分蔬菜产量可以提高1倍。二氧化碳浓度充足可使蔬菜提早上市,减少农药用量,改善作物品质。因此,利用二氧化碳开发“碳基肥料”是完全可行的,它不仅可以提高农作物的产量,而且还可以大幅度减少二氧化碳,达到发展低碳农业的目的。

一些农业专家已经开始在实践中探索“碳基肥料”的生产。国内做得比较成功的是陕西省知名农业专家刘长有、卓泽凡两人进行的“碳基肥料”试验,他们从2000年开始进行研究,目前已成功完成了试验室阶段的任务。

陕西省农业厅喻剑波认为,“碳基肥料”技术先进,但要真正投入生产,还需要国家有关部门来协调和扶持发展。徐福利建议说,国家可以采取对“碳基肥料”进行财政补贴的方法,并积极进行引导、宣传和推广“碳基肥料”,使我国农业在肥料应用上尽早走出一条低碳经济的路子来。

四、除虫方式的新选择

杀虫、除草、抗菌,样样都要靠农药,种地就得洒农药已经成了天经地义的事。直到农药的各种弊端已经严重危害到人类的健康,人们才慢慢回头去想,是不是只能用农药?

事实上,农药的流行并没有很长的历史,20世纪40年代DDT的杀虫活性被发现后,人们才逐渐将注意力转移到化学合成农药上,在随后的半个多世纪里,延续几千年的用天然植物驱虫的方法被冷落。

在发展低碳农业的呼声下,用生物驱虫法是替代农药的好选择。生物驱虫就是用大自然中的各种植物的药性和生物间的相生相克,来达到抵御虫害的方法。乡间土药、生物链和植物药肥都可以派上用场。

乌桕、辣蓼草等在山野间常见的野草和杂灌木,实际上都是很好的驱虫植物。辣蓼草,因为有一股呛人的辣椒味,驱虫和除虫的效果很好,辣蓼草汁液会辣死卷心虫。此外,烟叶茎秆、茶饼等对一些虫害的防治功效非常明显,如烟叶茎秆可以驱赶螟虫。“‘土药’农村到处都是,通常采用压榨、煎熬的方法制作,可单

独喷洒,也可混用”。

华南农业大学原校长、生态学家骆世明教授也给我们总结了生物防治病虫害的小偏方:要防柑橘的红蜘蛛,可以把吃这种蜘蛛的虫放到柑橘里去,就能把红蜘蛛吃掉;在番石榴的果园里面种一些向日葵,能有吸引番石榴害虫的作用。把紫苏种在黄瓜的旁边,虫子就不喜欢吃黄瓜了。

植物源农药是农药不错的替代品。植物也可以做农药?在很多人看来可能既惊奇又陌生。在大自然漫长的演进过程中,植物和昆虫也在互相适应,植物会分泌出各种毒素,保护自己。据统计,中国可以用作药肥的植物有菊科、豆科、卫矛科等30多科。

植物源药肥就是从具有杀虫功能的植物或其提取物获取药效成分,从经无害化技术处理后的工农业废弃物中获取营养成分,因此兼具药效和肥效。从山东省泰安市农科院的一项植物源药肥的专利中,就可清楚了解植物源药肥是怎么一回事。该发明的成分有:苦参、苦参碱、蓖麻、鸡粪、褐煤、荆棵籽、花生壳、板栗壳、豆饼、麦麸、淀粉、红糖及酵素菌速腐剂。苦参、蓖麻等物具有抗虫性,而鸡粪、花生壳等农产品废弃物经过处理后则是很好的有机肥。

相对于化学农药,植物源农药在自然界中能自行降解,不会污染环境,也不会累积在其他生物体内危害人畜安全,驱虫时针对性强,不会伤害害虫的天敌,害虫也不易产生抗药性。这些都是植物源农药的显著优点。

五、从“一烧了之”到“市场走俏”

油菜、小麦、水稻这些农作物的秸秆曾经是传统的农村生活燃料和饲料,但随着电、煤气等成为农村生活的新能源,秸秆成了收获后的负担,往往被农民“一烧了之”。实际上,各种作物秸秆是很有价值的生物资源。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆中不仅含有大量纤维素、木质素,还含有一定量的粗蛋白、粗脂肪、磷、钾等营养成分和许多微量元素。近年来,随着能源短缺和秸秆综合利用技术的发展,秸秆在一些地方已经成了“抢手货”,还出现了专门的“秸秆经纪人”、“秸秆收购点”。

秸秆是很好的肥料。6亿吨秸秆相当于300多万吨氮肥、700多万吨钾肥和70多万吨磷肥,约为全国每年化肥施用量的1/4。将秸秆用作肥料的方法有多种,除了粉碎深耕直接还田外,还可以经过粉碎、传输、配料、挤压造粒、烘干等工序,生产出优质的有机肥料。把秸秆粉碎后和鸡粪混合,进行混合发酵,添加其他作物所需的营养元素,最后经烘干就可制成绿色有机肥。发酵处理杀灭了粪便和秸秆中的有害病菌和虫卵,也去除了臭味。用秸秆作肥料进行还田,不仅可以增加土壤有机质,还可以把秸秆内的碳固定在土壤内,大大减少二氧化碳的释放。

秸秆可通过青贮、氨化、压块和微生物发酵等多种方式制成养殖饲料。玉米秸秆切断揉搓发酵后打包做面包草喂牛,营养价值高,储存时间长。利用生物菌制作的发酵饲料养牛,可替代40%~50%的精饲料。

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