基于用控制灌溉技术减少温室气体排放

周国学，原树森，母成波

（1.延寿县水务局，黑龙江延寿 150700;2.黑龙江省农垦总局水务局，哈尔滨 150090）

2009年年底在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会，在与会各方出于各自利益考量的争吵、指责博弈中，令人非常失望的签了一份不具法律约束力的《哥本哈根协议》后闭幕。中国虽是发展中国家，但因环境污染比欧美发达国家严重很多，而且经济总量大带来的碳排放量大，和吨钢耗电、耗煤等指标名列世界前茅而倍感压力。事实上，包括中国在内的亚洲吃大米国家所受到的另一压力，是稻田排放温室气体，仅此一项就占了全球总排放量的百分之十几。为了展示中国作为负责任大国的形象，黑龙江省水利人正在推广控制灌溉技术，来努力减少稻田温室气体排放量。

通常谈到温室气体，人们首先想到的是二氧化碳，因此用煤炭的火电站和烧油的汽车，这些排放二氧化碳的化石类燃料使用者备受指责。当然，也包括对毁林、毁湿和毁草的谴责，因为植被可以吸收二氧化碳。而很少有人会联想到水稻田。

据总部设在菲律宾吕宋岛洛斯巴尼奥斯的国际水稻研究所的研究成果，水稻田的水里一直冒着大量的泡泡，它们中大多数是甲烷。甲烷，俗称沼气，与二氧化碳同属温室气体。在大气层中，甲烷所产生的温室效应是二氧化碳的20倍以上。该所统计，全球温室气体排放量中，甲烷至少占20%，而甲烷排放中，有一半来自稻米种植，另一半来自垃圾分解以及反刍类动物的肠胃涨气，例如牛打嗝。该所强调：没有任何其他作物释放这样多的温室气体，释放甲烷是水稻生产特有的。所以，水稻田在全球变暖的过程中扮演着重要角色。

因此，全球温室气体排放量中，稻米种植至少占10%以上，这就是中国在哥本哈根世界气候大会上所受到的压力之一。虽然亚洲吃大米国家的政府及媒体纷纷指责那些习惯啃面包西方人说的“亚洲应该少种、不种水稻，来减排温室气体”，但中国作为一个负责任大国，不应该对这些指责情绪化的“针锋相对”以至有意激化矛盾，而应该在不影响近2/3国人的基本主食是大米的前提下，尽量减少水稻种植中的甲烷排放。这就是美国总统奥巴马在会上公开要求中国承诺的碳减排必须接受国际监督后，温家宝总理虽然愤而退场，但中国政府仍旧在会前会后全力推动低碳经济，这反映了中国政府的气度和责任感。具体到黑龙江省，就是水利人正在用控制灌溉技术，来努力减少稻田温室气体排放量。

国际水稻研究所所说的水稻田水里大量涌出的甲烷，农民一般称之为沼气或“沤气”，它产生的机理是在水稻田被水覆盖时，即在隔绝空气的情况下，由植物残体分解而成。具体到水稻田，水稻田里存在着甲烷氧化菌，它通过在无氧环境中分解粪肥和其他有机物质时大量繁殖，繁殖过程中产生的甲烷气体通过作物或者直接排放到大气中。

既然水稻田在无氧环境才产生甲烷气体，所以节能减排应从减少水稻田被水覆盖的时间入手，来尽量减少水稻田产生甲烷气体。在这方面，黑龙江省近年来引进开发的多项节水灌溉技术中的控制灌溉技术，恰好生逢其时。

控制灌溉技术也可称为精准灌溉技术，它是精准农业的一部分，其原理是根据水稻生理生态需水的特点，并对水稻生长发育动态研究后，确定的灌溉新模式。控制灌溉的精髓，是在水稻稳产增产的同时，提高了水肥的有效利用率，增加了田间的积温，有利于水稻的优质高产。它的六大特点是优质、高产，节水、高效，抗倒伏、抗病虫害。其本质，就是用控制灌溉的方式，把有利于水稻生长的各个过程发挥到目前已知的最佳状态。

事实上，上述六大特点仅是单纯就水稻这种农作物而言的，它的社会效益还有很多。控制灌溉技术在国外叫“调亏灌溉”，因为这项技术不仅对水田的作用巨大，而且很多缺水国家的经验证明，该技术对旱田灌溉的作用也十分明显。该技术的另一意想不到的作用是保护水质。因为在无水或少水状态下，化肥和农药随水的排、渗量大大减少。因而化肥和农药的利用率可提高20% ～30%，也就是在节省了1/4的化肥、农药的成本之后，还避免了这些未被农作物吸收的化肥、农药随水排、渗后去污染水体，尤其是污染地下水。这些，是黑龙江省水利厅多年来极力推动控制灌溉技术的生态原因。但受制于多种原因，全省目前采用控制灌溉技术的面积才8万hm2，这对全省260万hm2水田而言，太微不足道了。而从国内的研究、推广动态看，近年来将控制灌溉技术等同于节能减排的相关研究也已开始。

据黑龙江省有关水稻科研单位的观测结果：由于采用控制灌溉技术后的水稻田经常处于湿润甚至干裂状态，造成了土壤的氧化还原电位升高，通透性增加。此时，水稻田不再产生甲烷。经实地观测：与传统灌溉相比，其被水覆盖时间要减少60%以上，这也就意味着水稻田的无氧环境减少了60%以上，因而可以定性的说：水稻田的甲烷排放量相应减少了60%以上。这就使控制灌溉技术收到了一举多得的巨大经济和社会效益。

为此，有关科研单位将从2010年起定量检测水稻田排放甲烷的数值，其目标不仅是定量检测出与传统灌溉相比，采用控制灌溉后具体的甲烷排放值，以尽力推广控制灌溉来减排;在此基础上，还将根据水稻各个生长期排放甲烷的规律，搞收集水稻田排放甲烷的技术研究，探求水稻田甲烷回收利用的途径，最终目标是变水稻田排放温室气体之“害”，为可作燃料之“利”，使中国的节能减排发生革命性飞跃。

根据世界银行的报告，目前世界年人均碳排放量为4.3 t，按照世界总人口66亿计算，全球每年碳排放量为283.8亿t。根据国际水稻研究员的统计，水稻田排放的温室气体至少占全球总排放量的10%，那么全球水稻田排放的温室气体量应为28.38亿t。按采用控制灌溉技术后可减排60%计算，如果全球1.55亿hm2水稻田全部采用控制灌溉技术后，可减排17亿t以上。中国有水稻田约0.29亿hm2，占世界总水稻田面积的近20%，如果全中国的水稻田全部采用控制灌溉技术后，可减排3亿t以上。按中国13亿人口年人均碳排放量为4.3 t计，中国每年排放56亿t二氧化碳，3亿t除以56亿t后，得到全中国水稻田全部采用控制灌溉技术后可减排5%以上。预计在全省260万hm2水田全部实行控制灌溉技术后，每年可减少碳排放4 800万t，占全省人均碳排放总量的30%。

根据温家宝在哥本哈根世界气候大会上的演讲中说：中国到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。在如此长时间内这样大规模降低二氧化碳排放，需要付出艰苦卓绝的努力，因此中国切不可以忽视水稻田采用控制灌溉技术后的减排。

[1]王琳，孟骁，闫忠.节水灌溉作用的扩展[J].黑龙江水利科技，2007，35（3）：79.