[农学]腐植酸的低碳效应解析.pptVIP

1 引言 本报告从维护碳汇、节能减排和净化环境三个方面探讨了腐植酸类物质（HS）的低碳效应，并依据部分研究数据进行了数学模拟处理，提出碳排放计算方法，得出一定条件下施用含腐植酸肥料后减少能耗和CO2、SO2和NOX的排放量，最后就进一步发挥HS的低碳效应提出几点建议，为今后建立腐植酸碳排放数据库、促进本行业低碳发展提供一些思路和参考资料。 2 腐植酸维护与增补碳汇 碳汇与碳源是两个相对的概念，《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）将碳汇定义为从大气中清除CO2的过程、活动或机制，将碳源定义为向大气中释放CO2的过程、活动或机制。 森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中的CO2吸收并固定在植被与土壤当中，从而减少大气中CO2浓度的过程。 林业碳汇是指利用森林的储碳功能，通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动，吸收和固定大气中的CO2 ，并按照相关规则与碳汇交易相结合的过程、活动或机制。 2.1 土壤腐殖质碳是环境和大气CO2浓度变化敏感的碳聚合体 陆地土壤中的有机碳约3万亿吨，占生物圈总碳的85%，是生物圈的主要碳库，其中，森林、草原和耕地中的C占了总储量的82%。 生物圈中约有2.4万亿吨碳存在于HS中，占总碳的67.6%、土壤HS碳的80%，是大气中碳的3倍多！ 假如土壤HS多分解10%，大气中的CO2浓度就会增加30%，其危害程度不难想象。 土壤腐殖质碳是CO2主要来源，并作为环境和大气CO2浓度变化敏感的碳聚合体。 2.2 土壤HS和植被在碳循环中起着“缓冲器”和“调节阀”的作用 陆生植物和土壤每年通过呼吸作用分别向大气排放的碳量，基本上与植物光合作用从大气中吸收的碳量相平衡，使生物圈碳储量基本保持不变，大气中CO2浓度也不会有太大波动。 但是，这种平衡早已被打破，有数字可以证明，近20年来，大气中平均每年额外排放79亿吨碳（折合290多亿吨CO2），其中工业燃烧释放的碳为63亿吨，其余16亿吨碳的释放是森林、草原和耕地中土壤HS破坏造成的。 生态破坏（主要是HS的大量分解）因素，为大气CO2浓度增加做出的“贡献”占到20%，数字可谓触目惊心。 2.3 腐植酸维护与增补碳汇贡献巨大 为抑制碳排放，维护地球碳汇，腐植酸可以做到： 保护与修复森林、草原和荒漠化土地； 实施科学制肥、施肥方法； 大力开发和推广生物（化）腐植酸技术，补充土壤碳 损耗。以作物秸秆为例，我国每年产生6.7亿吨，目前除部分工业使用、直接秸秆还田、堆沤和作饲料外，约有一半以上被作为燃料或随意丢弃，成为大气CO2增加的一个因素。假如每年将3亿吨秸秆加工成HS，就可少排放5亿吨CO2，至少可以改良1亿公顷劣质土壤。 3 腐植酸节能减排 腐植酸的节能作用，在一定意义上应理解为：因提高养分利用率、减少化肥消耗量而节省的能量； 腐植酸的减排作用则应包括4个方面：1)因减少化肥生产而减少CO2和SO2排放；2)因施用腐植酸使氮肥利用率提高而减少氨、硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物等的排放；3)由于施用腐植酸而提高绿色植物产量和呼吸强度而增加CO2的吸收量；4)因施用腐植酸，改善了土壤理化性能和微生物活性，减少了HS分解的CO2及其他气体排放。 因生产和应用的变数很多，如腐植酸与肥料的来源、产品种类及加工方法各不相同，使用腐植酸和肥料的地域、土壤、环境、数量及操作方法等也千差万别，因此，无法提出一个统一的节能减排的量化模式定量描述腐植酸的低碳效应。但我们可引用已有的科学实验数据作为假定依据，模拟计算出一定条件下的节能减排数值。以下以含腐植酸有机-无机复混肥为例进行计算。 3.1 施用化肥碳排放与节能计算 假定条件： 复混肥按我国南方稻菜类通用配比（N:P2O5:K2O=11:3:7）、总养分含量30%计算，肥料中腐植酸含量按通常适宜添加量（4~8%），取5%； 化肥产品采用尿素、磷二铵、过磷酸钙和氯化钾。生产工艺为：合成氨和尿素用煤基法、氯化钾用钾长石-食盐法、生产磷肥用的硫酸用接触法； 腐植酸原料用含HA≈50%的风化煤，与化肥复混前先用氨水氨化制成腐植酸铵，其氨氮计入养分，耗电量计入生产腐铵的能耗； 化肥能耗值参考有关资料及大、中型肥料厂近年来公开公布的数据，取中间值。 3.1 施用化肥碳排放与节能计算 假定条件： 腐植酸提高化肥利用率的数据，主要来自上世纪80~90年代的示范试验和近期部分试验数据，即氮肥5~38%、磷肥10~27%、钾肥5~15%，计算时，分别取其中间值； 按一季(90天)施用的基肥计算，施用量750kg/ha（实物量），折纯养分总量为225 kg/ha，分别：N=11