張德純

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所 北京 100081）

摘 要：低碳農(nóng)業(yè)是以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)模式，注重整體農(nóng)業(yè)能耗和排放的降低。在生產(chǎn)過程中降低溫室氣體排放并強(qiáng)化固碳，使生物多樣性以及其他生態(tài)環(huán)境得以保護(hù)。低碳農(nóng)業(yè)中的蔬菜產(chǎn)業(yè)應(yīng)減少農(nóng)藥和化肥的使用、積極推廣腐植酸的應(yīng)用、培育耐低溫的蔬菜品種、推廣高效節(jié)能型日光溫室、提高園藝機(jī)械的能源使用效率和開發(fā)沼氣的利用。

關(guān)鍵詞：低碳農(nóng)業(yè) 蔬菜產(chǎn)業(yè) 應(yīng)用技術(shù)

Vegetable Industry in Low-carbon Agriculture

Zhang Dechun

(Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, 100081)

Abstract: Greenhouse effect brought about by high-carbon agriculture has upset the ecological balance and caused vicious circle. Low carbon agriculture is a agricultural model based on low energy consumption, lower greenhouse gas emission and low pollutant emission in consideration of agricultural energy consumption and low greenhouse gas emission. In the process of production, biodiversity and ecological environment can be protected by way of low greenhouse gas emission and carbon fixation. Controlled application of agricultural chemicals in vegetable industry in low-carbon agriculture should be adopted by means of the use of humic acid, vegetable variety resistant to low temperature, high efficient solar energy greenhouse and biogas in order to improve the energy efficiency.

Key words: low-carbon agriculture; vegetable industry; technology application

減少二氧化碳排放量，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，如今已成世人共識?！暗吞冀?jīng)濟(jì)”不僅是工業(yè)的發(fā)展方向，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。低碳農(nóng)業(yè)取代高碳農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，而蔬菜產(chǎn)業(yè)在低碳農(nóng)業(yè)中占有舉足輕重的地位。

1 高碳農(nóng)業(yè)及其帶來的危害

近100多年來，全球平均氣溫經(jīng)歷了冷－暖－冷－暖兩次波動，總的看來呈上升趨勢。全球平均氣溫在過去100年間升高了0.74攝氏度，中國升高了1.1攝氏度。導(dǎo)致全球變暖的主要原因是人類在近一個世紀(jì)以來大量使用礦物燃料，排放了大量的CO2、SO2等多種溫室氣體。由于這些溫室氣體對來自太陽輻射的短波具有高度的透過性，而對地球反射出來的長波輻射具有高度的吸收性，也就是常說的溫室效應(yīng)。

農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)階段、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段和工業(yè)化農(nóng)業(yè)階段。工業(yè)化農(nóng)業(yè)過程加速了溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。農(nóng)田過度的開墾和連片種植引起自然植被減少；農(nóng)藥不合理的使用破壞了物種多樣性，致使自然物種和作物的天敵減少，破壞了生態(tài)的平衡，產(chǎn)生了惡性循環(huán)；過量地施用化肥造成了環(huán)境污染，也造成生物多樣性的減少；品種選育過程的遺傳背景單一化及其大面積推廣，造成了對其他品種的排斥。如果用低碳經(jīng)濟(jì)的概念衡量，這種農(nóng)業(yè)可以說是一種“高碳農(nóng)業(yè)”。

