本發(fā)明涉及一種發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法,屬環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù):
蒸汽機(jī)開(kāi)啟了人類(lèi)的工業(yè)文明,沉睡在地下的煤炭、石油、天然氣被開(kāi)采燃燒,釋放出大量的co2、nox等溫室氣體,導(dǎo)致大氣溫室效應(yīng)顯著增強(qiáng)、地球冰層融化、海平面上升、海洋風(fēng)暴增多、海岸侵蝕、陸地面積減少、沙漠化加劇、土地干旱、農(nóng)作物減產(chǎn)、霧霾肆虐、病蟲(chóng)害、熱射病與傳染性疾病頻發(fā)等等,威脅著人類(lèi)的生存與發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來(lái)全球升溫不超過(guò)2℃的目標(biāo),世界各國(guó)都面臨著碳減排的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
長(zhǎng)期以來(lái),人們只認(rèn)為草具有凈化空氣、吸收噪音、減少水土流失和土地荒漠化、保持生物多樣性、改良土壤、培肥地力、涵養(yǎng)水源、做動(dòng)物飼料等作用,忽視了“草業(yè)碳匯”方面的研究和實(shí)踐,把目光和人力、物力、財(cái)力傾注在“森林碳匯”上。而世界森林面積僅40億公頃,形成于6500萬(wàn)年以前,碳蓄積總量約2890億噸,工業(yè)化、城市化和現(xiàn)代化建設(shè)使森林面積不斷地減少,碳儲(chǔ)總量也在大幅下降。同時(shí),發(fā)達(dá)國(guó)家推行的“低碳經(jīng)濟(jì)”模式,不具有廣泛的適用性和可操作性,已衍變成了全球性的“碳博弈”,已成為“低碳陷阱”?!暗吞冀?jīng)濟(jì)”模式無(wú)法起到碳減排的顯著作用。虛擬的碳排放權(quán)“配額指標(biāo)”交易,沒(méi)有實(shí)際的碳減排效果,致使當(dāng)前大氣co2濃度迅猛增漲。2016年6月,大氣co2濃度達(dá)到近407ppm,超過(guò)去年同期4ppm。這意味著全球?qū)⒚媾R更多的熱浪、嚴(yán)重降水及熱帶氣旋帶來(lái)的潛在影響,極端天氣已成為新常態(tài)。
為應(yīng)對(duì)全球氣候變化,2015年12月在巴黎召開(kāi)的第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)提出:“本世紀(jì)下半葉實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo)”。但目前沒(méi)有一種發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳(含co2當(dāng)量物質(zhì))排放的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法包括:通過(guò)生物育種技術(shù),改良遺傳特性,選育優(yōu)良高產(chǎn)的生物品種,在單位時(shí)間內(nèi)反復(fù)收獲,實(shí)現(xiàn)生物飛躍大增產(chǎn),將大氣圈中的co2轉(zhuǎn)入生物圈中,發(fā)展育種、種植經(jīng)濟(jì),增加生物捕碳量;植樹(shù)、造灌、種草,形成多蓋度復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì),擴(kuò)大植物蓄碳量;改良耕作方式,生產(chǎn)、使用生物有機(jī)肥,增加土壤中生物質(zhì)的總量及動(dòng)物、微生物的種群數(shù)量,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì),提高土壤儲(chǔ)碳量;運(yùn)用生物技術(shù),加工生物碳產(chǎn)品,制備生物制品,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì),拓展生物封碳量;繁育豐產(chǎn)的水生生物,發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),加大水圈轉(zhuǎn)碳量;擴(kuò)大畜牧業(yè)規(guī)模,發(fā)展畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),擴(kuò)充動(dòng)物傳碳量;收集生物質(zhì)直接填埋,把生物碳輸入巖石圈,發(fā)展碳封存經(jīng)濟(jì),限制大氣總碳量;將清潔能源替代化石燃料,發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì),控制大氣增碳量;采取節(jié)能減排措施,提高能效,發(fā)展碳減排經(jīng)濟(jì),減少人為排碳量;綜合開(kāi)發(fā)利用大氣碳資源,建立人工碳庫(kù),發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),創(chuàng)造大氣分碳量。通過(guò)捕碳、蓄碳、儲(chǔ)碳、封碳、轉(zhuǎn)碳、傳碳、限碳、控碳、減碳、用碳等方法,實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放,解決生態(tài)、環(huán)境、資源、經(jīng)濟(jì)與氣候變化問(wèn)題。
“凈零碳排放”是指向大氣圈中排放溫室氣體的總量與大氣圈中溫室氣體被清除的總量之代數(shù)和等于零。
