基于用控制灌溉技術減少溫室氣體排放

周國學，原樹森，母成波

（1.延壽縣水務局，黑龍江延壽 150700;2.黑龍江省農墾總局水務局，哈爾濱 150090）

2009年年底在丹麥首都哥本哈根召開的世界氣候大會，在與會各方出于各自利益考量的爭吵、指責博弈中，令人非常失望的簽了一份不具法律約束力的《哥本哈根協議》后閉幕。中國雖是發展中國家，但因環境污染比歐美發達國家嚴重很多，而且經濟總量大帶來的碳排放量大，和噸鋼耗電、耗煤等指標名列世界前茅而倍感壓力。事實上，包括中國在內的亞洲吃大米國家所受到的另一壓力，是稻田排放溫室氣體，僅此一項就占了全球總排放量的百分之十幾。為了展示中國作為負責任大國的形象，黑龍江省水利人正在推廣控制灌溉技術，來努力減少稻田溫室氣體排放量。

通常談到溫室氣體，人們首先想到的是二氧化碳，因此用煤炭的火電站和燒油的汽車，這些排放二氧化碳的化石類燃料使用者備受指責。當然，也包括對毀林、毀濕和毀草的譴責，因為植被可以吸收二氧化碳。而很少有人會聯想到水稻田。

據總部設在菲律賓呂宋島洛斯巴尼奧斯的國際水稻研究所的研究成果，水稻田的水里一直冒著大量的泡泡，它們中大多數是甲烷。甲烷，俗稱沼氣，與二氧化碳同屬溫室氣體。在大氣層中，甲烷所產生的溫室效應是二氧化碳的20倍以上。該所統計，全球溫室氣體排放量中，甲烷至少占20%，而甲烷排放中，有一半來自稻米種植，另一半來自垃圾分解以及反芻類動物的腸胃漲氣，例如牛打嗝。該所強調：沒有任何其他作物釋放這樣多的溫室氣體，釋放甲烷是水稻生產特有的。所以，水稻田在全球變暖的過程中扮演著重要角色。

因此，全球溫室氣體排放量中，稻米種植至少占10%以上，這就是中國在哥本哈根世界氣候大會上所受到的壓力之一。雖然亞洲吃大米國家的政府及媒體紛紛指責那些習慣啃面包西方人說的“亞洲應該少種、不種水稻，來減排溫室氣體”，但中國作為一個負責任大國，不應該對這些指責情緒化的“針鋒相對”以至有意激化矛盾，而應該在不影響近2/3國人的基本主食是大米的前提下，盡量減少水稻種植中的甲烷排放。這就是美國總統奧巴馬在會上公開要求中國承諾的碳減排必須接受國際監督后，溫家寶總理雖然憤而退場，但中國政府仍舊在會前會后全力推動低碳經濟，這反映了中國政府的氣度和責任感。具體到黑龍江省，就是水利人正在用控制灌溉技術，來努力減少稻田溫室氣體排放量。

國際水稻研究所所說的水稻田水里大量涌出的甲烷，農民一般稱之為沼氣或“漚氣”，它產生的機理是在水稻田被水覆蓋時，即在隔絕空氣的情況下，由植物殘體分解而成。具體到水稻田，水稻田里存在著甲烷氧化菌，它通過在無氧環境中分解糞肥和其他有機物質時大量繁殖，繁殖過程中產生的甲烷氣體通過作物或者直接排放到大氣中。

既然水稻田在無氧環境才產生甲烷氣體，所以節能減排應從減少水稻田被水覆蓋的時間入手，來盡量減少水稻田產生甲烷氣體。在這方面，黑龍江省近年來引進開發的多項節水灌溉技術中的控制灌溉技術，恰好生逢其時。

