溫室氣體的不斷增加,導(dǎo)致氣候變化,而氣候變化使得溫度上升,降水增多,極端天氣頻發(fā)。就在今年,北半球發(fā)生罕見高溫?zé)崂?,瑞典、希臘、蒙古等國爆發(fā)森林大火,中國、印度、法國遭遇嚴(yán)重洪水災(zāi)害等。中國氣象局國家氣候中心氣候服務(wù)首席專家周兵在接受《農(nóng)民日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)指出,“氣候變化是大勢所趨,其對(duì)我國農(nóng)業(yè)的影響將會(huì)不斷顯現(xiàn),我們需要做的是趨利避害,讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步適應(yīng)氣候變化的大背景!”。根據(jù)周兵分析,氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響利弊共存,但不利影響較有利影響更為顯著。農(nóng)業(yè)是國之根本。因此,我們要關(guān)注氣候,關(guān)注氣候變化給農(nóng)業(yè)帶來的影響,關(guān)注我們腐植酸人要怎么盡自己的力量,應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的不利影響。
全球氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響是深遠(yuǎn)的,有正有負(fù),整體上看,負(fù)效應(yīng)不容忽視,具體不利影響如下。
(1)氣溫升高,農(nóng)作物生育期將縮短,生長量減少。
(2)氣溫升高使農(nóng)業(yè)病蟲害加重、土壤有機(jī)質(zhì)分解加快、化肥釋放周期縮短、灌溉成本提高,從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本提高。
(3)二氧化碳濃度升高,作物吸收更多碳而減少氮的吸收,合成蛋白質(zhì)含量降低,進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。
(4)極端天氣增多,為農(nóng)業(yè)帶來未知風(fēng)險(xiǎn)。
(5)受全球氣候變暖影響,糧食供給的不穩(wěn)定性將會(huì)增大,糧食產(chǎn)量將減少。
氣候變化已是必然趨勢,我國是農(nóng)業(yè)大國,氣候?qū)ξ覈r(nóng)業(yè)的影響不可忽視,另外,我們也是人口大國,要滿足近14億國民的吃飯問題,積極應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)我國農(nóng)業(yè)帶來的影響顯得尤為重要。應(yīng)對(duì)措施可從以下五方面著手。
(1)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。
在種植制度與結(jié)構(gòu)調(diào)整中,應(yīng)充分利用氣候資源,選育抗逆性強(qiáng)的新品種和適合不同氣候類型的作物種類及生態(tài)類型,增強(qiáng)農(nóng)作物抵御自然災(zāi)害的能力;改進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,提高防災(zāi)減災(zāi)能力;改善農(nóng)業(yè)氣候生態(tài)環(huán)境,推行生態(tài)農(nóng)業(yè);加強(qiáng)農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣預(yù)測預(yù)報(bào)和防御工作。
(2)糧食生產(chǎn)由高碳型向低碳型轉(zhuǎn)變。
據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第4次評(píng)估報(bào)告顯示,農(nóng)業(yè)是溫室氣體的第二大重要來源,主要有二氧化碳、甲烷和氮氧化物等;糧食系統(tǒng)全球溫室氣體排放量占全球總排放量的19%~29%。因此,從農(nóng)業(yè)自身上實(shí)現(xiàn)低碳減排十分重要。
(3)科學(xué)施肥。
科學(xué)施肥是實(shí)現(xiàn)糧食穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)、提高糧食質(zhì)量、保持土壤肥力和保障我國糧食安全最有效的途徑之一。特別是將化肥和有機(jī)肥配合施用。
(4)土壤固氮。
大力發(fā)展農(nóng)田土壤固碳技術(shù)不僅有助于提高糧食作物的產(chǎn)量,保障糧食安全,還有助于削減5%~15%的化石燃料排放。
(5)發(fā)展氣候智慧型農(nóng)業(yè)。
所謂氣候智慧型農(nóng)業(yè),就是能在持續(xù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)對(duì)自然災(zāi)害及氣候變化抵抗能力的同時(shí),能很好地適應(yīng)氣候變化,減緩農(nóng)業(yè)溫室氣體排放,能夠增強(qiáng)糧食安全和農(nóng)業(yè)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
深度觀察,凡是靠土地生產(chǎn),必然與腐植酸有關(guān),氣候農(nóng)業(yè)尤甚。因此,解決中國國民吃飯問題,腐植酸、腐植酸肥料應(yīng)從固氮、減排、增效等方向發(fā)力。
(1)腐植酸、腐植酸肥料固碳減排3個(gè)方面。
