加強畜牧業和種植業融合發展夯實農業碳中和基礎

楊莉仁，鄭偉，滕琳艷,曾星凱

（吉安市農業農村局，江西 吉安 343000）

2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，發表了中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和的重要講話。體現了大國的責任擔當，同時各國要樹立創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念。農業在實現碳達峰、碳中和的征程中具有舉足輕重的作用，稻田是人工濕地、是全球公認的碳匯庫，菜園是人工綠地，果園是人工林地，都是“地球之肺”，與工業相比，農業本身就具有“綠色”屬性和多重功能，是生態系統的重要組成部分，農業生產也是大氣碳向土壤碳、植物碳轉化固定的重要過程，是全球碳循環的關鍵組成部分。農業在保障供給的前提下，要在綠色減量化投入、資源循環利用、綠色發展、固碳增匯上下功夫。加強畜牧業和種植業融合發展，促進生產過程的有效銜接，實現養殖糞便、種植秸稈和加工殘余物循環利用，互為優質生產資料的提供者，整體提升農業綠色發展水平和固碳增匯能力。

1 加強養殖業與種植業融合，解決植物“碳饑餓”等問題

1.1 農作物特別是設施和大棚農業作物長期處在“碳饑餓”中

農作物在生長發育過程中，需要各種各樣的元素，其中碳、氫、氧可以從水和空氣中取得，其他大多數是從土壤取得，當土壤不能滿足時，就需要通過施肥來解決，并將上述生產資料通過光合作用下形成有機物。其中，二氧化碳和水占 95%，氮磷鉀占不到4%，其他14 種中微量元素占1% 多。作物生長最適宜的二氧化碳濃度為1000～1400 ppm。隨著近幾年經濟社會的快速發展，空氣中二氧化碳濃度也快速上升至約400 ppm（0.04%）。而溫室大棚由于通風受阻，二氧化碳濃度在早上太陽出來時最高，有機肥多施的地塊能達1300 ppm多，不上有機肥的無土栽培二氧化碳濃度約500ppm ；當太陽出來后經過一小時左右的光合作用，二氧化碳濃度會降至和大氣中的濃度相仿，即約400 ppm；隨著光合作用的逐漸增強，大棚中二氧化碳濃度逐漸降低，到上午11:00時不到200 ppm[1]。綜合上述可以看出溫室大棚長期處于“碳饑餓”中。

1.2 畜牧行業因未達標排放“富碳沼液”而關停

隨著畜禽養殖業設施設備、飼料和養殖技術發展，年出欄幾十萬和上百萬的規模化、集約化的生豬養殖企業占比越來越高，但是,規模化、集約化養殖業引起養殖廢棄物(固體、液體)在一個地方大量增加，超出了該地環境承載能力,環境污染問題也日益突出。為了降低糞便中有機質，減少污水排放量，實現糞便和尿液無害化處理、資源化利用或者達標排放的目的，目前養殖場通常采用表1處理方式。

表1 目前大型養殖場處理糞便和尿液技術概況

養殖業是將植物光合作用形成大豆、玉米等有機物以飼料的形式喂給豬牛羊等家畜形成人體所需要的動物蛋白質和脂類，并對未被消化利用的飼料以糞便的形式排出體外的有機質采用多項降碳和環保技術來達到達標排放要求或者利用沼液灌溉植物。目前，大部分養殖場糞污處理工藝并沒有從到減碳角度考慮如何解決上述問題，僅僅只是考慮到了滅菌、降低水體中有機質的含量實現達標排放，未統籌將二氧化碳、有機質和種植業有機結合起來。

1.3 畜牧業和種植業應視為一個整體統籌考慮

溫室大棚和設施農業二氧化碳嚴重短缺是全球共識。一是將“富碳的沼液”和“碳饑餓”的種植業結合。土壤微生物具有將有機肥分解釋放二氧化碳的功效。實踐表明，農田里凡是堆放和施用過農家肥的地方，相比未堆放和施用過農家肥的作物個體高大、粗壯。因為增施農家肥，不僅具有改良土壤結構、增強土壤養分和提高微生物活性的作用，而且可以增加二氧化碳，堆農家肥的地方，細菌分解有機物的過程中產生的二氧化碳以及其他養分可以被作物充分吸收，從而促進其生長。二是在沼氣發電設備旁邊裝配二氧化碳收集裝置。通過滴灌等方式向大田農作物增施二氧化碳。如：為蔬菜等經濟作物增施二氧化碳，為防止二氧化碳向大氣排放，可在光照最強的上午和中午，通過滴灌管道緩慢輸送二氧化碳，也可以通過葉面噴肥增施，從而大量消耗二氧化碳。