新氣候經(jīng)濟(jì)學(xué)(thenewclimateeconomytheory,ncet),是研究全球氣候變化引起的科技創(chuàng)新、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念和發(fā)展方式變革的科學(xué);是綜合開(kāi)發(fā)利用大氣碳資源,制造碳產(chǎn)品,形成碳產(chǎn)業(yè),創(chuàng)造碳經(jīng)濟(jì)的方法;是研究生態(tài)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益共贏的學(xué)說(shuō)。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)的目的是:通過(guò)人為控制碳循環(huán)過(guò)程,把大氣圈中過(guò)多的co2轉(zhuǎn)移到生物圈、水圈、巖石圈中,形成“暫時(shí)碳匯”、“長(zhǎng)期碳匯”和“永久碳匯”。將生物圈中的有機(jī)碳一部分封存,限制碳向大氣圈中釋放;一部分分配到以生物為原料的產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用的產(chǎn)業(yè)鏈中,實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放和大氣co2負(fù)增長(zhǎng),把co2濃度降低到工業(yè)革命前的275ppm(或維持在1990年356ppm、2014年400ppm)的水平;穩(wěn)定氣候系統(tǒng),維護(hù)地球上水、氣、冰共存的氣候平衡狀態(tài)與生物多樣性,為人類(lèi)提供可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)財(cái)富。
新氣候經(jīng)濟(jì)包括育種、種植經(jīng)濟(jì),生態(tài)經(jīng)濟(jì),土壤碳匯經(jīng)濟(jì),生物經(jīng)濟(jì),漁業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),碳封存經(jīng)濟(jì),新能源經(jīng)濟(jì),碳減排經(jīng)濟(jì),碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)等一切以實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放為目的的經(jīng)濟(jì)范疇。
應(yīng)對(duì)全球氣候變暖不可盲目遵從和照搬西方國(guó)家推行的“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展模式,要采取多途徑、多手段集成的具有“治碳”實(shí)效的方法應(yīng)對(duì)全球氣候變化問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)以“動(dòng)碳與靜碳理論”為依據(jù),以發(fā)展“新氣候經(jīng)濟(jì)”為主導(dǎo),以“生物碳封存”為手段,以創(chuàng)建“零碳”發(fā)展模式為方向,以實(shí)現(xiàn)全球溫室氣體凈零排放為目標(biāo)。
雷學(xué)軍在《中國(guó)能源》2015年第5期中提出“動(dòng)碳與靜碳的理論”?!皠?dòng)碳”是指地球大氣圈中能自由運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生溫室效應(yīng)的含碳物質(zhì)及co2當(dāng)量物質(zhì)?!办o碳”是指大氣圈、生物圈、水圈、巖石圈中不產(chǎn)生溫室效應(yīng)的含碳物質(zhì)、co2當(dāng)量物質(zhì)及其前體物質(zhì)。在一定的條件下,“動(dòng)碳”和“靜碳”可以互相轉(zhuǎn)化?!皠?dòng)碳”轉(zhuǎn)變?yōu)椤办o碳”時(shí),可降低大氣溫室效應(yīng);“靜碳”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?dòng)碳”時(shí),可增強(qiáng)大氣溫室效應(yīng)。
植物的光合作用是一個(gè)吸熱化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,增加地球光合作用面積和光合作用生成物的量會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)效果:一是降低大氣co2濃度,使地球表面溫度下降(降溫效應(yīng));二是可吸收太陽(yáng)輻射到植物表面的大量光能,轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中,增加地球的能量?jī)?chǔ)備(電瓶效應(yīng))。速生碳匯草的界定與選育,為實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)大豐產(chǎn)和發(fā)展豐富多彩的生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造了條件,通過(guò)發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì),一方面加速了大氣圈中的動(dòng)碳轉(zhuǎn)變?yōu)殪o碳(光合作用生產(chǎn)1噸生物質(zhì)需吸收大氣中1.63噸co2),同時(shí)向大氣中釋放了大量的氧氣(光合作用生產(chǎn)1噸生物質(zhì)可向大氣中釋放1.19噸o2),為臭氧層輸送“氧源”,屏障紫外線(xiàn)輻射;另一方面改變了能量的存在方式,使光能更多地轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,被吸收儲(chǔ)存,控制全球氣候變暖。
