白若琦+白樸+吳益?zhèn)?朱相成

摘要： 種植業(yè)是重要的人為溫室氣體排放源，也具有強(qiáng)大的碳匯功能。從農(nóng)資投入、秸稈利用、土壤固碳等方面分析我國(guó)種植業(yè)的巨大減排潛力和固碳增匯空間，并結(jié)合筆者多年從事作物栽培的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果，提出在選育和推廣低碳作物品種、低碳種植模式的基礎(chǔ)上，農(nóng)作物產(chǎn)中采用以節(jié)肥、節(jié)水、節(jié)藥為特征的低碳栽培措施，農(nóng)作物產(chǎn)后通過(guò)秸稈還田、秸稈高溫好氧堆肥化處理生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)保型有機(jī)肥或運(yùn)用生物碳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)種植業(yè)固碳、減排、增匯、增產(chǎn)、增效的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 種植業(yè)；固碳；減排；增匯；技術(shù)對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)： S181 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）22-0279-04

種植業(yè)是全球具有碳源和碳匯雙重功能的行業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的溫室氣體占全球人為導(dǎo)致的溫室氣體排放的近30%[1-3]，同時(shí)，農(nóng)田土壤也是地球的一個(gè)重要碳庫(kù)，具有巨大固碳潛力[4]。據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒（2014）》[5]，2014年我國(guó)耕地面積為1.35億hm2，占國(guó)土面積的14.06%，全年農(nóng)作物播種面積為1.65億hm2，可見(jiàn)種植業(yè)的減排增匯對(duì)氣候和環(huán)境有較大影響。順應(yīng)綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展的大趨勢(shì)，研究以種植業(yè)為核心的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體產(chǎn)生、釋放和固定的機(jī)制，探明溫室氣體的源、匯機(jī)制及調(diào)控技術(shù)原理，研發(fā)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體減排、土壤固碳增肥、作物增產(chǎn)一體化關(guān)鍵集成技術(shù)，減少農(nóng)田碳排放和增加種植業(yè)增匯效果，實(shí)現(xiàn)固碳于植物、藏碳于土壤，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，對(duì)緩解全球溫室效應(yīng)與環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要意義[6-7]。本研究基于筆者從事農(nóng)作物種植技術(shù)工作的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果，分析種植業(yè)固碳減排增匯潛力和技術(shù)對(duì)策。

1 我國(guó)種植業(yè)減排增匯潛力分析

1.1 種植業(yè)具有巨大的減排潛力

1.1.1 石油農(nóng)業(yè)特征明顯，減排空間巨大

我國(guó)種植業(yè)長(zhǎng)期過(guò)量使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等，石油農(nóng)業(yè)特征明顯。我國(guó)種植業(yè)化肥用量過(guò)大、農(nóng)家肥用量不足、肥料利用率低，造成耕地理化結(jié)構(gòu)變劣、地力下降、水體的富營(yíng)養(yǎng)化、農(nóng)田面源污染等[8-9]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1978—2014年，我國(guó)農(nóng)作物播種面積僅增加0.15億hm2，而化學(xué)肥料施用量卻從884萬(wàn)t增至5 995萬(wàn)t，是1978年的6.8倍?；瘜W(xué)投入品的過(guò)量使用導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)田的高碳排放，1993—2007年，我國(guó)作物生產(chǎn)單位面積碳排放達(dá)0.78 t CE/hm2，其中化肥、灌溉用電、燃油等化學(xué)品導(dǎo)致間接碳排放占89%[10]，是我國(guó)農(nóng)田溫室氣體排放的主體部分。因此，通過(guò)減少化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資的使用實(shí)現(xiàn)碳減排具有很大的潛力[11]。

