农业废弃物生物黑炭转化还田作为低碳农业途径的探讨 　(2)

　　7.我国生物黑炭农业应用的前景

　　当前，我国工业能源温室气体排放量已经位居全球前列，我国承受着巨大的温室气体减排国际压力。近年来，我国政府积极参与了气候变化国际对话，承诺中国政府将与国际社会一起致力于减缓气候变化的行动。我国政府在气候变化国家行动方案中明确了将生态系统碳汇建设作为增强国家温室气体减排能力的主要途径。生物黑炭农业应用将在农业固碳减排中发挥重要作用。其一，我国土壤退化严重，分布广泛,施用生物黑炭可以改善土壤物理性质，提高水土保持能力，有利于防治生态退化和保障生态安全。其二，我国耕地质量总体欠佳，据最新估计，由于建设占地等因素，我国现有耕地中中低产耕地大约占3/4。农业部2004年资料表明，占面积65%的耕地的土壤w(有机质）<1.5%,应用生物黑炭可以显著提高土壤有机质含量，增大土壤有机碳库，这不但对于陆地固碳,而且对于耕地土壤培肥、提高农业生产力均具有重要意义。其三,我国具有丰富的生物质废弃物。我国农业每年产生各类农作物秸轩总量在7亿t左右，其中水稻、小麦、玉米等大宗农作物秸轩在5亿t左右，另外每年产生约21亿t养殖业废弃物。发展废弃物生物黑炭技术及其农业应用可以减少废弃物排放，促进循环农业和提高附加经济效益。

　　可以期望，农业废弃物生物黑炭技术在农业上的应用，能大大提高陆地生态系统固碳减排能力。我国农作物秸轩约有1/4被露天焚烧，已成为我国温室气体释放的重要来源。如果采用合适的技术将其就地转化成为生物黑炭，可以避免约50Tg?a-1的秸轩温室气体排放量（以C计）；以产量10.5thm-2的稻田为例，若秸轩全部转化为生物黑炭以秸轩中w(C)=40%,C转化率20%计），每年可增加土壤有机碳0.84t?hm-2,我国全部稻田(2900万hm2)可增加土壤碳汇20Tg以上。按IPCC第4次评估报告中提出的农业土壤可以减排20%计算，我国农田固碳潜力约为60Tg,可见，生物黑炭回田增加的碳汇可占农田总固碳潜力的1/3。如果全部农田秸轩能通过生物黑炭还田7亿t，秸轩中w(C)=40%,生物黑炭转化率20%],则相当于增加碳汇56Tg。按照全球温室气体排放的组成，农业约占10%~12%,则2006年我国农业温室气体排放总量约0.16Pg,生物黑炭转化与农田施用增加的碳汇能够抵消30%以上的农业温室气体排放总量，这是农业领域最显著的潜在减排途径。另外,根据生物黑炭施用对农田带来的肥料利用率提高、减排等效应，生物黑炭农业应用还可能产生额外的农田温室气体减排效果。

　　从国际动态来看，生物黑炭的碳汇作用可望纳入CDM碳补偿机制，进而可能加入国际碳贸易中进行交易。当前美国的碳交易价格为25美元.t-1,欧盟市场为20欧元?t,如果按上述估算，生物黑炭转化还田若1hm2增加5美元碳补偿,1亿hm2农田的潜在土壤碳汇交易额将达5亿美元以上，这可能有助于我国农业和农民在未来应对气候变化中获得巨大的碳补偿效益，这对于我国农业发展和农民增收是极其有利的。因此，开发秸轩就地处理生物黑炭技术，可以在固碳减排、提高土壤肥力和作物生产力以及增加农民收入方面收到三蠃效果。

　　然而，我国农业技术推广的一些实际困难可能制约这一技术的推广进程。国外农场规模大，秸轩的收集和运输的集约化经营成本较低，秸轩处理率较高，而我国农田规模小，经营分散,秸轩收集和运输成本很大，严重限制了秸轩利用加工产品技术的产业化。若要实现秸轩生物黑炭的应用，首先要解决分散农田的秸轩生物黑炭就地处理还田问题。我国企业界研制的秸轩炭化机体积庞大（最小的占地3m2,体积8m3),反应慢，投入量在100kgh-1以下，且不可移动。美国生物黑炭工程研究中心已经开发出适合农场的移动式就地处理系统，其秸轩投入量可达50～1000kg·h－1，但限于系统装备占地面积仍然较大（10m2)、造价较高（约2~3万美元）22,30]等问题，难以在中国直接引进应用。因而，这些技术和装备还不能直接用于我国农田秸轩生物黑炭就地处理。

　　因此，建议国家重视生物黑炭的固碳减排和农业生产作用，将生物黑炭技术的研发和试验示范列入应对气候变化研究与发展的优先发展领域。我国迫切需要研究开发适用于我国小规模农田、适合以水稻为主的农作物秸轩的快速和高效的生物黑炭转化技术,解决作物秸轩就地处理的机具小型化和可移动性问题。同时，以美国为代表的发达国家开发的生物黑炭农业应用技术，主要是针对旱地种植的玉米、小麦等作物秸轩，我国需要试验研究针对稻-麦轮作、稻-油轮作田上的作物秸轩生物黑炭就地还田的养分配比、施用量和施用方式等问题，提出适合特定轮作体系的秸轩生物黑炭就地还田解决方案，从而配合生物黑炭就地处理机具形成1个生物黑炭农业应用的根本解决方案。

　　8.结语

　　就应对气候变化的固碳减排与农业发展问题而言，已经在世界上形成了生物黑炭农业应用的热潮，并成为各国政府和国际组织、非政府组织推动农业应对气候变化的主要领域，研究和推广机构不断涌现,科学研究资助计划不断推出，在社会经济和国际气候变化方面相关政策、经济和对话机制不断出台。欧美国家已经在生物黑炭农业应用上占据主导地位，我国一方面需要加强在这一领域的国际合作和交流，另一方面,迫切需要针对我国农业经营特色和农业废弃物资源现状,开展生物黑炭技术的试验和应用研究。建议在科技部和农业部应对气候变化相关领域计划中将生物黑炭技术列为优先发展方向，探索将生物黑炭农业应用作为农业、农村发展和应对气候变化的主要途径的技术、经济和政策体系，为我国争取更大的固碳减排空间和生物黑炭应对气候变化对话的更大话语权。

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