溫室氣體的不斷增加,導致氣候變化,而氣候變化使得溫度上升,降水增多,極端天氣頻發。就在今年,北半球發生罕見高溫熱浪,瑞典、希臘、蒙古等國爆發森林大火,中國、印度、法國遭遇嚴重洪水災害等。中國氣象局國家氣候中心氣候服務首席專家周兵在接受《農民日報》記者采訪時指出,“氣候變化是大勢所趨,其對我國農業的影響將會不斷顯現,我們需要做的是趨利避害,讓農業生產逐步適應氣候變化的大背景!”。根據周兵分析,氣候變化對農業的影響利弊共存,但不利影響較有利影響更為顯著。農業是國之根本。因此,我們要關注氣候,關注氣候變化給農業帶來的影響,關注我們腐植酸人要怎么盡自己的力量,應對氣候變化對農業生產帶來的不利影響。
全球氣候變化對農業的影響是深遠的,有正有負,整體上看,負效應不容忽視,具體不利影響如下。
(1)氣溫升高,農作物生育期將縮短,生長量減少。
(2)氣溫升高使農業病蟲害加重、土壤有機質分解加快、化肥釋放周期縮短、灌溉成本提高,從而使農業生產成本提高。
(3)二氧化碳濃度升高,作物吸收更多碳而減少氮的吸收,合成蛋白質含量降低,進而導致農產品品質下降。
(4)極端天氣增多,為農業帶來未知風險。
(5)受全球氣候變暖影響,糧食供給的不穩定性將會增大,糧食產量將減少。
氣候變化已是必然趨勢,我國是農業大國,氣候對我國農業的影響不可忽視,另外,我們也是人口大國,要滿足近14億國民的吃飯問題,積極應對氣候變化對我國農業帶來的影響顯得尤為重要。應對措施可從以下五方面著手。
(1)調整種植結構。
在種植制度與結構調整中,應充分利用氣候資源,選育抗逆性強的新品種和適合不同氣候類型的作物種類及生態類型,增強農作物抵御自然災害的能力;改進農業技術措施,提高防災減災能力;改善農業氣候生態環境,推行生態農業;加強農業災害性天氣預測預報和防御工作。
(2)糧食生產由高碳型向低碳型轉變。
據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第4次評估報告顯示,農業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;糧食系統全球溫室氣體排放量占全球總排放量的19%~29%。因此,從農業自身上實現低碳減排十分重要。
(3)科學施肥。
科學施肥是實現糧食穩產、增產、提高糧食質量、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肥配合施用。
(4)土壤固氮。
大力發展農田土壤固碳技術不僅有助于提高糧食作物的產量,保障糧食安全,還有助于削減5%~15%的化石燃料排放。
(5)發展氣候智慧型農業。
所謂氣候智慧型農業,就是能在持續提高農業生產力、增強農業對自然災害及氣候變化抵抗能力的同時,能很好地適應氣候變化,減緩農業溫室氣體排放,能夠增強糧食安全和農業發展的農業生產方式。
深度觀察,凡是靠土地生產,必然與腐植酸有關,氣候農業尤甚。因此,解決中國國民吃飯問題,腐植酸、腐植酸肥料應從固氮、減排、增效等方向發力。
(1)腐植酸、腐植酸肥料固碳減排3個方面。
據研究,腐植酸、腐植酸肥料的固碳減排機理主要從如下3個方面展開。①土壤固碳:土壤固碳的實質就是有機碳、無機碳與土壤顆粒團聚形成復雜多樣的土壤團聚體的過程。而腐植酸本身是一種親水有機膠體,在土壤形成過程中,可以和礦物質以不同形式和緊密程度,通過各種力的作用相互結合,形成各種類型的有機無機復合體,這種復合體對于土壤團聚體的形成、土壤肥力的發揮以及土壤形成過程的物質遷移和積累等方面發揮著重要作用。腐植酸是土壤有機質的主要組成成分,是有機質碳的主要貢獻者。腐植酸與尿素結合可提高土壤有機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化為有機質,是重要的生物固碳途徑。腐植酸一方面通過其物理、化學、生物活性,改善土壤理化性質,改善障礙地地力,提升植被覆蓋率;一方面作用于植物,促進植物光合作用,增強植物抗逆性,增加作物生物量;如此促進植物“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構的穩定性,而且可以降低在聚合的土壤有機質中大量細菌的呼吸作用,促進碳固定,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,同時逐漸釋放氮素,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。
現擇選腐植酸、腐植酸肥料在固碳、減排方面的應用研究5例分享如下:①2015年,山西省農業科學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間內(10~40天)保持土壤有機碳含量,其土壤有機碳含量增加了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,山東農業大學資源與環境學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土層無機態氮含量;顯著降低氧化亞氮產生量和其他途徑氮素損失,從而減少氮素損失量。③2017年,中國農業科學院農業資源與農業區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量平均提高13.8%,籽粒產量提高14.2%;氮肥利用率提高4.8個百分點;肥料氮的損失率降低5.1個百分點;肥料氮向下層土壤的淋溶減少,有利于土壤殘留氮的進一步吸收利用。④2018年,中國農業大學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碳和總氮含量,分別達27.18%、53.53%。⑤2018年,山東農業大學資源與環境學院王平等研究表明,腐植酸能夠調控土壤氮素去向、減少氮素損失,添加腐植酸可顯著降低氨揮發量,各處理平均降低12.08%,增加土壤銨態氮含量,至培養112天時,腐植酸處理的土壤銨態氮含量平均增加39.63%,在整個培養期間,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。
關于腐植酸、腐植酸肥料在農業上的應用研究很多,但對于土壤固碳、減排方面的研究還不夠系統,今后我們腐植酸人應該從以下3方面著手:①深化腐植酸在土壤固碳中的作用機理研究;②明確腐植酸、腐植酸肥料的施用對土壤呼吸的影響;③系統研究腐植酸、腐植酸肥料在生物圈碳氮循環中的作用,為腐植酸在發展智慧型氣候農業中發揮積極作用提供科學依據。
氣候變化對農業的影響不可忽視,面對當前形勢,唯有積極應對。推廣農業低碳種植模式,反哺黑色腐植酸、腐植酸肥料,促進土壤、生物固碳能力,發揮黑色腐植酸、腐植酸肥料在應對氣候變化中的直接或間接作用。讓黑色腐植酸、腐植酸肥料為農田生態、土肥和諧、智慧農業貢獻力量。