高碳農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的溫室效應(yīng)使整個地球生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了變化，導(dǎo)致冰川和凍土消融、海平面上升、海洋環(huán)流發(fā)生改變、全球降水量重新分配、土地沙漠化加劇等。也由此出現(xiàn)了很多極端氣候災(zāi)害，如高溫、干旱、風(fēng)災(zāi)、暴雨、洪水、冰雹等。更為嚴(yán)重的是，這些災(zāi)害發(fā)生的頻率越來越頻繁，致使農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)惡化、農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害加劇，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了很大困難。如2008年1月中旬起中國南方19個省級行政區(qū)受到低溫、雨雪、冰凍災(zāi)害影響，農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)7270.8千公頃，其中湖南、湖北、貴州、廣西、江西、安徽等6省、區(qū)受災(zāi)最為嚴(yán)重。湖北先后發(fā)生2次大到暴雪過程，持續(xù)雨雪低溫天氣使全省810萬人受災(zāi)。大雪導(dǎo)致塑料大棚等保護(hù)地栽培設(shè)施80%以上受損，露地蔬菜100%受損，設(shè)施栽培蔬菜大部分受凍害。武漢農(nóng)產(chǎn)品市場雪前每斤小白菜的價格不到1元，雪后漲到每斤3.5～4元。2009年7月下旬至8月上旬，上海連續(xù)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，雷陣雨天數(shù)達(dá)20余天，累計降雨量340 mm，比常年同期多2.9倍，累計日照時間僅有41 h，是1951年以來同期日照最少的一年。就在同時，北方大部分地區(qū)出現(xiàn)了持續(xù)高溫干旱天氣。極端的氣象征候，使得農(nóng)作物減產(chǎn)，蔬菜等農(nóng)副產(chǎn)品價格紛紛上揚(yáng)，2009年北京市8～10月份蔬菜價格明顯高于歷史同期。

上述災(zāi)害性氣候變化不是單一性和暫時性的，研究表明近20多年來，氣候變暖導(dǎo)致多種自然災(zāi)害頻頻發(fā)生，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，人類開始重新思考人與自然的關(guān)系，低碳農(nóng)業(yè)引起人們高度的重視。有數(shù)據(jù)表明，低碳農(nóng)業(yè)可抵消80%農(nóng)業(yè)溫室氣體。

2 低碳農(nóng)業(yè)

低碳農(nóng)業(yè)是以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)模式，是人類社會繼原始文明、農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一大進(jìn)步。其實質(zhì)是提高能源利用效率和創(chuàng)建清潔能源結(jié)構(gòu)，核心是技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和發(fā)展觀的轉(zhuǎn)變。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)是一場涉及生產(chǎn)模式、生活方式、價值觀念和國家權(quán)益的全球性革命。

低碳農(nóng)業(yè)較廣義生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念更廣泛，農(nóng)業(yè)的能源消耗越來越多，在此形式下，種植、運(yùn)輸、加工等過程對電力、石油和煤氣等能源的使用不斷增加。目前，低碳農(nóng)業(yè)不僅像生態(tài)農(nóng)業(yè)那樣提倡少用化肥農(nóng)藥、進(jìn)行高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更注重整體農(nóng)業(yè)能耗和排放的降低。

如果全世界都發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，那么農(nóng)業(yè)領(lǐng)域幾乎能夠達(dá)到碳中和狀態(tài)。在生產(chǎn)過程中降低溫室氣體排放并強(qiáng)化固碳，還會帶來生物多樣性以及其他生態(tài)環(huán)境服務(wù)方面的益處。低碳農(nóng)業(yè)兼具許多優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)對氣候變化方面能夠做出重大的貢獻(xiàn)。

3 低碳農(nóng)業(yè)中的蔬菜產(chǎn)業(yè)

低碳農(nóng)業(yè)中的蔬菜產(chǎn)業(yè)應(yīng)從降低農(nóng)業(yè)能耗和減少排放理念出發(fā)，重新認(rèn)識已取得的成績和存在的問題，真正達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.1 減少農(nóng)藥、化肥的使用

農(nóng)用化學(xué)肥料和農(nóng)藥的生產(chǎn)、包裝以及施用過程所消耗的能源在我國農(nóng)業(yè)能源和石油燃料消耗量中占有很大一部分比例，這種完全依賴農(nóng)藥、化肥的農(nóng)業(yè)是高碳農(nóng)業(yè)。作為低碳農(nóng)業(yè)中的蔬菜生產(chǎn)，在減少農(nóng)藥、化肥的使用方面有較大的空間。

