發(fā)展富碳農(nóng)業(yè)促進(jìn)農(nóng)業(yè)碳中和

趙永華

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)碳中和 富碳農(nóng)業(yè) 二氧化碳 碳達(dá)峰碳中和 溫室大棚 效益

“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”，這是我國(guó)統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)大局的戰(zhàn)略決策。以緊迫的碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)為導(dǎo)向，可以使我們更加堅(jiān)定地貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，走上綠色、低碳、循環(huán)的發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

二氧化碳是造成“溫室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球氣候變暖的“元兇”，但它也是作物生長(zhǎng)必不可少的基本原料。將煤化工企業(yè)排放的二氧化碳收集，在農(nóng)業(yè)上利用，推廣二氧化碳施肥技術(shù)，發(fā)展富碳農(nóng)業(yè)，實(shí)施農(nóng)業(yè)碳中和，可以有效減少碳排放，是推動(dòng)更好更快全面實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的有效措施。

一、增施二氧化碳對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的影響

（一）二氧化碳是農(nóng)作物生產(chǎn)重要元素，作物特別是溫室大棚作物長(zhǎng)期處于“碳饑餓”狀態(tài)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是作物吸收水、二氧化碳和氮磷鉀等肥料，在光合作用下形成有機(jī)物的過(guò)程。其中，二氧化碳和水占95%，氮磷鉀占不到4%，其它14種中微量元素占1%多。作物生長(zhǎng)最適宜的二氧化碳濃度為1000-1400ppm。隨著近幾年經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，空氣中二氧化碳濃度也快速上升至約400ppm（0.04%）。而溫室大棚由于通風(fēng)受阻，二氧化碳濃度在早上太陽(yáng)出來(lái)時(shí)最高，有機(jī)肥多施的地塊能達(dá)1300ppm多，不上有機(jī)肥的無(wú)土栽培二氧化碳濃度約500ppm;當(dāng)太陽(yáng)出來(lái)后經(jīng)過(guò)一小時(shí)左右的光合作用，二氧化碳濃度會(huì)降至和大氣中的濃度相仿，即約400ppm;隨著光合作用的逐漸增強(qiáng)，大棚中二氧化碳濃度逐漸降低，到上午11點(diǎn)不到200ppm。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明：溫室大棚長(zhǎng)期處于“碳饑餓”，即“營(yíng)養(yǎng)不良”狀態(tài)。

溫室大棚生產(chǎn)二氧化碳嚴(yán)重短缺是全球共識(shí)，各國(guó)也一直致力于研究如何為溫室大棚增加二氧化碳以促進(jìn)作物增產(chǎn)。日本生產(chǎn)了不同規(guī)格的燃燒白煤油的煤油爐，為溫室大棚增加二氧化碳;荷蘭、美國(guó)、加拿大、以色列等國(guó)家在建溫室大棚時(shí)，就安裝了燃燒天然氣的二氧化碳生產(chǎn)設(shè)施。而我國(guó)煤油和天然氣都不豐富，溫室大棚建設(shè)也沒(méi)有增加二氧化碳生產(chǎn)設(shè)施。

（二）增施二氧化碳，增產(chǎn)作用顯著，可有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增加

增施二氧化碳?xì)夥?，可以有效地解決設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中二氧化碳不足的瓶頸問(wèn)題，增產(chǎn)作用非常顯著。美國(guó)在新澤西洲的一家農(nóng)場(chǎng)做了多年的增施二氧化碳實(shí)驗(yàn)證明：在作物生長(zhǎng)旺盛期和結(jié)果期增施二氧化碳效果最為明顯，在這兩個(gè)時(shí)期每周施肥2次，2周以后蔬菜增產(chǎn)90%，水稻70%、高粱200%。