一般認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)田的氮肥利用率偏低，僅為30%左右[12-13]，據(jù)有關(guān)人員對(duì)浙江省杭州市西湖區(qū)和紹興市新昌縣茶園的調(diào)查，該茶園平均施氮肥量為560 kg/hm2，為收獲生物量的4倍，利用率僅有20%～25%。據(jù)分析，如果將氮肥施用量在目前的基礎(chǔ)上減少28%～47%，年均農(nóng)田溫室氣體減排潛力達(dá)41.7～70.1 Tg CE[14]。我國(guó)種植業(yè)化學(xué)農(nóng)藥過(guò)度、不合理使用現(xiàn)象非常嚴(yán)重。2013年，我國(guó)農(nóng)藥使用量達(dá)18019萬(wàn)t，單位面積用藥量是世界平均水平的25倍[15]。用藥不對(duì)口、不適時(shí)，高毒高殘留低效農(nóng)藥仍在使用，導(dǎo)致病蟲(chóng)害防治藥效不佳、環(huán)境污染嚴(yán)重，且農(nóng)藥使用量和人工費(fèi)用遞增，直接或間接碳排放增加。通過(guò)調(diào)整作物種植模式和布局，推廣低碳作物品種，實(shí)施節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥技術(shù)以及沼氣利用等，可直接或間接減少溫室氣體排放。

1.1.2 設(shè)施種植高碳排放更加突出

我國(guó)是世界上設(shè)施栽培面積最大的國(guó)家，尤以設(shè)施蔬菜栽培發(fā)展迅速，2009年我國(guó)溫室設(shè)施總面積已達(dá)410.9萬(wàn)hm2。然而，設(shè)施栽培大棚又是我國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放最嚴(yán)重的地塊。陳琳等研究表明，不同設(shè)施蔬菜碳排放量平均為1 253.68 kg CE/hm2，明顯高于旱地糧食作物[16-17]。其原因歸結(jié)如下：（1）化肥投入量大。由于投入成本大、集約化程度高，農(nóng)民為了追求眼前經(jīng)濟(jì)效益超高量施用化肥，其單季作物氮化肥量超出普通大田作物的數(shù)倍，有的高達(dá)十幾倍，氮肥利用率遠(yuǎn)低于露地栽培。（2）加溫過(guò)程排放大量CO2。我國(guó)大部分日光溫室分布在北方，在深秋、冬季和早春季節(jié)氣溫較低，為滿足蔬菜作物生長(zhǎng)對(duì)溫度的要求，須供熱加溫。（3）CO2嚴(yán)重虧缺限制碳匯作用。由于設(shè)施大棚栽培在密閉條件下進(jìn)行，失去了與大氣CO2的交換。據(jù)測(cè)定，晴天大棚CO2濃度可降至 100 μmol/mol 左右，嚴(yán)重影響光溫條件的發(fā)揮和碳的固定。（4）土壤退化嚴(yán)重。由于勞動(dòng)力價(jià)格的提高，現(xiàn)代農(nóng)民不愿施用又臟又費(fèi)力的有機(jī)肥，取而代之的是大量施用化學(xué)肥料，通常4～5年后出現(xiàn)土壤次生鹽漬化、板結(jié)、連作障礙等土壤退化問(wèn)題，嚴(yán)重影響土壤碳庫(kù)的固碳作用。（5）設(shè)施栽培農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量差、收益降低。由于CO2嚴(yán)重虧缺、超高量施用化肥，導(dǎo)致碳、氮代謝失調(diào)，不但產(chǎn)量低，而且品質(zhì)差，蔬菜硝酸鹽含量超標(biāo)嚴(yán)重，影響設(shè)施栽培的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展。可見(jiàn)，我國(guó)設(shè)施栽培的高碳排放問(wèn)題更加突出，其減排空間巨大[18-19]。

