2023年9月21日,应合作伙伴法国“千分之四”土壤倡议(“4 per 1000”Initiative)的邀请,中国生物多样保护与绿色发展基金会(简称“中国绿发会”、“绿会”)标准工作委员会专家简金世教授线上参加了于印度海德拉巴(Hyderabad, India)坎哈国家公园(Kanha Shanti Vanam)举行的法国“千分之四”土壤倡议亚太区会议(The « 4 per 1000 » Asia-Pacific Regional Meeting)。此次会议的主题为“为了一个健康的地球保持土壤健康”(Healthy Soils for a Healthy Planet)。

来自西北农林科技大学水土保持研究所的简金世教授在演讲中介绍了中国绿发会标准委于2022年制定的团体标准《农田土壤固碳评价技术规范第1部分 当季》(T/CGDF00035-2022) 和两个相关的试验案例。现将其演讲的内容分享如下:

(演讲PPT)

各位来宾,大家好!

非常高兴能够代表中国绿发会参加今天的会议,我将在此分享一些绿会近年来在“千分之四”(“4 per 1000”)上面所做尝试和实践努力。

首先,允许我简单介绍一下中国生物多样性保护与绿色发展基金会。它的前身是中国麋鹿基金会,成立于1985年,旨在迎接我国特有物种麋鹿回归。随着1992年中国加入联合国《生物多样性公约》以及2009年提出绿色发展的重要意义,经国务院批准,历经了两次更名,最终演变为现在的名字。自成立以来,我们一直致力于倡导生态文明、推动绿色发展、保护生物多样性和生态环境,在创新、研究、科普等方面取得了一系列重大成就,受到广泛关注与赞誉。最近,绿会也开始致力于土壤生物多样性保护。实际上,土壤中的生物多样性占地球生物多样性总量的25%以上。而土壤有机碳在维持土壤生物多样性上起着至关重要的作用。然而,随着全球人口增加和人类活动对生态系统的干扰不断增加,我们已经看到这对生物多样性产生了巨大影响,尤其是在农田生态系统,由于长期重复大量施用化肥和农药等,很多农田土壤有机碳下降、结构变差、土壤生物多样性减少,这些问题愈发严重。为了解决上述问题,我们绿会在过去几年里主要做了如下工作:

第一,我们研发了一套生物质生化裂解生物工程技术Biomass Biochemical Hydrolysis BiotechnologyBBHB)其工作流程大致如下:把农林废弃物资源(crop straw/ livestock manure)收集起来,通过生物质快速裂解技术,把废弃物分离为水溶性小分子和纤维素等固体物质,进而生产地膜、营养钵、种子毯等一系列生态可循环产品。目前已在陕西省铜川王益区建设年产超过10万吨的生产车间,还研发了车载移动式生产装备,可以满足不同生产规模的需求。

第二, 我们制定了团体标准《农田土壤固碳评价技术规范第1部分 当季(T/CGDF00035-2022)和《农田土壤固碳评价手册》来指导野外大田实验,检验生物质生化裂解生物工程技术生产的产品在作物产量和品质提升、土壤固碳和温室气体减排上的作用。针对开发的一款生物质营养液水溶肥,我们在陕西省铜川市和湖北省丹江口开展了野外试验,监测施用该产品对土壤有机质的影响。我们在陕西省铜川采用随机区组设计(RCBD)布设了试验,试验有不施肥、传统氮磷钾施肥、200kg/mu水溶肥、300kg/mu水溶肥、400kg/mu水溶肥、500kg/mu水溶肥、600kg/mu水溶肥等7个处理,在耀州、王益和印台布设了4个区组。第一年的数据显示,施用水溶肥显著提高了土壤有机质含量,与不施肥相比,增加了3%,与传统施化肥相比,提高了1%,达到了千分之四的目标。同时,我们的数据还显示,施用水溶肥之后,作物(小麦)粗蛋白,铜、锌、铁和钙等中微量元素含量也显著提高。

