熊 晶

( 國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣東 廣州 511363）

氣候變化是全球農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)之一。據(jù)估計，全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)排放甲烷占人類活動甲烷排放總量的50%，一氧化二氮占60%。預計到2030年，農(nóng)業(yè)源甲烷和一氧化二氮排放量將比2005年分別增加60%和35%～60%。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對溫室氣體具有“源”和“匯”的雙重作用。一方面，農(nóng)作物通過光合作用利用大氣中的二氧化碳合成碳水化合物和能量，農(nóng)田土壤也有巨大的固碳潛力；另一方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中土壤呼吸、化肥的施用、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)廢棄物的處理等環(huán)節(jié)又會產(chǎn)生溫室氣體。因此，大量研究團隊一直在探索農(nóng)業(yè)溫室氣體監(jiān)測與減排方法，相關專利申請量也大幅上升。本文以國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫為基礎，結(jié)合世界專利索引數(shù)據(jù)庫、世界專利摘要數(shù)據(jù)庫等權威數(shù)據(jù)庫，進行充分檢索、篩選和去重，匯總得到相關專利98條。通過對該技術專利在不同地區(qū)、年份、申請人和技術發(fā)展特點等方面特點的分析，為相關人員技術創(chuàng)新提供參考。

1 歷年申請量分析

2010年之后相關領域?qū)＠鸩匠霈F(xiàn)，在2011年出現(xiàn)第一件相關專利。之后的10年，相關專利年申請量基本上呈增長趨勢。2019年，該領域?qū)＠纳暾垟?shù)量為17件，相比2011年增長160%。與此同時，相關領域的發(fā)明專利申請在10年之間表現(xiàn)出明顯的“兩階段”發(fā)展特征。第一階段是2011～2013年，年平均申請量為3件。第二階段為2014～2019年，申請量達到年均13.67件，相比第一階段提高355.6%?？傮w來看，截至2020年7月1日，相關領域的發(fā)明專利申請共達到94件。該領域的專利研究在近些年開始進入熱點期。

2 專利申請區(qū)域分析

除未明確表明申請地區(qū)的23項專利申請以外，北京申請該項專利最多，達到21件，占全部申請數(shù)量的61.8%，這是因為北京高水平科研院所較多，而通過農(nóng)業(yè)措施應對氣候變化具有明顯的公益性，因此，北京成為相關領域?qū)＠暾埖闹饕獏^(qū)域。

3 申請人分析

表1為排名前10的申請人相關專利申請數(shù)量。其中，中國農(nóng)業(yè)大學申請量為12件，排名第一。除中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所的申請數(shù)量為7件以外，其他申請人的申請數(shù)量都為在5件以下。這說明，我國國家級研究院校是農(nóng)業(yè)溫室氣體監(jiān)測與減排技術領域的主要研發(fā)力量。地方院所中，僅有華中農(nóng)業(yè)大學、江蘇省農(nóng)業(yè)科學院、山東省農(nóng)科院和華南農(nóng)業(yè)大學在該領域的專利申請較多。

4 專利發(fā)展重點領域分析

目前，我國農(nóng)業(yè)溫室氣體監(jiān)測與減排技術發(fā)明專利申請的重點領域主要為低碳種植技術、低碳養(yǎng)殖技術和新型農(nóng)業(yè)溫室氣體測定裝置等方面。

4.1 低碳種植技術

由于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有碳源和碳匯的雙重功能，因此，部分專利申請針對這一問題開展了我國低碳種植制度的研發(fā)。專利CN102919026A發(fā)明了一種茶園溫室氣體氧化亞氮減排的方法，達到茶園氧化亞氮減排的目標，改善了茶區(qū)生態(tài)環(huán)境。專利CN102910956A根據(jù)玉米生長特性和養(yǎng)分需求，將以玉米秸稈為原料的生物質(zhì)發(fā)電廢棄物灰渣、養(yǎng)殖廢棄物牛糞和無機化肥按照一定的比例配制成有玉米專用有機無機復混肥，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)領域節(jié)能減排及廢棄物資源化利用。專利CN103975811B則發(fā)明了一種水稻浸潤灌溉栽培方法， 通過將免耕直播和浸潤灌溉技術有機結(jié)合，解決了傳統(tǒng)水稻栽培技術存在育苗移栽、溫室氣體排放量高、肥料和水分利用效率較低的問題。專利CN105830833A則公開了一種適用于黑龍江水稻主產(chǎn)區(qū)的水稻低碳高產(chǎn)水肥管理栽培方法，通過低碳高產(chǎn)品種選用、育苗、整地、泡田、打漿、插秧、本田管理及收獲等步驟優(yōu)化，實現(xiàn)溫室氣體綜合減排8%以上。總體上，這些專利都在探討如何通過優(yōu)化農(nóng)田生產(chǎn)過程的農(nóng)藝環(huán)節(jié)，在增加有效產(chǎn)出的同時，減少物能投入和溫室氣體排放，構建適用于不同地區(qū)的低碳種植技術。