1.1.3 作物秸稈減排潛力巨大

我國(guó)是種植業(yè)大國(guó)，年產(chǎn)各類(lèi)農(nóng)作物秸稈總量達(dá)6億t，約占世界秸稈總產(chǎn)量的20%～30%，其中主要糧食作物年平均秸稈產(chǎn)量達(dá)到4.9億t。據(jù)趙建寧等估算，我國(guó)糧食秸稈露天焚燒量平均為094億t，約占糧食作物秸稈總量的19%；糧食作物秸稈露天焚燒排放的CO、CO2總量平均每年分別為9.19×106、1.07×108 t；排放的總碳量平均每年為3.32×107 t，其中稻谷、小麥、玉米、豆類(lèi)秸稈露天焚燒釋放的總碳量分別為 9.88×106、9.93×106、11.14×106、2.22×106 t[20]。秸稈焚燒造成環(huán)境污染，減少土壤有機(jī)質(zhì)含量，使農(nóng)田土壤質(zhì)地變劣、生產(chǎn)力下降。隨著我國(guó)秸稈用作生活燃料或飼料的量不斷減少，每年約有2億t秸稈被隨意丟棄，被微生物分解釋放的CO2氣體達(dá)2.2億t，還產(chǎn)生大量甲烷（CH4）。在稻田中，秸稈直接還田被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致大量CH4排放，但也有很多研究表明，通過(guò)調(diào)整秸稈還田方式，比如采用旱直播方式進(jìn)行秸稈還田[21]，在非稻季還田[22]或者先經(jīng)過(guò)堆漚后還田[23]不會(huì)導(dǎo)致CH4排放的大量增加，而會(huì)減少因秸稈燃燒導(dǎo)致的碳排放。Yan等估計(jì)通過(guò)改變秸稈還田時(shí)間，全球每年CH4排放可降低4.10 Tg[24]，因此，實(shí)施農(nóng)作物秸稈還田、回收利用，不僅對(duì)提高農(nóng)田土壤肥力、水土保持和環(huán)境安全有益，而且與種植業(yè)向節(jié)能減排為特征的低碳、循環(huán)、生態(tài)和可持續(xù)方向發(fā)展息息相關(guān)。endprint

1.2 種植業(yè)固碳增匯潛力巨大

1.2.1 生物固碳

農(nóng)作物生物固碳對(duì)全球氣候變化有著不容忽視的影響。植物通過(guò)光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣，這是綠色植物最基本的生化代謝過(guò)程，也是地球生物賴(lài)以生存的基本條件，是一種碳匯過(guò)程。農(nóng)作物為人工栽培植物，且覆蓋地表較大面積，通過(guò)光合作用合成自身所需的碳水化合物，轉(zhuǎn)化成根、莖、葉、果實(shí)等同化物質(zhì)，獲得產(chǎn)量，同時(shí)將溫室氣體CO2以有機(jī)碳的形式固定在植物體內(nèi)或土壤中。據(jù)報(bào)道，1991—2008年我國(guó)農(nóng)作物碳匯量呈現(xiàn)“蝙蝠型”波動(dòng)上升趨勢(shì)，由1991年的55 345.2萬(wàn)t增加至2008年的74 386.8萬(wàn)t，增長(zhǎng)了34.41%[25]。生物固碳是最經(jīng)濟(jì)且副作用最少的固碳方法，且有較大的發(fā)展空間。

1.2.2 土壤固碳

土壤固碳是《京都議定書(shū)》認(rèn)可的陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳途徑之一，在減緩氣候變化中具有重要的地位，據(jù)估計(jì)，在全球每年55～60億t CO2當(dāng)量農(nóng)業(yè)減排潛力中，89%的減排潛力須要通過(guò)提高土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量來(lái)實(shí)現(xiàn)[26]。雖然我國(guó)農(nóng)耕區(qū)土壤有機(jī)碳庫(kù)在過(guò)去30年間總體呈增加趨勢(shì)，但與國(guó)外相比，我國(guó)耕作土壤有機(jī)碳密度還很低，土壤有機(jī)碳密度介于0.81～12.68 kg/m2，平均為3.15 kg/m2，平均比歐美低1/3，有機(jī)碳庫(kù)構(gòu)建還有巨大的空間[27]。根據(jù)對(duì)我國(guó)9個(gè)省農(nóng)田土壤的估算，0～100 cm 耕地土壤中的固碳潛力為 1 296.34 Tg C，相當(dāng)于我國(guó)2010年固體化石燃料燃燒釋放碳總量的79.13%[28]。根據(jù)模型分析結(jié)果，如果采取管理措施，使農(nóng)田系統(tǒng)碳投入以每年1%的速度增加時(shí)，土壤碳庫(kù)會(huì)在21世紀(jì)末增加2倍[29]。可見(jiàn)，我國(guó)農(nóng)田土壤固碳潛力巨大。我國(guó)農(nóng)田過(guò)度或不適時(shí)翻耕，農(nóng)家肥使用大幅度減少，都導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，土壤固碳量減少，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)是增加土壤碳儲(chǔ)量的發(fā)展方向。