(演讲PPT)

第三产品应用示范和技术服务方面的工作。2018-2020年间在铜川市耀州区的苹果园施用了生物质营养液,之后经第三方监测机构(欧陆分析技术服务(苏州)有限公司)对使用生物质营养液后的苹果的407项农药残留等指标进行了检测,发现零化肥、零农药和零激素残留,达到了欧盟出口标准;在印台区的樱桃园对樱桃滴灌根施生物质水溶肥,发现施用水溶肥后,叶绿素含量较对照提高了6%,果实可溶性固形物含量较对照提高了16%,改善了果品品质和风味;在宝鸡眉县,对猕猴桃施用了生物质营养液,发现施用水溶肥的猕猴桃中维生素C、氨基酸和矿物质远超对照,产量提升15%,叶绿素含量提高约40%,并显著提高了果实的耐储性;在铜川孙塬镇,对中药材施用了生物质营养液,发现与对照相比,施用生物质营养液提高了传统中药材的质量。

(演讲PPT)

第四、以陕西铜川为中心,对全国其他省市开展技术支援,辐射带动生物质生化裂解生物工程技术在其他省市的应用在湖北荆州市,已完成投资合作协议;按照荆州市6个5万吨秸秆资源化利用生产基地布局,预计土壤改良面积120万亩;在黑龙江省鸡西市,合作建设秸秆资源化基质材料生产基地项目,预计土壤改良面积20万亩;在江西省南昌市,支援建设5万吨秸秆资源化利用生产基地;在新疆石河子市,支援建设整市畜禽粪污资源化利用项目,一期预计处理畜禽粪污60万吨每年,二期建成后整体预计处理畜禽粪污300万吨每年;在新疆塔城市,援建养牛场畜禽粪便无害化资源化利用项目,预计装机100套1000吨畜禽粪污处理设备;在湖北丹江口市,合作建设丹江口农业提质增效与土壤固碳项目,建成后预计土壤改良面积1万亩;在内蒙古巴彦淖尔市,开展生物质有机营养液对盐碱地障碍因素的影响试验研究,为内蒙古超5000万亩盐碱地提供技术支撑。

总之,在过去的十几年,我们基金会致力于生物质生化裂解生物工程技术开发,针对生产的生态可循环产品开展了系列野外大田试验、产品示范推广和技术服务,为服务于土壤碳汇监测和核算制定了团体标准和碳汇核算操作手册,旨在为“千分之四”计划做出一定的贡献。

(上图为简金世教授。图源:本人提供)

简金世教授,系国家级青年人才(海外优青),博士/教授/博士生导师。主要从事保护性耕作与土壤质量、土壤水蚀与土壤碳库动态变化、土壤呼吸数据库构建、GPP和土壤呼吸量化和土壤呼吸观测方法优化等方面研究。2017年获弗吉尼亚理工大学作物与土壤环境科学专业博士,先后于弗吉尼亚理工大学和太平洋西北国家实验室从事博士后工作。主持国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(海外)1项,陕西省高层次科技人才项目一项;参与美国能源部和农业部等项目6项。以第一/通讯作者在Nature Communications等主流期刊上发表论文20余篇,ESI前1%高被引论文2篇,Google Scholar H 指数16,近五年引用1000余次,获中华海外生态学者协会2020年最佳学生暨青年学者论文奖。主要学术贡献为:(1)构建了全球尺度土壤健康评估系统,评价了侵蚀环境下保护性耕作对土壤水蚀和土壤固碳速率的影响,为土壤保护及土壤固碳增汇提供了科学依据;(2)构建了年、月和小时尺度全球土壤呼吸数据库,确定了全球土壤呼吸估算的误差来源,通过改进全球土壤呼吸估算方法提高了其估算精度;(3)在全球尺度上量化了土壤呼吸中根系呼吸的占比,率先探索了土壤呼吸与全球陆地植被初级生产力(GPP)相互反推的方法。

文:Daisy 审:JJS

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