內(nèi)蒙古的相關(guān)試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)增施二氧化碳?xì)夥?，可以有效增加農(nóng)作物產(chǎn)量。例如：九三學(xué)社專(zhuān)家持續(xù)5年的研究結(jié)果表明，在增施二氧化碳?xì)怏w栽培模式下，番茄增產(chǎn)100%、小番茄200%-300%、尖椒40%-50%、青椒50%-60%、油葫蘆70%-80%、茄子100%、豆角70%-100%、黃瓜60%-70%、草莓40%-50%、葡萄30%-50%、油麥菜100%-200%、香菜40%-50%、菠菜40%-50%以及白蘿卜100%;巴彥淖爾市五原縣日光溫室種植華萊士，增施二氧化碳后增產(chǎn)30%-40%，售價(jià)比同類(lèi)產(chǎn)品每公斤高出0.8元，早上市10天左右;察右中旗種植番茄增施二氧化碳，原來(lái)每株結(jié)5盤(pán)果，增施二氧化碳后能結(jié)10盤(pán)，而且每盤(pán)果增產(chǎn)30%，增產(chǎn)達(dá)到1倍以上;2020年，巴彥淖爾市鮮農(nóng)農(nóng)牧業(yè)有限公司種植韭菜，在韭菜25厘米時(shí)增施二氧化碳，在其它條件相同下，增施二氧化碳的每天增長(zhǎng)5厘米左右，最高增長(zhǎng)5.38厘米，未增施的增長(zhǎng)2厘米，相對(duì)比高出3.38厘米，增施二氧化碳的韭菜增長(zhǎng)速度快，收割時(shí)間提前一半，韭菜葉變寬、變厚，莖變粗，總增產(chǎn)2倍左右;內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)王成杰教授團(tuán)隊(duì)在牧草上增施二氧化碳可增產(chǎn)200%。他估算大棚種植紫花苜蓿牧草，增施二氧化碳后，每年可刈割8茬，每畝干草產(chǎn)量能上3噸，收益6600元，每茬施肥1次，澆水2次，肥料、水和二氧化碳?xì)夥士偼度?500元，每畝收益5100元，比未增施二氧化碳多刈割4次，產(chǎn)量增加2噸。

（三）作物增施二氧化碳，可減少50%—60%的農(nóng)藥使用量，增強(qiáng)食品安全

第一，作物增施二氧化碳后，生長(zhǎng)健壯抗病力強(qiáng)。實(shí)踐表明，農(nóng)田里凡是堆放過(guò)農(nóng)家肥的地方，作物個(gè)體高大、顏色黑綠健壯;其它地方的作物往往體態(tài)瘦小、顏色黃綠。這是因?yàn)?，增施農(nóng)家肥，不僅具有改良土壤結(jié)構(gòu)的作用，而且可以增加二氧化碳，堆農(nóng)家肥的地方（糞盤(pán)），農(nóng)家肥被細(xì)菌分解過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳以及其他養(yǎng)分可以被作物充分吸收，從而促進(jìn)其生長(zhǎng)。研究表明，增施二氧化碳的作物，普遍可以減少50%—60%的農(nóng)藥使用量。第二，作物增施二氧化碳后，溫度要比不增施的調(diào)高5—7℃。也就是說(shuō)，不增施二氧化碳的溫室在27—28℃就要開(kāi)風(fēng)口降溫，增施二氧化碳可以在32—33℃再開(kāi)風(fēng)口降溫。而很多27—28℃情況下發(fā)生的病蟲(chóng)害，32-33℃時(shí)就不適應(yīng)了，因此，增施二氧化碳后的溫室病蟲(chóng)害就會(huì)減輕。第三，作物在二氧化碳濃度高（1000ppm以上），且不缺水的情況下，溫度達(dá)到45℃以上仍然能進(jìn)光合作用，即可以進(jìn)行高溫悶棚殺滅病菌蟲(chóng)。通過(guò)這三種措施，農(nóng)藥用量還會(huì)進(jìn)一步減少，有些品種完全可以實(shí)現(xiàn)零農(nóng)藥。這對(duì)于我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品安全、質(zhì)量提高和銷(xiāo)售具有非常重要的意義。

