应对气候变化给农业带来的影响反哺黑色腐植酸、腐植酸肥料有实效
2018-03-30本编辑部
温室气体的不断增加,导致气候变化,而气候变化使得温度上升,降水增多,极端天气频发。就在今年,北半球发生罕见高温热浪,瑞典、希腊、蒙古等国爆发森林大火,中国、印度、法国遭遇严重洪水灾害等。中国气象局国家气候中心气候服务首席专家周兵在接受《农民日报》记者采访时指出,“气候变化是大势所趋,其对我国农业的影响将会不断显现,我们需要做的是趋利避害,让农业生产逐步适应气候变化的大背景!”。根据周兵分析,气候变化对农业的影响利弊共存,但不利影响较有利影响更为显著。农业是国之根本。因此,我们要关注气候,关注气候变化给农业带来的影响,关注我们腐植酸人要怎么尽自己的力量,应对气候变化对农业生产带来的不利影响。
1 气候变化给农业带来的不利影响
全球气候变化对农业的影响是深远的,有正有负,整体上看,负效应不容忽视,具体不利影响如下。
(1)气温升高,农作物生育期将缩短,生长量减少。
(2)气温升高使农业病虫害加重、土壤有机质分解加快、化肥释放周期缩短、灌溉成本提高,从而使农业生产成本提高。
(3)二氧化碳浓度升高,作物吸收更多碳而减少氮的吸收,合成蛋白质含量降低,进而导致农产品品质下降。
(4)极端天气增多,为农业带来未知风险。
(5)受全球气候变暖影响,粮食供给的不稳定性将会增大,粮食产量将减少。
2 中国农业如何应对气候变化
气候变化已是必然趋势,我国是农业大国,气候对我国农业的影响不可忽视,另外,我们也是人口大国,要满足近14亿国民的吃饭问题,积极应对气候变化对我国农业带来的影响显得尤为重要。应对措施可从以下五方面着手。
(1)调整种植结构。
在种植制度与结构调整中,应充分利用气候资源,选育抗逆性强的新品种和适合不同气候类型的作物种类及生态类型,增强农作物抵御自然灾害的能力;改进农业技术措施,提高防灾减灾能力;改善农业气候生态环境,推行生态农业;加强农业灾害性天气预测预报和防御工作。
(2)粮食生产由高碳型向低碳型转变。
据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次评估报告显示,农业是温室气体的第二大重要来源,主要有二氧化碳、甲烷和氮氧化物等;粮食系统全球温室气体排放量占全球总排放量的19%~29%。因此,从农业自身上实现低碳减排十分重要。
(3)科学施肥。
科学施肥是实现粮食稳产、增产、提高粮食质量、保持土壤肥力和保障我国粮食安全最有效的途径之一。特别是将化肥和有机肥配合施用。
(4)土壤固氮。
大力发展农田土壤固碳技术不仅有助于提高粮食作物的产量,保障粮食安全,还有助于削减5%~15%的化石燃料排放。
(5)发展气候智慧型农业。
所谓气候智慧型农业,就是能在持续提高农业生产力、增强农业对自然灾害及气候变化抵抗能力的同时,能很好地适应气候变化,减缓农业温室气体排放,能够增强粮食安全和农业发展的农业生产方式。
3 腐植酸、腐植酸肥料应用效果突出
深度观察,凡是靠土地生产,必然与腐植酸有关,气候农业尤甚。因此,解决中国国民吃饭问题,腐植酸、腐植酸肥料应从固氮、减排、增效等方向发力。
(1)腐植酸、腐植酸肥料固碳减排3个方面。
