節水灌溉后的減排

□ 劉長春 馮建維

2009年底在丹麥首都哥本哈根召開的世界氣候大會上，與會各方在出于各自利益考量的爭吵、指責博弈中，簽定了一份令人非常失望的不具法律約束力的《哥本哈根協議》。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受壓力。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，努力減少稻田溫室氣體的排放量。

通常談到溫室氣體，人們首先想到的是二氧化碳，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倍受指責。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，卻很少有人會聯想到水稻田。

據國際水稻研究所生物研究員賴納·瓦斯曼介紹：如果你在稻田中穿行，你可以發現水稻田的水里一直冒著大量的泡泡，它們中大多數是甲烷。賴納·瓦斯曼強調，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。

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。國際水稻研究所總部位于菲律賓呂宋島洛斯巴尼奧斯，當地稻田成片，是東南亞主要稻米產區之一。

那么，水稻田在全球變暖的過程中又扮演什么角色呢？據瓦斯曼統計，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。

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有關“亞洲應該少種、不種水稻，來減排溫室氣體”的論斷，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，而應該在不影響近三分之二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。雖然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的排放量。

據黑龍江省水利科學研究院農田水利研究所所長、研究員司振江介紹：賴納·瓦斯曼研究員所說的水稻田里大量涌出的甲烷，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。具體地講，就是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下才產生甲烷氣體，所以黑龍江省水利科學研究院正在研究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，設在慶安縣的黑龍江水稻灌溉試驗中心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。

控制灌溉技術能在慶安縣產生、發展并最終建立黑龍江水稻灌溉試驗中心進行專門研究，既事出偶然也蘊含著必然。1978年，慶安縣九勝鄉九旺村稻農王守學，因自家機電井故障沒能及時灌田，本以為肯定減產，但到秋收時發現反而增產，這使稻農們開始質疑“水稻水稻必須用水泡”的傳統理念。加之耐寒水稻品種培育成功和多項適合北方水稻種植技術的問世，和受水稻單位效益是旱田2-3倍的利益驅動，慶安縣近幾十年的水稻種植面積倍增，但缺水的矛盾也如影隨形地制約著慶安縣的水稻種植。

關于缺水，黑龍江水稻灌溉試驗中心站站長郭彥文說，20年前，流過慶安縣的呼蘭河春季水深達2米以上，那時慶安縣僅有水田50萬畝，如今慶安縣的水田已發展到120萬畝，呼蘭河則每到春季就斷流，人都可以走到對岸。郭彥文感慨到：再過10年，黑龍江省想不搞控制灌溉都不行，因為渠道襯砌這些工程性節水到位后，只能從農藝技術入手搞田間節水，而目前田間節水最好的技術就是控制灌溉了。

據黑龍江省水利廳科技外事處處長顧立明介紹：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，對水稻生長發育進行動態研究后，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，具有優質、高產，節水、高效、抗倒伏、抗病蟲害的特點。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，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。化肥和農藥的利用率可提高20%～30%，也就是在節省了四分之一的化肥、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120萬畝，這對全省3900萬畝水田而言，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。

據黑龍江省水利科學研究院與黑龍江水稻灌溉試驗中心站的共同觀測結果：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。

黑龍江省水利科學研究院院長、研究員曲祥民表示，該院在2010年將購置檢測水稻田排放甲烷的儀器，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，還將在此基礎上，根據水稻各個生長期排放甲烷的規律，進行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噸，按照世界總人口66億計算，全球每年碳排放量為283.8億噸。另據賴納·瓦斯曼研究員的統計，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28.38億噸。按采用控制灌溉技術后可減排60%計算，如果全球1.55億公頃水稻田全部采用控制灌溉技術后，可減排17億噸以上。中國有水稻田約0.29億公頃，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3億噸以上。按中國13億人口年人均碳排放量4.3噸計算，中國每年排放56億噸二氧化碳，3億噸除以56億噸后，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。

溫家寶在哥本哈根世界氣候大會上的演講中指出，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%至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。

當中國生產著全球三分之一的水稻，黑龍江省生產著全國最多的商品水稻，黑龍江省的水稻種植面積，已從1980年的424萬畝，到2009年已增加到3900多萬畝，增長了9倍多時，黑龍江省進一步為國家增產糧食的目標卻面臨著干旱缺水、尤其是工程性缺水的困擾。為此，黑龍江省準備一方面要多建水利工程以保證灌溉并努力節水，更有責任采用新技術去努力發展低碳經濟。既然控制灌溉技術不僅節水，還能減排溫室氣體和保護環境，未來大規模推廣控制灌溉技術將是必然的選擇。預計在全省3900萬畝水田全部實行控制灌溉技術后，每年可減少碳排放4800萬噸，占全省人均碳排放總量的30%。可見，在項目、資金安排上全力支持、推廣控制灌溉技術，鼓勵更多的地方應用低碳生產方式，實現節能減排，這將是各級政府面臨的必然選擇。