從物種的進(jìn)化與演替角度來(lái)看,裸子植物的出現(xiàn)早于被子植物。裸子植物都是木本植物,草本植物大多數(shù)為被子植物。被子植物是植物界中等級(jí)最高、數(shù)量最多的植物,如菊科、十字花科等都是草本植物。白堊紀(jì)早期陸地上的裸子植物和蕨類(lèi)植物仍占統(tǒng)治地位,松柏、蘇鐵、銀杏、真蕨及有節(jié)類(lèi)組成主要植物群,直到晚白堊紀(jì)才出現(xiàn)灌木和草本植物,漸新世以后草本植物逐漸增多。從進(jìn)化的角度來(lái)看,草本植物是由樹(shù)進(jìn)化而來(lái),更加適應(yīng)環(huán)境。沒(méi)有草就不能馴化莊稼形成農(nóng)業(yè);沒(méi)有草場(chǎng)就沒(méi)有畜牧業(yè),就不會(huì)進(jìn)入農(nóng)耕、畜牧?xí)r代,人類(lèi)現(xiàn)在可能仍然在森林里采集或狩獵。
c4植物光合效率高,先進(jìn)行c4途徑,然后進(jìn)行卡爾文循環(huán)過(guò)程(c3途徑)。c4途徑的光合效率比c3強(qiáng)的原因是pep與co2的結(jié)合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于rubp,這是c4植物固碳效率高于c3植物的關(guān)鍵,c3植物的光合作用啟動(dòng)慢,效率低,c4植物的光合作用啟動(dòng)快,效率高。從進(jìn)化論的角度來(lái)說(shuō),木本植物較原始,草本植物進(jìn)化程度高。至今木本植物中還未發(fā)現(xiàn)c4代謝(循環(huán)),只有草本植物中有c4代謝(循環(huán))。
草的光合效率高,生長(zhǎng)快,可反復(fù)萌發(fā)和刈割;樹(shù)生長(zhǎng)緩慢,不能反復(fù)刈割,在同等生長(zhǎng)面積和生長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)草的生物量比樹(shù)大;草本植物的地上部分器官大多數(shù)都含有葉綠體,可以進(jìn)行光合作用,而樹(shù)只有樹(shù)葉可以進(jìn)行光合作用,樹(shù)消耗營(yíng)養(yǎng)的器官無(wú)論是體積還是重量都占絕大部分;草的光補(bǔ)償點(diǎn)低于樹(shù),同等光照條件下光合速率快,有機(jī)物積累量大,單位時(shí)間內(nèi)光合作用最終產(chǎn)物多于樹(shù)。
草不異樹(shù),樹(shù)不異草。草木同源,本質(zhì)無(wú)異,越千萬(wàn)載遠(yuǎn)古而來(lái)。草與木本植物一樣,都是由糖類(lèi)、淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分組成,均可用做建筑材料、家具、農(nóng)具、用具、工業(yè)品、造紙、化工原料、香料、香精、食品、飼料、肥料及直接燃燒發(fā)電等;還可深度開(kāi)發(fā)生產(chǎn)多種精細(xì)化學(xué)品,如糖基化學(xué)品、淀粉基化學(xué)品、纖維素/半纖維素基化學(xué)品、木質(zhì)素基化學(xué)品、油脂基化學(xué)品、甲殼素衍生物、生物塑料及生物燃料等。
種植速生草本植物,可對(duì)土壤或水體中的鉛、鎘、砷、汞、銅、鉻、鎳、錫、鈷、銻等重金屬離子,有機(jī)物及農(nóng)藥等污染物進(jìn)行吸附、降解和轉(zhuǎn)化;富集土壤或水體中的石油等毒害物質(zhì),保持水土,修復(fù)生態(tài)環(huán)境。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法:是以光合作用為動(dòng)力,以碳循環(huán)為載體,以生物質(zhì)豐產(chǎn)為基礎(chǔ),以速生、耐干旱、耐貧瘠、耐嚴(yán)寒的生物為主體,以生態(tài)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益共贏為目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。其步驟包括:
(1)通過(guò)生物育種技術(shù),改良遺傳特性,選育優(yōu)良高產(chǎn)的生物品種,在單位時(shí)間內(nèi)反復(fù)收獲,實(shí)現(xiàn)生物飛躍大增產(chǎn),將大氣圈中的co2轉(zhuǎn)入生物圈中,發(fā)展育種、種植經(jīng)濟(jì),增加生物捕集大氣中co2的量;
(2)植樹(shù)、造灌、種草,充分利用光合作用,形成多蓋度復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì),擴(kuò)大植物蓄積碳的量;
(3)改良耕作方式,以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)、使用有機(jī)肥,增加土壤中生物質(zhì)的總量及動(dòng)物、微生物的種群數(shù)量,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì),提高土壤中的碳儲(chǔ)藏總量;
(4)以生物(包括植物、動(dòng)物、微生物)為原料,加工碳產(chǎn)品,制備生物制品,控制生物碳的分解釋放,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì),拓展生物碳的封存量;