控制灌溉技術也可稱為精準灌溉技術，它是精準農業的一部分，其原理是根據水稻生理生態需水的特點，并對水稻生長發育動態研究后，確定的灌溉新模式。控制灌溉的精髓，是在水稻穩產增產的同時，提高了水肥的有效利用率，增加了田間的積溫，有利于水稻的優質高產。它的六大特點是優質、高產，節水、高效，抗倒伏、抗病蟲害。其本質，就是用控制灌溉的方式，把有利于水稻生長的各個過程發揮到目前已知的最佳狀態。

事實上，上述六大特點僅是單純就水稻這種農作物而言的，它的社會效益還有很多。控制灌溉技術在國外叫“調虧灌溉”，因為這項技術不僅對水田的作用巨大，而且很多缺水國家的經驗證明，該技術對旱田灌溉的作用也十分明顯。該技術的另一意想不到的作用是保護水質。因為在無水或少水狀態下，化肥和農藥隨水的排、滲量大大減少。因而化肥和農藥的利用率可提高20% ～30%，也就是在節省了1/4的化肥、農藥的成本之后，還避免了這些未被農作物吸收的化肥、農藥隨水排、滲后去污染水體，尤其是污染地下水。這些，是黑龍江省水利廳多年來極力推動控制灌溉技術的生態原因。但受制于多種原因，全省目前采用控制灌溉技術的面積才8萬hm2，這對全省260萬hm2水田而言，太微不足道了。而從國內的研究、推廣動態看，近年來將控制灌溉技術等同于節能減排的相關研究也已開始。

據黑龍江省有關水稻科研單位的觀測結果：由于采用控制灌溉技術后的水稻田經常處于濕潤甚至干裂狀態，造成了土壤的氧化還原電位升高，通透性增加。此時，水稻田不再產生甲烷。經實地觀測：與傳統灌溉相比，其被水覆蓋時間要減少60%以上，這也就意味著水稻田的無氧環境減少了60%以上，因而可以定性的說：水稻田的甲烷排放量相應減少了60%以上。這就使控制灌溉技術收到了一舉多得的巨大經濟和社會效益。

為此，有關科研單位將從2010年起定量檢測水稻田排放甲烷的數值，其目標不僅是定量檢測出與傳統灌溉相比，采用控制灌溉后具體的甲烷排放值，以盡力推廣控制灌溉來減排;在此基礎上，還將根據水稻各個生長期排放甲烷的規律，搞收集水稻田排放甲烷的技術研究，探求水稻田甲烷回收利用的途徑，最終目標是變水稻田排放溫室氣體之“害”，為可作燃料之“利”，使中國的節能減排發生革命性飛躍。

根據世界銀行的報告，目前世界年人均碳排放量為4.3 t，按照世界總人口66億計算，全球每年碳排放量為283.8億t。根據國際水稻研究員的統計，水稻田排放的溫室氣體至少占全球總排放量的10%，那么全球水稻田排放的溫室氣體量應為28.38億t。按采用控制灌溉技術后可減排60%計算，如果全球1.55億hm2水稻田全部采用控制灌溉技術后，可減排17億t以上。中國有水稻田約0.29億hm2，占世界總水稻田面積的近20%，如果全中國的水稻田全部采用控制灌溉技術后，可減排3億t以上。按中國13億人口年人均碳排放量為4.3 t計，中國每年排放56億t二氧化碳，3億t除以56億t后，得到全中國水稻田全部采用控制灌溉技術后可減排5%以上。預計在全省260萬hm2水田全部實行控制灌溉技術后，每年可減少碳排放4 800萬t，占全省人均碳排放總量的30%。

根據溫家寶在哥本哈根世界氣候大會上的演講中說：中國到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。在如此長時間內這樣大規模降低二氧化碳排放，需要付出艱苦卓絕的努力，因此中國切不可以忽視水稻田采用控制灌溉技術后的減排。

[1]王琳，孟驍，閆忠.節水灌溉作用的擴展[J].黑龍江水利科技，2007，35（3）：79.