2 技術(shù)對(duì)策

2.1 選育和推廣低碳作物品種

不同作物碳匯、碳源特性不同，同種作物的不同品種的碳匯、碳源特性也有區(qū)別。產(chǎn)量潛力高、種植根系龐大、抗逆性強(qiáng)的作物品種，CO2同化能力強(qiáng)、養(yǎng)分利用效率高、病蟲(chóng)害輕，屬低碳類(lèi)型品種[30]。按照低碳、增產(chǎn)的原則，以作物新品種和骨干親本為研究對(duì)象，以作物高產(chǎn)、資源高效、低CH4和氧化亞氮（N2O）排放為主要指標(biāo)，培育可在我國(guó)典型農(nóng)區(qū)推廣應(yīng)用的新型固碳高產(chǎn)作物，可為我國(guó)種植業(yè)固碳減排增匯創(chuàng)造種植條件。我國(guó)是水稻生產(chǎn)大國(guó)，水稻產(chǎn)量約占世界的30%。我國(guó)已成功育成和推廣超級(jí)稻，其產(chǎn)量潛力高、根系發(fā)達(dá)、吸肥能力強(qiáng)、氮肥利用率高、生產(chǎn)單位產(chǎn)量稻谷的需肥量和CH4排放量均低于常規(guī)稻和普通雜交稻，且葉片功能期長(zhǎng)、光合能力強(qiáng)、同化CO2的碳匯能力較強(qiáng)[31]。大面積推廣應(yīng)用我國(guó)自主選育成功的超級(jí)雜交稻組合是實(shí)現(xiàn)稻田低碳生態(tài)高效栽培的重要途徑。旱地固碳減排效果對(duì)環(huán)境的影響不可忽略。篩選和推廣碳匯能力強(qiáng)、碳排放相對(duì)較弱的優(yōu)良旱地作物品種，配套開(kāi)發(fā)增匯減排旱作技術(shù)，突破固碳減排高產(chǎn)作物品種和配套耕作栽培等關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)配套研究作物的接茬方式、育苗移栽、播種期、適宜密度、合理施肥、化學(xué)調(diào)控和主要病蟲(chóng)害過(guò)程對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)和碳排放的綜合影響，提高農(nóng)田農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生產(chǎn)效益以及大幅度減少農(nóng)田生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放等。

2.2 推廣低碳種植模式

按照兼顧提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、效益和增匯減排的原則，結(jié)合特定區(qū)域的氣候特點(diǎn)、土壤性質(zhì)，調(diào)整農(nóng)田作物結(jié)構(gòu)，增加一些碳匯系數(shù)較高農(nóng)作物的種植面積，推廣適合當(dāng)?shù)氐牡吞脊?jié)能種植模式，形成良性循環(huán)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)[32-34]。筆者在浙江省溫州市推廣適合當(dāng)?shù)氐拇笈锓选鹩衩住淼尽Ⅴr食玉米—晚稻—蔬菜、小麥—甜玉米—晚稻等稻田高產(chǎn)高效種植模式，提高了稻田光、溫資源利用率和“碳匯”效果[35]。輪作可提高農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分供應(yīng)能力，也可減少作物病蟲(chóng)害發(fā)生。楊曉琳在中科院欒城試驗(yàn)站開(kāi)展了替代輪作種植模式的田間定位研究表明，合理的替代輪作模式有明顯的節(jié)水效果，5種種植模式年均周年耗水量由大到小依次為麥玉模式（724.5 mm）>糧棉油模式（647.4 mm）>糧油模式（615.0 mm）>糧棉薯模式（560.6 mm）>棉花連作模式（522 mm）[36]。冬季空白田種植綠肥可增加地表作物覆蓋，增加對(duì)大氣二氧化碳的生物固定，也增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和碳固定數(shù)量[37-38]。農(nóng)田作物與動(dòng)物的立體搭配種養(yǎng)模式，也是提高農(nóng)田資源的利用效率、減少溫室氣體排放的模式。如鴨稻共作種養(yǎng)模式，利用雛鴨旺盛的雜食性，起到除草和基本消滅稻飛虱、稻蝽象、稻象甲、稻縱卷葉螟等水稻害蟲(chóng)的作用，利用鴨不間斷的活動(dòng)刺激水稻生長(zhǎng)，增加稻田水溶解氧含量，減少CH4的排放[39-41]。

