水稻也能碳减排！一项田间地头的低碳实验：技术、成本、碳交易闭环如何构建 ...

似雪花飘

　　每经记者 叶晓丹   
* ?/ r4 }: @6 o. _; o　　九月的杭嘉湖平原，高温仍未退场，但热而不燥。嘉善县西塘镇竹小汇低碳智慧农田的400亩水稻进入了灌浆期，水稻在微风中摇曳，满眼青绿。
$ |( g* j: q6 D9 ]0 G% z　　“灌浆前期的水位保持在5公分~8公分，中期3公分~5公分，后期1公分左右。”负责竹小汇低碳智慧农田项目的浙农集团员工孙利利通过电话告诉《每日经济新闻》记者。
　　和普通农田不同的是，竹小汇低碳智慧农田里的水稻排灌水，没有依靠有经验的农民，而是靠安装在田埂间的一块黑色盒子——水位感应仪。
0 E& n/ G9 F/ K  p. I% d　　孙利利介绍，水位感应仪可以智能控制田里的水位，感应仪里面有芯片，可以实时感应观测水位高低，水少了就通过灌排系统自动加水，水多了自动排水。
0 \8 Z7 `0 H$ W! k. l  \. T　　这和人工灌排差别有多大？
% q  l1 |* z& g　　“如果没有这套系统，在高温天气，田里的水量我们会担心不够，然后会放很多，没控制好，水就容易积在田里。一方面会造成水资源浪费，另一方面，灌浆期结束后就要开始晾田，如果一直不能蒸发晾干，后期会引起水稻倒伏，不利于机器收割作业。”孙利利称。
# E9 E+ _4 G4 x# i7 R田埂间的水位传感仪 图片来源：每经记者 叶晓丹 摄
% r$ P( i5 T1 H6 Z, E　　步入10月下旬，400亩水稻进入乳熟期，再往后，等田里水分晒干，根据天气条件，在11月中旬前后，就可以正式作业收割了。
　　而孙利利口中提及的这套系统，并不只有水位感应仪，还包括无人农机、杀虫灯、灌排系统以及稻田数字孪生系统和算法模型。
　　除了传统的农业生产价值，这400亩试验田还正在实践农业低碳减排以及探索后续实现碳减排交易的可行性。
( p* O- W" H/ n" v　　这是从今年6月开始的一场农业低碳减排实验。
　　低碳稻亩均碳排放当量减少超20%
　　为什么会选择水稻进行碳减排试验？
　　中国水稻研究所稻作研究与发展中心副主任研究员王丹英表示，水稻作为中国主要粮食作物之一，是中国65%以上人口的主粮。中国的种植历史悠久，种植区域广泛。但水稻在种植过程中所产生的甲烷气体CH4，已成为中国水稻生产碳足迹的主要来源之一。
3 }# J5 d$ K2 g1 ]　　相关研究估算，水稻生产碳足迹组成中占比最大的部分为稻田CH4排放，达85.05%，农资投入导致的温室气体排放占14.95%，其中化肥投入占总碳足迹的10.25%。
  v) J2 p% s8 P4 R: W) A　　据了解，竹小汇低碳智慧农田示范方项目包括400亩核心及1500亩辐射农田区域，由浙农集团运营。通过引入阿里云的数字技术和中国水稻研究所的低碳稻作技术，构建起一套智能种植系统，来大幅降低水稻种植过程中的碳排放和稻田退水中的氮磷含量。
$ A2 e3 ~( t% ]$ d9 I. R; h" g/ x　　阿里云方面介绍，该方案依托中国水稻研究所提出的水稻生长模型，并基于阿里云的云计算、IoT物联网等数字技术，重点建设一个低碳稻田数字孪生平台，联动精准灌排、无人农机、绿色防控三大智能控制系统和水、气、土三个在线自动检测体系，由云+数字化系统来指导水稻种植工作，实现大幅度减碳。
　　2022年9月，中国水稻研究所联合阿里云正式发布了低碳稻作技术，据中国水稻研究所专家测算，采用新方案后，西塘镇竹小汇低碳智慧田减少灌溉用水30%-50%，稻田退水氮磷含量消减30%，甲烷排放较传统模式减少30%以上，折合亩均碳排放当量减少超20%。
& K2 ~, L+ d3 G7 ]' Z* \低碳稻的技术架构 图片来源：阿里云供图
　　技术、成本、碳交易闭环如何构建？
3 V% w, x2 U" ]　　阿里云方面向《每日经济新闻》记者介绍，低碳稻背后主要有三大技术突破。
　　一是数字测碳。在常规数字探水探土探气基础上，推出植株全生长周期模型测碳。如在水稻不同生长阶段，可以精准测出一块稻田监测方综合碳吸收量和排放量，从而指导农事作业各项技术标准。
　　二是装备控碳。通过无人机光谱分析和基地可视化大数据平台，实现最小5亩范围区块生长差异化辨别，从而达到最小单元精准施肥，实现最大程度碳控制。
　　三是立体减碳。水陆空三线立体上阵，水即利用生态沟渠和尾水零排放来减碳，陆即薄露灌溉，通过水位动态监测实现最节能灌溉，空即通过北斗自动巡航和区域小气候环境预警实现最佳减碳指导。