增施二氧化碳?xì)夥屎?，病蟲(chóng)害少了，可以延長(zhǎng)果實(shí)采摘期，如小番茄、茄子等的采摘期可以從4—5個(gè)月延長(zhǎng)至8個(gè)月，既增產(chǎn)，又減少種子、翻耕、育苗、移栽等費(fèi)用成本。內(nèi)蒙古呼和浩特市和林格爾縣清源種養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)合作社的溫室，2017年安裝了一個(gè)30立方米的二氧化碳罐，進(jìn)行二氧化碳施肥。原來(lái)溫室種植草莓時(shí)，常有紅蜘蛛等病蟲(chóng)害發(fā)生，草莓盛果期僅3個(gè)月，在增施二氧化碳?xì)夥屎螅t蜘蛛病蟲(chóng)害不再出現(xiàn)，而且盛果期又延長(zhǎng)了2個(gè)月，產(chǎn)量增加了50%多。又如，內(nèi)蒙古興和縣察爾湖農(nóng)業(yè)科技有限公司杏花溝蔬菜基地有溫室51座，種植面積82畝，2016年安裝了一個(gè)30立方米的二氧化碳罐，進(jìn)行二氧化碳施肥，原來(lái)溫室種植的黃瓜霜霉病時(shí)有發(fā)生，在增施二氧化碳?xì)夥?個(gè)月后，霜霉病害不再發(fā)生，減少了農(nóng)藥用量60% ，而且黃瓜秧長(zhǎng)勢(shì)旺，葉色肥厚濃綠，延長(zhǎng)了盛果期，以至增加了產(chǎn)量。

（四）農(nóng)產(chǎn)品干物質(zhì)含量、含糖量提高，產(chǎn)品口感好，儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)

經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)科院試驗(yàn)，施用二氧化碳?xì)夥?，可使果蔬干物質(zhì)及糖分含量提高20%左右，產(chǎn)品口感好，黃瓜和番茄等的果實(shí)有光澤，沒(méi)有畸形果，品相、口感等都有大幅度提升，產(chǎn)品售價(jià)增加，經(jīng)濟(jì)效益提高。

如：呼和浩特市和林格爾縣清源種養(yǎng)游專(zhuān)業(yè)合作社36個(gè)溫室全部用了二氧化碳?xì)夥剩渲?個(gè)溫室種番茄和黃瓜，盛果期由40多天又延長(zhǎng)了2個(gè)月，由每2天采摘200斤/畝增加到300斤/畝，整個(gè)盛果期黃瓜增產(chǎn)2萬(wàn)多斤/畝。番茄也由原來(lái)1.5萬(wàn)斤/畝增加到2萬(wàn)斤/畝。由于增施二氧化碳?xì)夥屎螅S瓜和番茄的果實(shí)色澤、口感等都有大幅度提升，病蟲(chóng)害得到有效控制，沒(méi)有使用農(nóng)藥，因此得到了與內(nèi)蒙古女神酒店長(zhǎng)期合作為其提供黃瓜和番茄等蔬菜的機(jī)會(huì)，果蔬價(jià)格也比原來(lái)增長(zhǎng)了90%，從2018年秋冬季到2019年春季期間2座溫室的收入達(dá)到15.6萬(wàn)元。

又如，內(nèi)蒙古察爾湖農(nóng)業(yè)科技有限公司蔬菜基地通過(guò)增施二氧化碳?xì)夥拾l(fā)現(xiàn)，溫室黃瓜在增施二氧化碳濃度為1200ppm條件下增產(chǎn)效果明顯，平均單果重比對(duì)照增加23%，增施二氧化碳后黃瓜前期商品果產(chǎn)量比對(duì)照增加24.5%，增施二氧化碳后黃瓜商品果總產(chǎn)量比對(duì)照增加30%，差異極顯著，黃瓜盛果期延長(zhǎng)，果實(shí)色澤、口感等都有大幅度提升，所生產(chǎn)的各種蔬菜品種都銷(xiāo)售配送到北京客戶(hù)，每斤蔬菜均價(jià)提升18%，極大增加了溫室的經(jīng)濟(jì)效益。

增施二氧化碳?xì)夥屎螅魑锏母晌镔|(zhì)提高，產(chǎn)品更加耐貯藏和運(yùn)輸。如巴彥淖爾市鮮農(nóng)農(nóng)牧業(yè)有限公司種植的韭菜，收割15天后還能保持韭菜的新鮮，相對(duì)常規(guī)種植的韭菜貯藏7天，保質(zhì)期延長(zhǎng)了一半以上。這對(duì)提高蔬菜的有效供給貯存及出口外銷(xiāo)具有重大意義。