2.3 低碳栽培

2.3.1 低碳施肥

施肥是農(nóng)作物增產(chǎn)增效的必要措施，也是減排增匯的主要環(huán)節(jié)[42]。研究明確特定農(nóng)田的土壤母質(zhì)、土壤熟化程度、理化性狀、供肥特性，結(jié)合特定種植模式和特定作物的養(yǎng)分需求特點(diǎn)，實(shí)施既兼顧產(chǎn)量、效益，又注重減少環(huán)境面源污染、溫室氣體排放的最佳施肥方案，運(yùn)用低碳高效農(nóng)田培肥技術(shù)，實(shí)施精確定量測(cè)土配方施肥，可較大幅度減少化肥，尤其是化學(xué)氮肥的用量。隨著我國(guó)信息技術(shù)和農(nóng)機(jī)裝備的不斷發(fā)展，利用遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的3S技術(shù)，實(shí)施精準(zhǔn)施肥，以減少種植業(yè)化肥用量和提高肥料利用率是以后的發(fā)展方向[43]。施用肥料的類(lèi)型與作物的產(chǎn)量、碳源碳匯密切相關(guān)[44]。結(jié)合不同地區(qū)農(nóng)田的養(yǎng)分狀況和供肥特點(diǎn)，按照不同作物、不同類(lèi)型土壤的需肥特點(diǎn)配制的專(zhuān)用肥，可提高肥料的利用率和作物產(chǎn)量。有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用可以提高肥料養(yǎng)分效率，并起到固碳培肥和減少溫室氣體排放的效果。按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)有機(jī)、綠色、無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品，可減少或不用化學(xué)肥料，增加有機(jī)肥的用量，可促進(jìn)農(nóng)田土壤的良性循環(huán)和有機(jī)碳的累積。氮肥利用率低、易流失或被反硝化為N2O而被排放，生產(chǎn)上應(yīng)適當(dāng)減少化學(xué)氮肥用量，改氮肥表施為深施。段智源等研究報(bào)道，與傳統(tǒng)施肥方法相比，春玉米用硫包衣尿素分別使溫室氣體排放總量、單位玉米產(chǎn)量排放、萬(wàn)元凈產(chǎn)值碳排放降低37.8%、40.5%、473%，用尿素添加雙氰胺處理分別使上述指標(biāo)降低365%、38.6%、45.9%[45]。據(jù)報(bào)道，使用甲烷抑制劑也能顯著抑制農(nóng)田CH4的排放，因地制宜合理增施菌渣、沼肥可改良土壤和提升地力。長(zhǎng)效碳酸氫銨對(duì)CO2的吸收和固定率達(dá)到86%，其中植物吸收CO2 10%以上，土壤固定CO2 76%。土壤中施用長(zhǎng)效碳酸氫銨的CO2排放量比施用尿素低169%。研究表明，隨著土壤深度的增加，土壤中生成穩(wěn)定碳酸鈣和碳酸鎂的量也不斷增加，特別是在深層土壤50 cm以下，有更多的碳酸鈣和碳酸鎂形成?？梢?jiàn)，利用碳酸氫銨、碳酸氫鉀等碳酸氫鹽的碳酸氫根離子可成為減排固定CO2和改善生態(tài)環(huán)境的一條可行途徑。endprint