表1 排名前9的申請人相關專利申請數(shù)量

4.2 低碳養(yǎng)殖技術

養(yǎng)殖業(yè)是農(nóng)業(yè)溫室氣體的重要排放源，目前也已經(jīng)有部分發(fā)明專利針對此領域開展研究。專利CN101234840A提供一種豬場糞污處理新工藝，使酸化的糞污直接經(jīng)過沼氣池發(fā)酵、產(chǎn)氣后，再進入固液分離機分離，提高沼氣產(chǎn)氣量，避免了堆肥處理中惡臭以及甲烷等溫室氣體排放。專利CN104186368B發(fā)明了一種環(huán)保、衛(wèi)生和節(jié)約型肉種鴨發(fā)酵床飼養(yǎng)舍，提高了發(fā)酵床墊料對種鴨糞便的有氧降解能力，減少了惡臭氣體和溫室氣體的排放。專利CN105523804A通過在新鮮豬糞和玉米秸稈的混合物中添加過磷酸鈣，在養(yǎng)殖場堆肥過程控制了溫室氣體排放。專利CN105030240B則發(fā)明了一種牛的呼吸代謝裝置，測定牛代謝過程中產(chǎn)生的溫室氣體。專利CN109650957A則通過調(diào)節(jié)養(yǎng)殖場堆肥水分、溫度、時間等因素，發(fā)明了一種實現(xiàn)畜禽糞快速腐熟、減少堆肥過程中溫室氣體排放的方法?？傮w而言，目前針對低碳養(yǎng)殖技術開展研發(fā)的專利日漸增多，特別是對反芻動物的養(yǎng)殖過程、動物糞便管理和新型飼料開發(fā)已經(jīng)成為該領域的發(fā)明熱點。

4.3 新型農(nóng)業(yè)溫室氣體測定裝置研發(fā)

農(nóng)業(yè)源溫室氣體的監(jiān)測關系到我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放水平核算和低碳技術的開發(fā)，因此，一直都是該領域開展發(fā)明創(chuàng)造的重點方向。2011年，專利CN102252876B就發(fā)明了一種緩沖式土壤氣體取樣裝置，防止了目前常用的靜態(tài)箱法測定過程中箱體向外或向內(nèi)的漏氣，保持了箱體內(nèi)貯存氣體的質(zhì)量，也克服了土壤氣體自然釋放受抑制的難題，提高了對土壤釋放氣體測定數(shù)據(jù)的可靠性。專利CN102787067A開發(fā)了一種體外厭氧發(fā)酵溫室氣體實時檢測裝置，有效提高了厭氧發(fā)酵溫室氣體產(chǎn)量監(jiān)測的準確性。專利CN103308664A專門針對壟作農(nóng)田，發(fā)明了一種壟體土壤溫室氣體的取樣檢測裝置，該裝置對壟體、土壤環(huán)境及作物生長干擾小，密封性好，可移動或固定監(jiān)測，節(jié)省時間和勞動強度，且可隨著作物的生長隨時調(diào)整高度，具有較好的實際應用價值。專利CN104133005A則公開了一種測量稻田溫室氣體排放的室內(nèi)模擬試驗方法，一定程度上克服了田間溫室氣體測定干擾因素較多的問題。專利CN104833739A則針對稻田水稻、水稻根際與非根際呼吸難以區(qū)分監(jiān)測的問題，發(fā)明了一種區(qū)分三者的田間溫室氣體監(jiān)測裝置及測定方法，能夠準確地測定并區(qū)分不同的溫室氣體來源?？傮w上，從目前該領域所申請的發(fā)明專利來看，針對農(nóng)業(yè)溫室氣體測定裝置的研發(fā)已經(jīng)成為重點領域，且研發(fā)目標明確，發(fā)明的實用性強，對該領域科研和生產(chǎn)方面都有較好的促進作用。

5 結(jié)論

通過對我國農(nóng)業(yè)溫室氣體監(jiān)測與減排技術發(fā)明專利的分析，初步得到以下結(jié)論。第一，該領域?qū)＠暾垟?shù)量近年來日益增多，隨著未來全球?qū)τ谵r(nóng)業(yè)節(jié)能減排問題的更深入認識，該領域?qū)＠l(fā)明的需求將會增加。第二，目前該領域的相關發(fā)明仍然以國家級科研單位為主，各地方因地制宜，發(fā)明滿足本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點、自然地理特征的農(nóng)業(yè)溫室氣體監(jiān)測與減排技術，將成為未來該領域研究進一步深化并與地方生產(chǎn)實踐相結(jié)合的重要方向。最后，我國在該領域的研發(fā)過程中，應該著力深化創(chuàng)新強度，增加發(fā)明性專利的創(chuàng)造力度，拓寬研發(fā)領域涉及面，早日形成我國農(nóng)業(yè)領域全產(chǎn)業(yè)鏈溫室氣體監(jiān)測與減排專利體系，占據(jù)全球低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展領域的高地。