（五）促進(jìn)根系發(fā)達(dá)，提高作物抗倒伏能力，增加土壤有機(jī)質(zhì)

作物地上部分龐大，地下部分必然增加生長(zhǎng)量。在增施二氧化碳后，作物生長(zhǎng)健壯，植株粗壯，為防止頭重腳輕而倒伏，根系生長(zhǎng)也會(huì)增長(zhǎng)，根系發(fā)達(dá)、扎根深，根系生物量增加一倍多，吸收水肥及抗倒伏能力大大增強(qiáng)。作物收獲后，留在土壤中的根系腐爛形成的有機(jī)質(zhì)多，增加的土壤有機(jī)質(zhì)也多，有利于改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土地質(zhì)量。

二、增施二氧化碳對(duì)于內(nèi)蒙古早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和具有重要作用

2020年，內(nèi)蒙古二氧化碳排放總量為7.59億噸。而在溫室大棚、大田和果園等增施二氧化碳，可吸納二氧化碳10711萬(wàn)噸。而且，由于節(jié)水需要，滴灌面積會(huì)逐年增加，二氧化碳消耗量將會(huì)持續(xù)增加，綜合計(jì)算，在溫室大棚增施二氧化碳，兩三年內(nèi)內(nèi)蒙古利用二氧化碳就能達(dá)到1.5億噸，既可解決二氧化碳排放問(wèn)題，早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和，又可提高農(nóng)作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

（一）二氧化碳吸納能力分析

第一，溫室大棚使用二氧化碳。全區(qū)溫室大棚面積94萬(wàn)畝，可以利用滴灌管道、放置干冰等形式增施二氧化碳。1畝地的溫室大棚，平均每日可增施二氧化碳15公斤計(jì)算，每年可吸收中國(guó)二氧化碳3.5噸，全區(qū)溫室大棚共計(jì)能消納329萬(wàn)噸二氧化碳。

第二，通過(guò)滴灌等方式向大田農(nóng)作物增施二氧化碳。如：蔬菜、甜菜等經(jīng)濟(jì)作物增施二氧化碳，為防止二氧化碳向大氣排放，可在光照最強(qiáng)的上午和中午，通過(guò)滴灌管道緩慢輸送二氧化碳，也可以通過(guò)葉面噴肥增施，從而大量消耗二氧化碳。目前全區(qū)滴灌面積約5000萬(wàn)畝，以玉米、馬鈴薯高產(chǎn)作物為主，按照種植玉米計(jì)算，每畝平均每天消耗二氧化碳15公斤，施用二氧化碳大概在60天以上，每畝可利用900公斤，能吸納4500萬(wàn)噸二氧化碳，葉面噴施每畝50公斤，5000萬(wàn)畝可吸納二氧化碳250萬(wàn)噸，總計(jì)4750萬(wàn)噸。

第三，將二氧化碳對(duì)果樹(shù)、茶樹(shù)、牧草等進(jìn)行葉面噴施。目前全區(qū)特色果品經(jīng)濟(jì)林面積達(dá)到632萬(wàn)畝，每畝每年消耗二氧化碳1噸，共計(jì)632萬(wàn)噸。全區(qū)天然草原面積13.2億畝，按照可利用10億畝計(jì)算，用無(wú)人機(jī)、噴霧機(jī)等噴施二氧化碳，平均每畝噴施50公斤二氧化碳，即可利用5000萬(wàn)噸。

綜合以上幾種方式，總計(jì)能吸納二氧化碳10711萬(wàn)噸。

（二）經(jīng)濟(jì)效益分析

國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)都證明：溫室大棚增施二氧化碳?xì)夥?，可大幅度提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量，富碳產(chǎn)品，如：玉米、大豆、高粱等，平均售價(jià)會(huì)提高50%;牧草等干物質(zhì)提高，產(chǎn)量增加，品質(zhì)提升，經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)提高。