(5)繁育豐產(chǎn)的水生生物,增加水生生物的固碳總量,發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),加大大氣co2向水圈中轉(zhuǎn)移的量;
(6)擴(kuò)大畜牧業(yè)規(guī)模,使動(dòng)物固碳總量增多,發(fā)展畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),擴(kuò)充大氣co2向植物碳、動(dòng)物碳傳遞的量;
(7)收集生物(包括植物、動(dòng)物、微生物)直接填埋,將生物圈中的碳輸入巖石圈封存,發(fā)展碳封存經(jīng)濟(jì),限制大氣圈的co2總量;
(8)使用清潔能源替代化石燃料,發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì),控制大氣圈中co2的增量;
(9)采取節(jié)能減排措施,提高能效,發(fā)展碳減排經(jīng)濟(jì),減少人為的co2排放量;
(10)綜合開(kāi)發(fā)利用大氣碳資源,建立人工碳庫(kù),把大氣中的co2一部分轉(zhuǎn)化封存,一部分分配到以生物為原料的產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用的產(chǎn)業(yè)鏈中,發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),創(chuàng)造大氣分碳量。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(1)中,所述發(fā)展育種、種植經(jīng)濟(jì),是通過(guò)雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種,增強(qiáng)生物的適應(yīng)性,擴(kuò)大生長(zhǎng)區(qū)域、空間,改善品質(zhì),提高產(chǎn)量;使生物無(wú)的變有、小的變大、矮的變高,短的變長(zhǎng)、細(xì)的變粗,疏的變密、輕的變重、少的變多;將傳統(tǒng)的糧-糧、糧-油耕作模式改為草-糧、草-油、草-飼、草-經(jīng)耕作模式所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),拓展大農(nóng)業(yè)、大生態(tài)、大碳匯,增加生物捕集大氣中co2的量。
育種方式包括雜交育種、誘變育種、單(多)倍體育種。雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起,再經(jīng)過(guò)選擇和培育,獲得新品種的方法。誘變育種是利用物理、化學(xué)等因素,誘發(fā)基因突變,從中選擇和培育新品種。單倍體育種通常是利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)獲得單倍體植株,再誘導(dǎo)其染色體加倍,從而獲得所需要的純系植株的育種方法。多倍體育種是利用人工誘變或自然變異等,通過(guò)細(xì)胞染色體組加倍獲得多倍體育種材料,選育出優(yōu)良品種。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(2)中,所述發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)是通過(guò)種植具有高效捕碳能力的喬木、灌木、草本植物,形成多層次的立體生態(tài)群落,所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),通過(guò)在單位時(shí)間、單位面積內(nèi)增加生物質(zhì)總量,擴(kuò)大植物蓄積碳的量。
雷學(xué)軍在《農(nóng)業(yè)工程》2015年第5期中提出:速生草本植物具有生長(zhǎng)發(fā)育迅速及反復(fù)萌發(fā)的特性,一年可刈割多次。速生碳匯草及生物碳產(chǎn)品經(jīng)南方林業(yè)生態(tài)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),平均碳含量為49.2%;經(jīng)中南大學(xué)能源環(huán)境檢測(cè)與評(píng)估中心檢測(cè),熱值為3000~4500大卡/公斤;經(jīng)中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心核算,試驗(yàn)田選育種植的“碳匯草”年凈碳匯量為14噸/畝;50年的“碳匯增量”,是相同面積森林“碳匯增量”的650倍;是快速捕碳固碳,調(diào)節(jié)大氣溫室效應(yīng)的先鋒植物。
通過(guò)對(duì)“速生碳匯草”將大氣圈中動(dòng)態(tài)的co2氣體轉(zhuǎn)入生物圈中,形成靜態(tài)的固體有機(jī)碳化合物的研究,發(fā)現(xiàn)了“動(dòng)碳與靜碳”可以互相轉(zhuǎn)化的科學(xué)規(guī)律;發(fā)明了“速生碳匯草”捕碳固碳技術(shù);創(chuàng)立了溫室效應(yīng)的“動(dòng)碳與靜碳理論”;首次提出綜合開(kāi)發(fā)利用大氣碳資源,發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì),建立人工碳庫(kù),降低大氣co2濃度,創(chuàng)造了“碳的技術(shù)控制循環(huán)過(guò)程”;使有限的森林碳匯變?yōu)闊o(wú)限的生物碳匯;改虛擬的碳排放權(quán)“配額指標(biāo)”交易為“實(shí)物碳產(chǎn)品”交易;創(chuàng)建了“零碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式”的理論和實(shí)踐方法;倡導(dǎo)大農(nóng)業(yè)、大生態(tài)、大碳匯的農(nóng)業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)模式;主張用碳稅支撐生物碳封存、發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì),從而實(shí)現(xiàn)大氣co2負(fù)增長(zhǎng),消除霧霾,調(diào)節(jié)全球氣候變化。