無公害蔬菜生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)農(nóng)藥、化肥的合理使用，提倡以防為主，以治為輔，綜合防治的植保方針；實施測土配方施肥，秸稈還田的施肥技術(shù)。綠色食品蔬菜和有機(jī)食品蔬菜生產(chǎn)，限制和禁止化學(xué)肥料、農(nóng)藥的使用，強(qiáng)調(diào)通過生物固氮、使用有機(jī)肥料等技術(shù)措施，保持、促進(jìn)土壤肥力；采用栽培、生物、物理防治等技術(shù)手段，預(yù)防、控制病蟲害的發(fā)生，這些做法不僅保證了蔬菜產(chǎn)品的安全性，也是蔬菜生產(chǎn)節(jié)能減排的重點(diǎn)。實踐證明，減少農(nóng)藥、化肥的使用，打造良好的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)蔬菜生產(chǎn)在有機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行養(yǎng)分和能量循環(huán)，能夠增加土壤中有機(jī)碳含量，從而將大氣中大量的二氧化碳固定在土壤中。作為低碳農(nóng)業(yè)中的蔬菜產(chǎn)業(yè)，綠色食品蔬菜和有機(jī)食品蔬菜生產(chǎn)將有進(jìn)一步的發(fā)展。

3.2 積極推廣腐植酸的應(yīng)用

我國腐植酸資源豐富，儲量大，分布廣，品位好。隨著腐植酸的應(yīng)用研究進(jìn)展，腐植酸在蔬菜生產(chǎn)上應(yīng)用的系列產(chǎn)品日益增多，如腐植酸鈉、腐植酸鉀、硝基腐植酸、黃腐酸抗旱劑、有機(jī)復(fù)合肥、泥炭營養(yǎng)土等。

腐植酸是土壤的改良劑。由于腐植酸是高分子有機(jī)物，施入土壤后可以為土壤微生物提供充足的碳源和能源，促進(jìn)微生物代謝及繁殖，增加土壤微生物的保有量，增強(qiáng)土壤微生物活性，改善土壤微環(huán)境，這對改良和培肥土壤尤為重要，同時起到了儲碳的作用。

腐植酸具有控氮緩釋、解磷增效、防鉀淋失、活化微量營養(yǎng)元素的作用，是肥料的增效劑。腐植酸葉面肥可提高蔬菜種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢，刺激作物根系生長，增加植物體內(nèi)代謝酶活性，增強(qiáng)作物的抗逆性，提高光合作用效率，使蔬菜產(chǎn)品品質(zhì)明顯改善。腐植酸肥料的使用，可以減少化肥的使用量，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

腐植酸和除草醚、莠去津等農(nóng)藥混用，可以提高藥效，減少農(nóng)藥的使用，還可以起到優(yōu)化農(nóng)藥結(jié)構(gòu)、抑制農(nóng)藥殘毒的作用。腐植酸富含羧基和酚羥基等活性官能團(tuán)，對金屬離子、有機(jī)污染物的強(qiáng)吸附作用，對緩解重金屬和有機(jī)污染意義重大。

由于腐植酸具有儲炭、控氮、提高肥效、減少農(nóng)藥使用等獨(dú)特的作用，應(yīng)積極推廣腐植酸在蔬菜生產(chǎn)中的使用。

3.3 培育耐低溫的蔬菜品種

蔬菜生產(chǎn)良種化和F1代蔬菜雜交種的利用，有力地推動了蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并取得了顯著的成效。在低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，培育耐低溫的蔬菜品種有著重要的意義。北方冬季蔬菜生產(chǎn)，多利用日光溫室。嚴(yán)冬時節(jié)，為保障正常生產(chǎn)，尤其是茄果類蔬菜生產(chǎn)，一般需要加溫設(shè)施。無論是燃煤、燃油、燃?xì)猓鶗a(chǎn)生CO2的排放。培育耐低溫的蔬菜品種，可以縮短加溫的時間，降低加溫的溫度，達(dá)到減少碳的排放。低溫弱光是設(shè)施栽培中限制作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素,為應(yīng)對低碳農(nóng)業(yè)蔬菜生產(chǎn)要求，篩選、培育耐低溫弱光品種的育種目標(biāo)應(yīng)給與高度的重視。