2.3.2 低碳管水

水分為作物生長(zhǎng)所必需的資源，節(jié)水栽培可以科學(xué)利用水資源，同時(shí)減少機(jī)灌的電力需求，間接減少碳排放。選擇耐旱作物，研發(fā)作物全生育期的需水規(guī)律，形成既能滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分的需求，又能節(jié)水、減少農(nóng)田CH4等溫室氣體排放的作物管水措施。淹水稻田為溫室氣體CH4的主要排放源，據(jù)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，簡(jiǎn)稱(chēng)IPCC）估算，稻田CH4排放約占全球CH4排放的12%[46]。水稻種植面積占我國(guó)作物播種面積的18.6%，我國(guó)稻田CH4排放是全球稻田CH4排放的重要部分。水稻是濕生作物，又是種植業(yè)耗水量最大、節(jié)水空間最大的作物，通過(guò)采取強(qiáng)化栽培、超前擱田、濕潤(rùn)灌溉、間歇灌溉的節(jié)水措施，可調(diào)節(jié)水稻群體、促進(jìn)水稻根系發(fā)育、提高土壤氧化還原電位CH4大量排放、減少節(jié)水和減少機(jī)灌所需的能源引起的間接排放，國(guó)內(nèi)外大量研究表明，采用間歇灌溉等節(jié)水灌溉模式可降低稻田CH4排放 15%～72%[47]。筆者提出實(shí)踐多年的雜交水稻“六五始控”超前隔田技術(shù)[48-49]，在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用，其擱田時(shí)間比常規(guī)栽培提早，擱田時(shí)間延長(zhǎng)，不僅有效抑制了稻株無(wú)效分蘗的生長(zhǎng)，提高了稻田的群體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，也縮短了稻田淹水的時(shí)間和減少耗水量。結(jié)合水稻本田全生育期多數(shù)時(shí)間保持濕潤(rùn)而無(wú)水層的管水技術(shù)，節(jié)水效果更加明顯，而且減少稻田全生育期還原性物質(zhì)的形成，既提高了水稻全生育期根系的活力，也減少了CH4排放[50]。 針對(duì)不同的旱地作物，選用抗旱品種，采取抗旱鍛煉、增施有機(jī)肥、秸稈覆蓋、地膜覆蓋等措施，減少作物全生育期的用水量，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排增產(chǎn)的目標(biāo)。隨著我國(guó)氣象預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度提高，利用降水信息，結(jié)合需水規(guī)律和水分需求彈性，采取人工灌溉與自然降水相結(jié)合的管水方式，充分利用自然降水，可減少人工灌溉的耗水、耗能、耗電。

2.3.3 病蟲(chóng)害低碳防治

農(nóng)作物病蟲(chóng)害的低碳防治，應(yīng)遵循以農(nóng)業(yè)防治為主，提倡物理防治、生物防治、化學(xué)防治為輔的原則。農(nóng)業(yè)防治是低碳防治的基礎(chǔ)。通過(guò)優(yōu)化種植模式，選用抗性強(qiáng)的農(nóng)作物品種，以及輪作、中耕、除草等農(nóng)業(yè)措施減少病源、蟲(chóng)源，結(jié)合健身栽培、適度密植、調(diào)節(jié)群體等栽培措施，減少田間郁閉度和降低田間濕度，減輕病蟲(chóng)害發(fā)生，從而減少農(nóng)藥用量和施藥用工。應(yīng)大力推廣生物防治、物理防治替代化學(xué)農(nóng)藥防治，減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品的不良影響。銀灰色膜、防蟲(chóng)網(wǎng)、黃板、頻振式殺蟲(chóng)燈等物理防治措施在生產(chǎn)上推廣效果良好。我國(guó)利用大紅瓢蟲(chóng)防治柑橘吹綿蚧，用白僵菌防治大豆食心蟲(chóng)和玉米螟，用金小蜂防治越冬紅鈴蟲(chóng)，用赤小蜂防治螟蟲(chóng)等均獲得成功，生物防治對(duì)環(huán)境影響小，應(yīng)加大推廣力度。生產(chǎn)上推廣稻鴨共育、稻魚(yú)蛙共養(yǎng)等技術(shù)不僅有效防治稻田的蟲(chóng)害和草害，也提高了農(nóng)田的產(chǎn)出和效益?；瘜W(xué)農(nóng)藥防效好、藥效快，仍是作物病蟲(chóng)害防治的重要手段。在嚴(yán)格掌握防治適期和適當(dāng)放寬防治指標(biāo)的基礎(chǔ)上，選用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥替代低效、高毒、高殘留農(nóng)藥。應(yīng)嘗試引進(jìn)3S系統(tǒng)實(shí)施精準(zhǔn)施藥，推廣無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)，提高工效和減少成本和環(huán)境污染[51]。