雷學(xué)軍在《中國(guó)能源》2015年第5期中還提到:建議創(chuàng)立《國(guó)際生物碳封存與碳排放權(quán)交易新公約》,制定《生物碳封存的碳減排基準(zhǔn)線(xiàn)與監(jiān)測(cè)方法學(xué)》,用“生物碳產(chǎn)品”參與碳交易,根據(jù)生物碳封存量收取碳排放權(quán)交易費(fèi)。“生物碳產(chǎn)品”理化性質(zhì)穩(wěn)定,填補(bǔ)了國(guó)際碳交易產(chǎn)品不能準(zhǔn)確計(jì)量的空白,必將成為全球碳交易市場(chǎng)的主流,是駕馭高碳的有力措施;既能解決我國(guó)節(jié)能減排的難題,又可解除西方國(guó)家要求減排的巨大壓力,使我國(guó)獲得“治碳”的主動(dòng)權(quán)、話(huà)語(yǔ)權(quán)與經(jīng)濟(jì)權(quán),成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和應(yīng)對(duì)全球氣候變化的先鋒。
雷學(xué)軍在《中國(guó)能源》2014年第11期中指出:創(chuàng)立生態(tài)補(bǔ)償制度,建立高排碳縣(區(qū))與低排碳縣(區(qū))生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展為目的,根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)保護(hù)成本、發(fā)展機(jī)會(huì)成本,運(yùn)用政府和市場(chǎng)手段,調(diào)節(jié)生態(tài)保護(hù)利益相關(guān)者之間利益關(guān)系的公共制度。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(3)中,所述發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)是通過(guò)施用有機(jī)肥、種植綠肥、秸稈還田、合理耕作(包括免耕、輪作、套作、混作等)的方式,減少水土流失,培肥地力所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),減少土壤中碳釋放,提高土壤中的碳儲(chǔ)藏總量。
植物從大氣中吸收、存儲(chǔ)co2,轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳化合物,以根系分泌物、死亡根系、殘枝落葉的形式進(jìn)入土壤,在微生物的作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)質(zhì)儲(chǔ)存在土壤中。有機(jī)質(zhì)是植物、動(dòng)物和微生物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源,可改善土壤的理化性質(zhì),提高土壤的保肥性和緩沖性,是土壤可持續(xù)利用的物質(zhì)基礎(chǔ);土壤中的有機(jī)質(zhì)多,動(dòng)物和微生物也相應(yīng)的增多,建立良性循環(huán)的生物鏈生態(tài)系統(tǒng),增加土壤生物種群數(shù)量,提高土壤中的生物碳儲(chǔ)量。
雷學(xué)軍在人為控制碳循環(huán)的方法(cn201610091538.7)中公開(kāi)了:通過(guò)植物填埋、封存、使用,減緩生物碳向大氣圈中釋放的速度;通過(guò)增加海洋植物(包括微藻、大型藻類(lèi)和某些細(xì)菌)數(shù)量,提高海洋生物光合效率,促進(jìn)大氣圈中co2向水圈溶解;通過(guò)提高土壤碳匯能力和促進(jìn)碳酸鹽的形成,增加巖石圈的碳儲(chǔ)量。例舉了在長(zhǎng)江中下游地區(qū)種植速生碳匯草加工成中纖板,在巖溶區(qū)、咸澀水體養(yǎng)殖藍(lán)藻、綠藻,在石灰性土壤或喀斯特地區(qū)施用膠質(zhì)芽孢桿菌等實(shí)例,人為干預(yù)大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈的碳循環(huán)速度,控制大氣co2濃度,調(diào)節(jié)溫室效應(yīng),解除全球升溫帶來(lái)的氣候?yàn)?zāi)害。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(4)中,所述發(fā)展生物經(jīng)濟(jì),是在促進(jìn)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)豐產(chǎn)的前提下,以生物為原料,加工生產(chǎn)碳產(chǎn)品、生物制品所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),通過(guò)碳產(chǎn)品、生物制品的固碳,拓展生物碳的封存量。