3.4 推廣高效節(jié)能型日光溫室

日光溫室蔬菜栽培在北方冬季蔬菜生產(chǎn)中占有很大的比重，近年來推廣的高效節(jié)能型日光溫室在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。高效節(jié)能型日光溫室在結(jié)構(gòu)上因地域氣候條件不同而有差別，但是在設(shè)計和建造上都遵循一個原則，即與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件相適應(yīng)，優(yōu)化采光條件，最大限度地獲取太陽能；采用不同的保溫材料，最大限度地保存已獲得的太陽能。以北京為例，大型連棟玻璃溫室冬季生產(chǎn)茄果類蔬菜，平均每公頃加溫需用1200噸燃煤。而結(jié)構(gòu)良好的高效節(jié)能型日光溫室，據(jù)專家估計，平均每公頃可省用煤150～180噸。2008年全國共有節(jié)能溫室56.9萬公頃，以此推算，全國可節(jié)煤0.85億～1.2億噸。因此，推廣高效節(jié)能型日光溫室是節(jié)能減排的有效手段，是推動低碳農(nóng)業(yè)的有力舉措。

在今后推廣高效節(jié)能型日光溫室的過程中，應(yīng)更好地優(yōu)化溫室結(jié)構(gòu)、更多地采用新型的保溫材料，使高效節(jié)能型日光溫室更節(jié)能，更好地服務(wù)于低碳農(nóng)業(yè)。

3.5 提高園藝機(jī)械的能源使用效率

無論是露地蔬菜生產(chǎn)中使用的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械，還是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中使用的小型農(nóng)機(jī)具，都存在著直接能源消耗問題。隨著我國蔬菜產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)機(jī)具在蔬菜生產(chǎn)中占有率和使用率在不斷地提高。減少農(nóng)機(jī)具在生產(chǎn)中直接能源消耗問題，也是低碳農(nóng)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。日本是國際園藝機(jī)械制造水平非常先進(jìn)的國家，其產(chǎn)品具有精巧、實用、易于掌握的優(yōu)點(diǎn)，但最突出的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能。吸取發(fā)達(dá)國家園藝機(jī)械設(shè)備制造的先進(jìn)技術(shù)，提高園藝機(jī)械的能源使用效率，減少能源的消耗，在低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展中意義重大。

3.6 沼氣的綜合利用

近年來中國農(nóng)村沼氣建設(shè)成效顯著，到2008年底，全國農(nóng)村使用沼氣達(dá)到3050萬戶，使用量相當(dāng)于替代1850萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少排放二氧化碳4500多萬噸，替代薪材相當(dāng)于1.1億畝林地的年蓄積量。 （下轉(zhuǎn)64頁）（上接56頁）

由國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)經(jīng)部、國家發(fā)改委能源所等聯(lián)合發(fā)布的《2050中國能源和碳排放報告》中稱，發(fā)展農(nóng)村沼氣可以減少有機(jī)肥處理過程中的甲烷排放，在2010-2050年間，沼氣替代生物質(zhì)能和煤炭可使二氧化碳年排放減少307.77萬～4592.80萬噸，二氧化硫年排放減少13.11萬～98.87萬噸。

同時，沼渣、沼液還是很好的有機(jī)肥料。北方地區(qū)推廣的日光溫室蔬菜栽培和沼氣的綜合利用，實現(xiàn)了在同一塊土地上產(chǎn)氣、積肥，達(dá)到種植、養(yǎng)殖并舉，已成為一種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式。在倡導(dǎo)低碳農(nóng)業(yè)的今天，發(fā)展沼氣利用更有其重要的社會意義。中國政府十分重視發(fā)展新農(nóng)村的沼氣利用，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)也計劃將更多的資金用于支持這項技術(shù)，使之更大范圍地推廣應(yīng)用。

4 低碳農(nóng)業(yè)任重道遠(yuǎn)

“哥本哈根會議”結(jié)束后，作為世界上最大的發(fā)展中國家和新興經(jīng)濟(jì)體的代表，中國為應(yīng)對全球氣候變化做出了切實的貢獻(xiàn)。中國政府已鄭重宣布，到2020年全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，每一個蔬菜科研、生產(chǎn)者都應(yīng)從低碳農(nóng)業(yè)的要求出發(fā)，以科學(xué)發(fā)展觀去規(guī)劃低碳農(nóng)業(yè)蔬菜的科研、生產(chǎn)，從對本國人民和世界人民負(fù)責(zé)任的高度，堅定不移地為應(yīng)對低碳農(nóng)業(yè)時代做出切實努力。