7 O1 [0 S7 _1 S. O: e& V* \5 Y　　中国水稻研究所专家和浙农集团项目负责人现场介绍水位传感仪
　　图片来源：每经记者 叶晓丹 摄
6 x  C* S7 S+ h% g6 L( A　　孙利利透露，目前试验低碳稻的核心400亩田，配置了约6台无人农机、40套灌排系统；如果低碳稻以后大面积推广，软件系统成本是固定的，只需要再增加硬件设备，可以摊薄低碳稻技术的边际成本。
　　王丹英也算了一笔账：“基本上十亩田配置一套灌排系统、杀虫灯、水位感应仪这些硬件设备，而十亩田硬件成本投入在1000元左右，预计使用期限可达5年-6年，均摊到每年的固定成本投入并不算高，相对而言，前期需要投入消耗的资金比较多。”
/ Z; u' t5 Z( w( I. Q　　同时，王丹英表示，由于当前农业碳减排交易的链路还不成熟，低碳稻减排之后，国内碳市场交易也暂时不是十分成熟，所以目前限制了这一技术的大规模使用。低碳稻获得的收益，是一个长期缓慢的过程，短期内“增产增收增效”并不十分显著。因而目前低碳稻技术，主要向一些高标准稻田或者大型的农业集团进行推广。
2 ^, L# B. a, z# ^　　但从国际碳交易市场的发展趋势来看，农业碳减排而后进入碳交易实现商业闭环仍具备可行性。
　　“比如说，我们选的这一方田，利用低碳稻技术可以实现碳减排，那么可以请一家国际认可的碳交易认证公司来查看、询问农户是否确实采取了低碳技术，安装检测装置，在水稻全生育期采集甲烷的含量，进行跟踪，与常规农田进行对比，从而论证低碳稻可以实现减排的额度。低碳减排的技术获得论证后，通过技术减少的甲烷排放量，可以换算成对应的减碳排放额度，然后在碳交易市场交易，一些碳排放量超标的国际买家可以在市场购买。”据王丹英透露，安徽有一家低碳稻企业已经实现了在碳市场进行交易。
　　田间地头的减碳市场，可及可期？
, V" X. S" ?2 f3 v* _: ?4 s　　要进入碳市场交易，需要达到一定规模的碳减排量。而通过低碳稻技术减排的额度，要实现化零为整，实际上需要这一技术能在较大规模的农田里进行运用。如此，可以形成稳定、可观的碳减排量，打通低碳稻技术应用的商业闭环。
' R7 x, G; Q. x% {: Q低碳稻试验田
　　当下，农业减碳也迎来了诸多利好政策。
' |4 O* ^* H* K/ d* r+ P　　2022年6月30日，农业农村部、国家发展改革委联合印发《农业农村减排固碳实施方案》（以下简称《方案》），为我国农业农村减排固碳，提供了系统性实施路径。
　　《方案》提出，围绕种植业节能减排、畜牧业减排降碳、渔业减排增汇、农田固碳扩容、农机节能减排、可再生能源替代等六项任务，实施稻田甲烷减排、化肥减量增效、科技创新支撑、监测体系建设等十大行动。
　　10月初，江西省农业农村厅、江西省发改委印发《江西省农业农村减排固碳实施方案》，在重点任务中提出，将减排固碳贯穿于农业生产全过程和农村生活各方面，重点实施稻田甲烷减排行动、化肥减量增效行动、畜禽低碳减排行动等农业农村减排固碳“八大行动”。
　　为了发展农业减排固碳，《江西省农业农村减排固碳实施方案》还提到了坚持政策激励，充分发挥政府引导和政策激励作用，加大金融对绿色低碳农业发展的支持力度，在资金投入、税收优惠等方面重点向农业农村减排固碳领域倾斜。建立农业农村减排固碳监测评价体系，探索农业农村领域碳减排交易的有效路径。
　　据中国水稻研究所专家测算，引入低碳稻作技术，1亩稻田甲烷排放降低6公斤左右，按照甲烷和二氧化碳当量1：25的比例，能够少排大概150公斤二氧化碳当量的温室气体。若在长三角地区1.2亿亩水稻田推广开来，可减少约1800万吨二氧化碳当量的温室气体排放，碳减排效果突出。
: K  m. F0 r8 G! Q4 S- N　　在9月底的低碳稻技术发布会上，中国水稻研究所与阿里云宣布共同推动低碳稻作技术进一步扩大适用范围，服务整个长三角地区乃至长江中下游地区，协助长三角一体化与低碳发展。
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