ipcc指出:化石燃料燃燒和土地利用變化是人類(lèi)活動(dòng)造成的主要co2排放源,co2排放總量的45%滯留在大氣圈中,30%被海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收,25%被陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收。據(jù)此,如果人類(lèi)通過(guò)減排、替代、轉(zhuǎn)化、抵消和封存每年碳排放總量的50%左右,可實(shí)現(xiàn)大氣co2零增長(zhǎng),適度增加碳封存量,可實(shí)現(xiàn)大氣co2負(fù)增長(zhǎng)。
雷學(xué)軍在《中國(guó)能源》2015年第5期中提出,將速生碳匯草加工成碳產(chǎn)品封存,可提前和降低大氣co2峰值。
將大氣圈中co2濃度從當(dāng)前的400ppm,降低到工業(yè)革命前的275ppm,需減少大氣中9725億噸co2,需封存6661億噸生物碳產(chǎn)品。
將大氣圈中co2濃度從當(dāng)前的400ppm,降低到1990年的356ppm,需減少大氣中3423億噸co2,需封存2345億噸生物碳產(chǎn)品;
實(shí)現(xiàn)全球co2排放量零增長(zhǎng),每年需封存生物碳產(chǎn)品2.74億噸,可吸收大氣中4億噸co2;維持當(dāng)前的大氣co2濃度400ppm,每年需減少大氣中162億多噸co2;需封存生物碳產(chǎn)品111億多噸。
實(shí)現(xiàn)我國(guó)co2排放量零增長(zhǎng),每年需封存生物碳產(chǎn)品0.685億噸,可吸收大氣中1億噸co2;實(shí)現(xiàn)我國(guó)co2零排放,每年需封存生物碳產(chǎn)品24.66億噸,可吸收大氣中36億噸co2。
雷學(xué)軍在《農(nóng)業(yè)工程》2015年第5期中指出:大自然的碳循環(huán)是碳釋放、碳轉(zhuǎn)化、碳傳遞、碳封存在地球各圈層中的自然循環(huán)過(guò)程;而人類(lèi)也在長(zhǎng)期的社會(huì)生產(chǎn)和生活過(guò)程中不自主的進(jìn)行著“應(yīng)用封碳”和“使用封碳”。只有“成型封碳”和“填埋封碳”才是人類(lèi)有意識(shí)進(jìn)行的生物碳封存。創(chuàng)建“人工碳庫(kù)”,采用技術(shù)措施人為干預(yù)碳循環(huán)過(guò)程,進(jìn)行大氣分碳,將大氣圈中的“動(dòng)碳”轉(zhuǎn)移到地球的其他圈層形成“靜碳”儲(chǔ)藏,調(diào)節(jié)大氣圈中的co2總量。具體方法包括“應(yīng)用封碳”、“使用封碳”、“成型封碳”和“填埋封碳”。
“應(yīng)用封碳”是指當(dāng)大氣圈中co2及其當(dāng)量物質(zhì)的濃度為275~350ppm時(shí),用生物質(zhì)制備化工產(chǎn)品,用于造紙、食品、飼料和有機(jī)肥料等,擴(kuò)大和增加“暫時(shí)碳匯”。是一種影響大氣圈中co2濃度升高的抑制性行為,能延長(zhǎng)碳循環(huán)的過(guò)程和調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)的大氣co2濃度。
“使用封碳”是指當(dāng)大氣圈中co2及其當(dāng)量物質(zhì)的濃度為350~400ppm時(shí),用生物質(zhì)生產(chǎn)建筑材料、家具、農(nóng)具、用具、工業(yè)品等,擴(kuò)大和增加“暫時(shí)碳匯”。是一種影響大氣圈中co2濃度升高的抑制性行為,能延長(zhǎng)碳循環(huán)的過(guò)程和調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)的大氣co2濃度。
“成型封碳”是指當(dāng)大氣圈中co2及其當(dāng)量物質(zhì)的濃度為400~450ppm時(shí),在使用生物質(zhì)能源替代化石燃料的前提下,將生物加工成一定形狀和密度的生物碳產(chǎn)品進(jìn)行封存。當(dāng)大氣co2濃度穩(wěn)定后,再用于造紙、生產(chǎn)建筑材料、家具、農(nóng)具、用具、工業(yè)品、化工產(chǎn)品、燃料、食品原料、飼料、有機(jī)肥料,進(jìn)行深度加工和綜合利用,讓其充分釋放價(jià)值。是一種限制大氣圈中co2濃度升高的控制性手段。
“填埋封碳”是指當(dāng)大氣圈中co2及其當(dāng)量物質(zhì)的濃度達(dá)到450ppm以上時(shí),由升溫引起的自然災(zāi)害十分嚴(yán)重時(shí),在使用生物質(zhì)能源替代化石燃料的前提下,將生物進(jìn)行填埋,在填埋過(guò)程中收集甲烷,提純后用作燃?xì)饣虬l(fā)電,當(dāng)大氣co2濃度穩(wěn)定后,將其用作生物質(zhì)肥料、燃料?;?qū)⑸镔|(zhì)長(zhǎng)期填埋封存,任其在地層下轉(zhuǎn)化成烴類(lèi)化合物(煤炭、石油和天然氣)。是一種限制大氣圈中co2濃度升高的控制性手段。