2 加強養殖業與種植業融合，增強農業“富碳能力”

2.1 推廣二氧化碳增施技術

一是增施二氧化碳對農作物增產作用顯著。Kimball(1983)從37種作物的70多個研究報告中整理了430多個實例,評價大氣中二氧化碳濃度增加對作物產量的影響。評估結果表明,若二氧化碳濃度倍增,則作物的產量增加33%[2]。二是增施二氧化碳可使農產品干物質含量、含糖量提高。經內蒙古自治區農科院試驗，施用二氧化碳氣肥，可使果蔬干物質及糖分含量提高 20%左右，產品口感好，黃瓜和番茄等的果實有光澤，沒有畸形果。品相、口感等都有大幅度提升，產品售價增加，經濟效益提高。

2.2 蜜蜂授粉是提高農作物產量的一項重要舉措

阿爾伯特·愛因斯坦（1879～1955）曾經說過“當蜜蜂從地球上消失的時候，人類將最多在地球上存活四年。全世界68%的顯花植物靠蜜蜂授粉，共有約170000種，其中，90%的果樹靠蜜蜂授粉。如果沒有蜜蜂的傳粉，約有40000種植物會繁育困難、瀕臨滅絕[3]。而在人類所利用的1300種植物中，有1100多種植物需要蜜蜂傳粉[4]，其中107種人類直接利用的主要農作物中有91種（相當于85%的農作物）依靠授粉進行生產[5]，可見，蜜蜂授粉是生態系統（包括農田生態系統）維持穩定的關鍵環節之一。劉朋飛[6]等科研人員對2006年～2008年我國36種作物蜜蜂授粉的經濟價值進行實證評估，結果顯示，蜜蜂授粉的年均經濟貢獻達到了3042.20億元，占36種作物總產值的34.25%，相當于我國農業總產值的12.30%，是養蜂業總產值的 76 倍左右。

3 加強養殖業與種植業融合，增農業后勁力

3.1 大力推廣種養結合模式和種養集成技術

種養結合是種植業和養殖業緊密結合的循環農業模式，能有效利用畜禽養殖產生的糞污作為種植業的肥料，同時種植業為養殖業提供飼料原料，并消納養殖業廢棄物，使物質和能量在動植物之間進行轉換的循環式農業，降低了養殖業碳排放量，增強了種植業富碳能力。目前各地區依托農業生產資源稟賦條件，總結示范了多項種養結合模式，例如牛-蘑菇-蚯蚓-雞、豬-沼-果、林-草-雞、稻-蝦等等。

3.2 適當噴灑沼液對改善土壤增強地力有益

沼液是利用人畜糞便、農作物秸稈等有機物在封閉的條件下，經多種厭氧發酵微生物作用形成的發酵液。沼液中含多種促進植物生長的營養成分、重金屬、激素及豐富的氨基酸等。一是改良土壤。孫國峰[7]等研究發現與常規施肥處理相比，沼液替代化肥對耕層土壤理化性質無顯著性差異，但能有效抑制長期施用化肥所引起的土壤酸化現象。林少華[8]等在濱海鹽堿地中研究發現，沼液施用可改良其土壤性狀，降低土壤pH值、EC值，改善土壤的酸堿度，進而提高或恢復土壤的肥力。二是增強土壤養分。杜妍寧[9]研究發現，施用沼液能顯著提高土壤氮、磷等養分的含量，且沼液配施生物炭對土壤中氮磷養分含量的提高優于單施沼液、生物炭。喬鋒[10]等研究表明，沼肥連年施用可提高玉米田土壤有機質、全氮、全鉀和堿解氮的含量，說明沼肥在一定程度上能改善玉米田的土壤化學性質。三是提高微生物活性。張紅[11]等在菜田土壤中研究發現，施用沼液可明顯增加土壤中多酚氧化酶、纖維素酶等的活性，增加了土壤中微生物量氮、碳含量。宋三多[12]研究發現，施用沼肥顯著提升了收獲期稻麥輪作土壤中微生物碳、氮的含量，同時可顯著增加土壤水解酶與過氧化氫酶的活性。當然沼液還田的有效性主要取決于沼液中有害物質的控制和適應土壤類型的選擇，更重要的是種植業與畜禽養殖業集約化和規模化發展水平不匹配造成的種養結合失衡是沼液問題產生的根本原因。