據(jù)研究,腐植酸、腐植酸肥料的固碳減排機(jī)理主要從如下3個(gè)方面展開。①土壤固碳:土壤固碳的實(shí)質(zhì)就是有機(jī)碳、無機(jī)碳與土壤顆粒團(tuán)聚形成復(fù)雜多樣的土壤團(tuán)聚體的過程。而腐植酸本身是一種親水有機(jī)膠體,在土壤形成過程中,可以和礦物質(zhì)以不同形式和緊密程度,通過各種力的作用相互結(jié)合,形成各種類型的有機(jī)無機(jī)復(fù)合體,這種復(fù)合體對(duì)于土壤團(tuán)聚體的形成、土壤肥力的發(fā)揮以及土壤形成過程的物質(zhì)遷移和積累等方面發(fā)揮著重要作用。腐植酸是土壤有機(jī)質(zhì)的主要組成成分,是有機(jī)質(zhì)碳的主要貢獻(xiàn)者。腐植酸與尿素結(jié)合可提高土壤有機(jī)碳的礦化速率與累積礦化量。②生物固碳:植物通過光合作用將空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì),是重要的生物固碳途徑。腐植酸一方面通過其物理、化學(xué)、生物活性,改善土壤理化性質(zhì),改善障礙地地力,提升植被覆蓋率;一方面作用于植物,促進(jìn)植物光合作用,增強(qiáng)植物抗逆性,增加作物生物量;如此促進(jìn)植物“生物固碳”。③減少二氧化碳、氨氮排放:土壤腐植酸的光催化聚合可以提高土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而且可以降低在聚合的土壤有機(jī)質(zhì)中大量細(xì)菌的呼吸作用,促進(jìn)碳固定,減少二氧化碳排放;腐植酸可以通過吸附作用(主要是物理吸附)吸附NH4+,可以在一定程度上抑制NO3-N向地下遷移,還可以抑制脲酶的活性、減緩尿素分解、減少氮揮發(fā),同時(shí)逐漸釋放氮素,延長肥效,提高氮肥利用率。
(2)腐植酸、腐植酸肥料固碳減排5例介紹。
現(xiàn)擇選腐植酸、腐植酸肥料在固碳、減排方面的應(yīng)用研究5例分享如下:①2015年,山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所楊海波等研究表明,腐植酸+化肥處理能在較長的時(shí)間內(nèi)(10~40天)保持土壤有機(jī)碳含量,其土壤有機(jī)碳含量增加了1.6%~10.5%;腐植酸+化肥處理土壤水溶性碳含量增加了2.7%~20.1%。施肥處理能保持土壤微生物量碳含量提高39.3%~98.5%。②2016年,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院莊振東等研究表明,施用腐植酸氮肥能提高氮肥利用率,增加土壤氮素存留量,減少氮肥損失,且脲基活化腐植酸效果最好;可顯著增加0~20 cm土層氮素殘留量和0~40 cm土層無機(jī)態(tài)氮含量;顯著降低氧化亞氮產(chǎn)生量和其他途徑氮素?fù)p失,從而減少氮素?fù)p失量。③2017年,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所張水勤等研究表明,腐植酸尿素處理玉米地上部干物質(zhì)量平均提高13.8%,籽粒產(chǎn)量提高14.2%;氮肥利用率提高4.8個(gè)百分點(diǎn);肥料氮的損失率降低5.1個(gè)百分點(diǎn);肥料氮向下層土壤的淋溶減少,有利于土壤殘留氮的進(jìn)一步吸收利用。④2018年,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)其力莫格等研究表明,施用化肥+木本泥炭的處理可以顯著提高高肥力土壤的有機(jī)碳和總氮含量,分別達(dá)27.18%、53.53%。⑤2018年,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院王平等研究表明,腐植酸能夠調(diào)控土壤氮素去向、減少氮素?fù)p失,添加腐植酸可顯著降低氨揮發(fā)量,各處理平均降低12.08%,增加土壤銨態(tài)氮含量,至培養(yǎng)112天時(shí),腐植酸處理的土壤銨態(tài)氮含量平均增加39.63%,在整個(gè)培養(yǎng)期間,腐植酸處理的土壤表觀硝化率平均降低17.20%,且這些作用隨腐植酸添加量的增加而增大。
(3)今后研究方向。
關(guān)于腐植酸、腐植酸肥料在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用研究很多,但對(duì)于土壤固碳、減排方面的研究還不夠系統(tǒng),今后我們腐植酸人應(yīng)該從以下3方面著手:①深化腐植酸在土壤固碳中的作用機(jī)理研究;②明確腐植酸、腐植酸肥料的施用對(duì)土壤呼吸的影響;③系統(tǒng)研究腐植酸、腐植酸肥料在生物圈碳氮循環(huán)中的作用,為腐植酸在發(fā)展智慧型氣候農(nóng)業(yè)中發(fā)揮積極作用提供科學(xué)依據(jù)。
氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響不可忽視,面對(duì)當(dāng)前形勢,唯有積極應(yīng)對(duì)。推廣農(nóng)業(yè)低碳種植模式,反哺黑色腐植酸、腐植酸肥料,促進(jìn)土壤、生物固碳能力,發(fā)揮黑色腐植酸、腐植酸肥料在應(yīng)對(duì)氣候變化中的直接或間接作用。讓黑色腐植酸、腐植酸肥料為農(nóng)田生態(tài)、土肥和諧、智慧農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)力量。