地球每年通過(guò)光合作用可產(chǎn)生約2200億噸生物質(zhì),僅需收集填埋約221億噸(占總量的10.05%),可吸收大氣中約360億噸co2,即可實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的目標(biāo)。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(5)中,所述發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)是通過(guò)漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),促進(jìn)水生生物吸收、固定水體中的碳,實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)豐產(chǎn),發(fā)展?jié)O業(yè)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),通過(guò)水圈生物進(jìn)行碳傳遞,加大大氣co2向水圈中轉(zhuǎn)移的量。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(6)中,所述發(fā)展畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)是開(kāi)發(fā)新草場(chǎng),對(duì)退化的草地進(jìn)行修復(fù),促進(jìn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的牧草大面積、快速生長(zhǎng),發(fā)展畜牧業(yè)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),通過(guò)食物鏈將植物碳傳遞到動(dòng)物體內(nèi),擴(kuò)充大氣co2向植物碳、動(dòng)物碳傳遞的量。
我國(guó)嚴(yán)重退化的草原面積約1.8億公頃,每年以200萬(wàn)公頃的速度擴(kuò)張。天然草原每年減少約70萬(wàn)公頃;同時(shí),草場(chǎng)質(zhì)量也在不斷下降,給依賴(lài)草原資源生存的群眾帶來(lái)了嚴(yán)重的困難。草原作為自然資源,是一種可再生資源,利用得當(dāng),可以自然更新;合理利用草原對(duì)環(huán)境無(wú)負(fù)面影響;草原管理成本低,技術(shù)要求不高。部分草場(chǎng)由于不合理的使用,使草群結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單化,生物多樣性降低,植被蓋度下降,土地退化和沙化加重。
雷學(xué)軍在增加生物碳儲(chǔ)量和碳封存量的方法(cn201610558827.3)中公開(kāi)了:在鹽堿地、干旱荒漠地,種植野榆錢(qián)、菠菜、紅菊芋、串葉松香草、高稈菠菜等植物,采用刈割技術(shù)提高地表生物量。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(7)中,所述發(fā)展碳封存經(jīng)濟(jì)是將水生、陸生的植物、動(dòng)物、微生物及生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的含碳廢棄物收集填埋,在形成產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),把生物圈的碳輸入巖石圈,限制大氣圈的co2總量。
雷學(xué)軍在通過(guò)速生草本植物的種植、收割和填埋實(shí)現(xiàn)固碳的方法(cn201310111727.2)中公開(kāi)了:通過(guò)種植、收集速生草本植物、速生藻類(lèi)、地衣或苔蘚,進(jìn)行填埋實(shí)現(xiàn)碳封存。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(8)中,所述發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì),是在太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能、核能、?yè)巖氣、可燃冰、氫能領(lǐng)域,發(fā)展綠色、安全、清潔的能源,替代傳統(tǒng)的化石燃料所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),減少使用化石燃料的碳排放,控制大氣圈中co2的增量。
生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能的形式貯存在生物質(zhì)中的能量,是唯一含碳基的可再生能源。理化性質(zhì)穩(wěn)定,是有形態(tài)、易獲得、便運(yùn)輸、可計(jì)量、好貯存、成本低的太陽(yáng)能,是化石能源的優(yōu)良替代品;生物質(zhì)可轉(zhuǎn)化成固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的燃料產(chǎn)品。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(9)中,所述發(fā)展碳減排經(jīng)濟(jì),是在電力、鋼鐵、石油、化工、建材、交通運(yùn)輸領(lǐng)域,優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),發(fā)展低能耗、低排放、高效能技術(shù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),通過(guò)節(jié)能降耗,減少人為的co2排放量。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放的方法步驟(10)中,所述發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),是將大氣圈中的co2轉(zhuǎn)入生物圈、水圈、巖石圈中,對(duì)在降低大氣co2過(guò)程中產(chǎn)生的含碳物質(zhì)進(jìn)行資源化利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì),通過(guò)建立人工碳庫(kù),創(chuàng)造大氣分碳量。