2.4 農(nóng)作物秸稈綜合利用

農(nóng)作物秸稈還田對(duì)固碳減排具有雙重性，它可充實(shí)稻田土壤碳庫(kù)，也會(huì)引起CH4等溫室氣體排放增加[52]。秸稈還田可以消耗部分農(nóng)作物秸稈，但涉及切碎、腐爛等機(jī)械和生物化學(xué)等過(guò)程，也常常對(duì)土壤結(jié)構(gòu)以及接茬作物對(duì)養(yǎng)分吸收造成不良影響，秸稈直接還田的化感作用對(duì)后茬作物的影響也不能忽略?，F(xiàn)階段，除了一些草本作物的秸稈可直接還田外，大量農(nóng)作物秸稈直接還田尚不現(xiàn)實(shí)。將秸稈等有機(jī)廢棄物進(jìn)行高溫好氧堆肥化處理生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)保型有機(jī)肥已成為秸稈利用的重要途徑之一。土壤耕作層是固碳的主要土壤層，土壤有機(jī)碳含量提高可同時(shí)提高土壤肥力，開(kāi)發(fā)有機(jī)無(wú)機(jī)配合施肥-保護(hù)性耕作等高效固碳增肥技術(shù)，開(kāi)發(fā)固碳減排調(diào)理劑和增效劑等，可提高土壤碳庫(kù)穩(wěn)定性，減緩?fù)寥郎镔|(zhì)腐殖化過(guò)程中CO2、CH4等溫室氣體的產(chǎn)生和釋放。應(yīng)以增加有機(jī)碳輸入量和減少有機(jī)碳礦化為目標(biāo)，研究土壤碳的固定、積累與周轉(zhuǎn)機(jī)制，突破我國(guó)農(nóng)田土壤增碳關(guān)鍵技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上示范推廣。如果將農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)低溫碳化轉(zhuǎn)化為微生物難降解、穩(wěn)定性長(zhǎng)達(dá)幾千甚至上萬(wàn)年的生物炭，就可以有效地減緩?fù)寥乐猩镔|(zhì)腐殖化過(guò)程中CO2、CH4等溫室氣體的產(chǎn)生和釋放，提高土壤中的碳匯[53]。向土壤中添加生物炭可以提高土壤的物理化學(xué)性質(zhì)和滲水性，減少土壤中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的流失，降低N2O排放，促進(jìn)土壤中有益微生物的生長(zhǎng)，提高土壤肥力[54]。傳統(tǒng)的生物炭主要通過(guò)泥窯、磚窯等各類(lèi)碳窯制備，其能量利用效率低下，而且會(huì)產(chǎn)生許多污染物。應(yīng)研發(fā)先進(jìn)新型農(nóng)林廢棄有機(jī)物為原料的廢棄生物質(zhì)裂解技術(shù)，制備優(yōu)質(zhì)生物炭和提高生物炭產(chǎn)率，減少污染排放和碳氮損失，使農(nóng)作物秸稈變廢為寶，充分發(fā)揮種植業(yè)的低碳功能，實(shí)現(xiàn)種植業(yè)固碳減排增匯增產(chǎn)增效的目標(biāo)[55]。

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