据研究,腐植酸、腐植酸肥料的固碳减排机理主要从如下3个方面展开。①土壤固碳:土壤固碳的实质就是有机碳、无机碳与土壤颗粒团聚形成复杂多样的土壤团聚体的过程。而腐植酸本身是一种亲水有机胶体,在土壤形成过程中,可以和矿物质以不同形式和紧密程度,通过各种力的作用相互结合,形成各种类型的有机无机复合体,这种复合体对于土壤团聚体的形成、土壤肥力的发挥以及土壤形成过程的物质迁移和积累等方面发挥着重要作用。腐植酸是土壤有机质的主要组成成分,是有机质碳的主要贡献者。腐植酸与尿素结合可提高土壤有机碳的矿化速率与累积矿化量。②生物固碳:植物通过光合作用将空气中的二氧化碳转化为有机质,是重要的生物固碳途径。腐植酸一方面通过其物理、化学、生物活性,改善土壤理化性质,改善障碍地地力,提升植被覆盖率;一方面作用于植物,促进植物光合作用,增强植物抗逆性,增加作物生物量;如此促进植物“生物固碳”。③减少二氧化碳、氨氮排放:土壤腐植酸的光催化聚合可以提高土壤结构的稳定性,而且可以降低在聚合的土壤有机质中大量细菌的呼吸作用,促进碳固定,减少二氧化碳排放;腐植酸可以通过吸附作用(主要是物理吸附)吸附NH4+,可以在一定程度上抑制NO3-N向地下迁移,还可以抑制脲酶的活性、减缓尿素分解、减少氮挥发,同时逐渐释放氮素,延长肥效,提高氮肥利用率。
(2)腐植酸、腐植酸肥料固碳减排5例介绍。
现择选腐植酸、腐植酸肥料在固碳、减排方面的应用研究5例分享如下:①2015年,山西省农业科学院果树研究所杨海波等研究表明,腐植酸+化肥处理能在较长的时间内(10~40天)保持土壤有机碳含量,其土壤有机碳含量增加了1.6%~10.5%;腐植酸+化肥处理土壤水溶性碳含量增加了2.7%~20.1%。施肥处理能保持土壤微生物量碳含量提高39.3%~98.5%。②2016年,山东农业大学资源与环境学院庄振东等研究表明,施用腐植酸氮肥能提高氮肥利用率,增加土壤氮素存留量,减少氮肥损失,且脲基活化腐植酸效果最好;可显著增加0~20 cm土层氮素残留量和0~40 cm土层无机态氮含量;显著降低氧化亚氮产生量和其他途径氮素损失,从而减少氮素损失量。③2017年,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所张水勤等研究表明,腐植酸尿素处理玉米地上部干物质量平均提高13.8%,籽粒产量提高14.2%;氮肥利用率提高4.8个百分点;肥料氮的损失率降低5.1个百分点;肥料氮向下层土壤的淋溶减少,有利于土壤残留氮的进一步吸收利用。④2018年,中国农业大学其力莫格等研究表明,施用化肥+木本泥炭的处理可以显著提高高肥力土壤的有机碳和总氮含量,分别达27.18%、53.53%。⑤2018年,山东农业大学资源与环境学院王平等研究表明,腐植酸能够调控土壤氮素去向、减少氮素损失,添加腐植酸可显著降低氨挥发量,各处理平均降低12.08%,增加土壤铵态氮含量,至培养112天时,腐植酸处理的土壤铵态氮含量平均增加39.63%,在整个培养期间,腐植酸处理的土壤表观硝化率平均降低17.20%,且这些作用随腐植酸添加量的增加而增大。
(3)今后研究方向。
关于腐植酸、腐植酸肥料在农业上的应用研究很多,但对于土壤固碳、减排方面的研究还不够系统,今后我们腐植酸人应该从以下3方面着手:①深化腐植酸在土壤固碳中的作用机理研究;②明确腐植酸、腐植酸肥料的施用对土壤呼吸的影响;③系统研究腐植酸、腐植酸肥料在生物圈碳氮循环中的作用,为腐植酸在发展智慧型气候农业中发挥积极作用提供科学依据。
气候变化对农业的影响不可忽视,面对当前形势,唯有积极应对。推广农业低碳种植模式,反哺黑色腐植酸、腐植酸肥料,促进土壤、生物固碳能力,发挥黑色腐植酸、腐植酸肥料在应对气候变化中的直接或间接作用。让黑色腐植酸、腐植酸肥料为农田生态、土肥和谐、智慧农业贡献力量。