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二氧化碳變身高效農業(yè)資源

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二氧化碳變身高效農業(yè)資源

發(fā)布日期:2018-07-02 作者:鹽城市潔源氣體有限公司 點(diǎn)擊:

鹽城氣體8月30日電 美國弗吉尼亞理工大學(xué)研究人員利用新模型在玉米秸稈制取氫氣方面取得突破,可大大減少生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放并減少成本。這一成果發(fā)表在8月30日的《美國國家科學(xué)院院刊》上,可能有助加速價(jià)格低廉且低碳排放的氫動(dòng)力汽車(chē)的普及。

該大學(xué)農業(yè)和生命科學(xué)與工程學(xué)院生物系統工程系教授珀西瓦爾·張說(shuō):“這意味著(zhù)我們已證明了朝著(zhù)氫經(jīng)濟,即采用當地生物質(zhì)資源分布式生產(chǎn)可負擔得起的綠色氫氣邁出了較重要的一步?!痹撗芯繄F隊已獲得資金支持,開(kāi)展新技術(shù)制氫的示范項目。

這項工作是建立在以前生產(chǎn)木糖的研究之上的。而通過(guò)豐富簡(jiǎn)單的葡萄糖產(chǎn)生大量的氫氣這僅在理論上可實(shí)現。研究人員用遺傳算法以及一系列復雜的數學(xué)表達式,分析酶促使玉米秸稈分解成氫氣和二氧化碳的每一步過(guò)程。并證實(shí)同時(shí)使用兩種糖:葡萄糖和木糖,能提高氫氣的產(chǎn)量。通常在生物轉化中,這兩種糖只能按順序使用,這增加了生產(chǎn)成本。

新研究與其他依靠高濃度糖來(lái)制氫的生產(chǎn)方法不同,采用了廢棄的生物質(zhì)如玉米苞葉和莖來(lái)制氫。這不僅減少了創(chuàng )建初始燃料的費用,也可利用附近植物加工廠(chǎng)的資源作為燃料源,為當地企業(yè)創(chuàng )造新的價(jià)值。

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山西是高碳能源產(chǎn)業(yè)結構,也是全國碳排放量高的省份。節能降低碳排放、固碳并轉化利用是實(shí)現經(jīng)濟轉型的重要措施。我省今年提出發(fā)展富碳農業(yè),就是要將工業(yè)上過(guò)剩的二氧化碳用于農業(yè)生產(chǎn)。9月下旬,太谷蔬菜種植基地,連片的大棚里掛著(zhù)一袋袋二氧化碳發(fā)生劑。農戶(hù)趙錫華一邊清理著(zhù)番茄老葉,一邊告訴記者,這就是“二氧化碳氣肥”,在太陽(yáng)光的作用下,促進(jìn)大棚內蔬菜的光合作用和生長(cháng)發(fā)育,提高蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量。趙師傅今年共種植了5個(gè)大棚,4.5畝大棚番茄,和往年一樣在種植番茄時(shí)施用了微肥外,今年他還在農技專(zhuān)家的指導下,每個(gè)大棚里吊掛了16袋二氧化碳發(fā)生劑。施用后效果特別明顯,番茄的葉片濃綠,生長(cháng)健壯,番茄果形均勻,色澤鮮艷,坐果率提高了,畸形果明顯減少,產(chǎn)量增加明顯。趙師傅說(shuō):“我種了20多年蔬菜,今年感覺(jué)特別好?!?/span>

設施農業(yè)是我省主導產(chǎn)業(yè),許多農戶(hù)意識到發(fā)展大棚的重要性,由于溫室大棚長(cháng)期處在封閉或半封閉狀態(tài),多數時(shí)間缺乏二氧化碳,會(huì )嚴重影響作物的單產(chǎn)水平提高。利用碳酸氫銨與濃硫酸反應對大棚蔬菜進(jìn)行二氧化碳施肥,是目前的常用辦法,不是每位農戶(hù)都能熟練掌握,操作不當傷害頻發(fā)?!叭绻麑⒐I(yè)產(chǎn)生的二氧化碳補充到設施中,不僅減少農民傷害,蔬菜產(chǎn)量提高不說(shuō),還能幫工業(yè)生產(chǎn)節能減排?!鄙轿鬓r業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授溫祥珍說(shuō)。僅設施農業(yè)一項,消耗二氧化碳就十分可觀(guān)。當下,我省有180萬(wàn)畝溫室大棚,按照目前世界上比較先進(jìn)的溫室施二氧化碳標準,1年就可固定二氧化碳4000萬(wàn)噸。如果全省設施蔬菜在目前基礎上增施二氧化碳2—3倍,將吸收二氧化碳1000—1500萬(wàn)噸;把靠焚燒處理的400萬(wàn)噸的秸稈用于食用菌生產(chǎn),不光能年產(chǎn)200萬(wàn)噸食用菌,還減排二氧化碳670萬(wàn)噸。作為一種廉價(jià)的原料,二氧化碳可用于蔬菜、瓜果、糧食的貯藏,用固態(tài)二氧化碳施行人工降雨,能有效解決久旱無(wú)雨,莊稼失收的問(wèn)題。