例如，按照種植玉米增施二氧化碳計(jì)算：固體二氧化碳（干冰）運(yùn)送到田間地頭，成本大概在1500元/噸。而增施一公斤二氧化碳可以增加一公斤多玉米，以玉米3元/公斤計(jì)算，每增施一公斤二氧化碳可增收1.5元;同時(shí)，增施二氧化碳后，玉米秸稈也會(huì)增粗，會(huì)提高飼草料的產(chǎn)量，增加效益;同時(shí)，根系更加發(fā)達(dá)，土壤有機(jī)物含量高，提高土地質(zhì)量。

三、內(nèi)蒙古發(fā)展富碳農(nóng)業(yè)的政策建議

（一）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)

把捕集二氧化碳并在農(nóng)業(yè)上利用，發(fā)展富碳農(nóng)業(yè)列為內(nèi)蒙古自治區(qū)重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，做好示范和引領(lǐng)。由自治區(qū)政府牽頭，成立農(nóng)業(yè)碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)導(dǎo)小組，自治區(qū)相關(guān)部門(mén)為成員配合實(shí)施，由相關(guān)技術(shù)人員組織成立專(zhuān)家組進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和推廣，號(hào)召各地抓好二氧化碳收集和在農(nóng)業(yè)利用工作，并在資金項(xiàng)目上給予支持。同時(shí)，由自治區(qū)、盟市、旗縣政府主導(dǎo)，各級(jí)農(nóng)牧、科技、環(huán)保、財(cái)政等部門(mén)聯(lián)合，形成全區(qū)上下、政府、企業(yè)齊抓共管發(fā)展的推廣模式。

（二）部門(mén)協(xié)調(diào)配合

一是環(huán)保部門(mén)應(yīng)要求排放二氧化碳的企業(yè)上收集二氧化碳裝置，并將收集利用二氧化碳納入減排指標(biāo)統(tǒng)計(jì)范圍，承認(rèn)其減排量。未上收集二氧化碳的企業(yè)，則收取其二氧化碳排放費(fèi)，促進(jìn)企業(yè)以合作的形式開(kāi)展二氧化碳的收集。二是農(nóng)業(yè)部門(mén)、科技部門(mén)要把發(fā)展農(nóng)業(yè)碳中和作為減少農(nóng)藥，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵措施給予支持推廣。三是發(fā)改等相關(guān)部門(mén)在項(xiàng)目扶持上給予傾斜。財(cái)政部門(mén)將相關(guān)補(bǔ)貼資金納入預(yù)算范圍。交通等部門(mén)在二氧化碳運(yùn)輸上給予支持，納入綠色農(nóng)畜產(chǎn)品范圍，減免過(guò)路費(fèi)。各有關(guān)部門(mén)加大支持力度，形成推進(jìn)合力。

（三）開(kāi)展試驗(yàn)示范

在各地開(kāi)展試點(diǎn)工作，通過(guò)農(nóng)業(yè)科技人員和科技特派員主推、企業(yè)讓利、政府補(bǔ)貼等形式在每個(gè)盟市試點(diǎn)面積1000-10000畝以上，主要開(kāi)展溫室大棚增施二氧化碳?xì)夥史N植蔬菜、水果示范，將試點(diǎn)分為多個(gè)園區(qū)，幾個(gè)蔬菜、水果品種分開(kāi)進(jìn)行試驗(yàn)推廣，通過(guò)試驗(yàn)示范，召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)、觀摩會(huì)，開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)等形式擴(kuò)大推廣面積。

地膜前期應(yīng)用推廣就是通過(guò)技術(shù)培訓(xùn)、試驗(yàn)示范、給予補(bǔ)貼等多種形式逐漸得到了社會(huì)群眾的認(rèn)可，直到農(nóng)戶(hù)自發(fā)使用。農(nóng)業(yè)碳中和技術(shù)在推廣上要充分發(fā)揮技術(shù)指導(dǎo)、資金支持、政策扶持的作用，使企業(yè)、農(nóng)戶(hù)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)得到認(rèn)可，逐步將增施二氧化碳?xì)夥噬唐坊⒊B(tài)化，自覺(jué)在種植農(nóng)作物過(guò)程中增施二氧化碳?xì)夥省３浞职l(fā)揮內(nèi)蒙古二氧化碳收集利用在全國(guó)、乃至全世界的碳達(dá)峰、碳中和的重要作用。