富碳農業(yè)帶來(lái)的增產(chǎn)能使整個(gè)種植業(yè)獲益。種植業(yè)的興盛進(jìn)而能保證飼料的充足供應,使得畜牧業(yè)的產(chǎn)量可以得到有效提升,其他農副產(chǎn)品的生產(chǎn)也會(huì )受到進(jìn)一步推動(dòng),而不能作為食物的干物質(zhì)則可以作為清潔燃料,產(chǎn)業(yè)結構兩端數字的一增一減間實(shí)現了低碳發(fā)展的大軌跡,我省現代農業(yè)還有望形成 “植物—動(dòng)物—菌物”三足鼎立的 “三維農業(yè)”格局。

“6+1”架構突破技術(shù)瓶頸

溫祥珍常年奔走在田間,他發(fā)現,近年來(lái),我省溫室大棚發(fā)展迅猛,在這些溫室中,并不乏見(jiàn)實(shí)施二氧化碳氣肥并取得豐產(chǎn)的實(shí)例。然而,許多溫室都會(huì )遇到由于控溫要求而消耗大量能量,難長(cháng)期保留高濃度的二氧化碳氣氛,所產(chǎn)生的高成本已經(jīng)成為進(jìn)一步發(fā)展的障礙。

如何有效實(shí)施富碳農業(yè),保證有穩定可靠的碳源和降低使用成本,省內一些農業(yè)專(zhuān)家也開(kāi)始在實(shí)踐中進(jìn)行艱難的探索。山西農業(yè)大學(xué)率先進(jìn)入國家微藻固碳、農業(yè)土壤碳匯工程研究,針對二氧化碳高效“氣體肥料”開(kāi)發(fā)、富碳條件下設施生產(chǎn)消減二氧化碳、光伏食用菌生產(chǎn)等技術(shù)難題展開(kāi)積極攻關(guān)。省科技廳農業(yè)處處長(cháng)韓忻彥告訴記者,我省圍繞富碳農業(yè)發(fā)展方向,針對我省富碳農業(yè)存在的關(guān)鍵性技術(shù)需求,設計了富碳農業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)需求及市場(chǎng)需求,技術(shù)攻關(guān)路徑創(chuàng )新鏈,制訂出富碳農業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新鏈,部署設計了“6+1”的架構。具體講,“6”是指設施蔬菜富碳、微藻燃油高效固碳、土壤高效固碳、困難立地設施富碳和林果草高效固碳等6個(gè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新鏈;“1”是指一個(gè)監測評估服務(wù)系統,形成“一院二工廠(chǎng)N基地”格局:即建立山西省富碳農業(yè)研究院,建設兩座現代化的富碳農業(yè)實(shí)驗示范工廠(chǎng),在全省不同生態(tài)區建立N個(gè)富碳農業(yè)試驗示范基地。研究院負責研發(fā)一批關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品,孵化、培育一批科技型龍頭企業(yè)。富碳農業(yè)工廠(chǎng)運用太陽(yáng)能、風(fēng)能、氣肥、溫控、新種子、無(wú)菌車(chē)間等技術(shù)條件,構建完整的富碳農業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,獲得品種多樣的富碳農業(yè)果實(shí)、花卉和種子等。全省不同生態(tài)區建立N個(gè)富碳農業(yè)試驗示范基地,進(jìn)行不同類(lèi)型富碳農業(yè)試驗示范,包括工礦廢棄地、鹽堿沙荒地、溝坡坎地等困難立地及農林草復合生態(tài)系統。


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