貴州屬典型喀斯特高原地理環(huán)境,地勢(shì)陡峭土層瘠薄,石漠化嚴(yán)重,土壤蓄水儲(chǔ)水能力差。由于全球氣候變暖,區(qū)域內(nèi)降雨不均,植被和生態(tài)平衡遭到破壞,水土流失嚴(yán)重,導(dǎo)致近年來(lái)大部分地區(qū)遭受特大干旱,給人民群眾生活、生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。干旱地區(qū)常見(jiàn)的植物有沙棘、沙蔥、沙冬青、錦雞兒、胡楊、羅布麻、茅草、射干等。
辣蓼(又名蓼草)一年生草本植物,高0.5~2.5米。莖直立,多分枝,在我國(guó)南北各地均有分布,具有一定的耐旱能力;是一種傳統(tǒng)中草藥和酒曲制作原料,可提取以黃酮類(lèi)及萜類(lèi)物質(zhì)為主的多種活性物質(zhì)。現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)研究表明,辣蓼具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、止血、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛等功效。
從耐干旱植物中分離出耐干旱的內(nèi)生菌(如蠟樣芽孢桿菌),處理辣蓼種子。經(jīng)過(guò)耐干旱內(nèi)生菌處理后的辣蓼種子,可增強(qiáng)抗旱、耐鹽堿能力。播種到貴州、新疆、內(nèi)蒙等干旱地區(qū),對(duì)恢復(fù)該地區(qū)植被,增加土壤蓄水保水能力具有積極的作用。對(duì)辣蓼主要成分進(jìn)行提取,形成內(nèi)生菌選育、辣蓼種植、活性物質(zhì)提取的產(chǎn)業(yè)鏈,在取得生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展育種、種植經(jīng)濟(jì)。
用內(nèi)生菌處理辣蓼種子,發(fā)展育種、種植經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、從當(dāng)?shù)夭杉迈r的茅草、辣蓼,用清水將植物表面清洗干凈;瀝干水后,選取無(wú)病蟲(chóng)害的健壯根、莖、葉,切成5~10mm長(zhǎng)的小段,用蒸餾水洗凈。
2、將洗凈的根、莖、葉浸泡在質(zhì)量濃度為70%~75%的乙醇溶液中,浸泡3~5min,再用質(zhì)量濃度為0.1%~0.2%的氯化汞溶液浸泡2~10s后,用蒸餾水沖洗干凈。
3、將滅菌后的根、莖、葉置于滅菌后的勻漿機(jī)中,將植物組織研磨至細(xì)漿狀,用無(wú)菌生理鹽水稀釋至105倍后,涂布在平板上。
4、在35~38℃下恒溫2~2.5d,挑選單菌落轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)基平板上,用劃線(xiàn)法進(jìn)行純化;純化后將培養(yǎng)液稀釋100~150倍,在30~35℃下恒溫1~2d,獲得內(nèi)生細(xì)菌原液。
5、3~4月,將低溫保存的內(nèi)生菌原液,在20~25℃下活化1~1.5d后,內(nèi)生菌原液、辣蓼種子、細(xì)土按質(zhì)量比1~1.5:1:10~20混合均勻,撒播在整理過(guò)的荒山、荒坡、石漠化土地上;辣蓼適應(yīng)能力強(qiáng),病蟲(chóng)害少,栽培管理要求低。9~10月種子成熟,采集成熟的種子去皮后,晾干保存。
6、7~9月,采集辣蓼全株,清洗后干燥至含水量低于20%。
7、將辣蓼全株粉碎,過(guò)40~80目篩后,按料液比1:10~15,在密閉的容器中將辣蓼粉末用乙醚浸泡;在40~45℃,30~35mpa的條件下,通入co2,萃取120~150min。
8、離心除去殘?jiān)?,回收溶媒;將提取物溶于質(zhì)量濃度為90%~95%的乙醇溶液中,濾除雜質(zhì),真空干燥回收乙醇,獲得膏狀的辣蓼提取物。
喀斯特地貌又稱(chēng)巖溶地貌,是碳酸鹽類(lèi)巖石、硫酸鹽類(lèi)巖石和鹵鹽類(lèi)巖石經(jīng)水侵蝕形成的地貌,面積達(dá)5.1億km2,約占地球總面積的10%。連片的喀斯特主要分布在歐洲中南部、北美東部和中國(guó)南方地區(qū)。我國(guó)南方喀斯特地區(qū)是以貴州為中心,包括貴州、廣西、云南、四川、重慶、湖北、湖南和廣東等省(市),面積超過(guò)55萬(wàn)km2,是世界上喀斯特發(fā)育最典型、最復(fù)雜、景觀類(lèi)型最多的地區(qū)??λ固厣絽^(qū)的石漠化被環(huán)境學(xué)家稱(chēng)為“生態(tài)癌癥”,嚴(yán)重威脅到這些區(qū)域的生物生存,制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,成為我國(guó)西南地區(qū)人口貧窮落后的主要根源之一。
喀斯特地區(qū)水土流失嚴(yán)重,巖石裸露,土地生產(chǎn)力衰退。草是恢復(fù)植被、改善生態(tài)環(huán)境的先鋒植物,能夠有效地減少水土流失量,修復(fù)生態(tài)環(huán)境。在取得生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)。
我國(guó)南方喀斯特地區(qū),發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、針對(duì)喀斯特地區(qū)土少、土層薄,植被少、巖石裸露的特征,每年的10~12月,每畝撒播2~3kg紫云英種子;播種前適當(dāng)曬種1~2d,以提高種子發(fā)芽率;為保證播種均勻,每畝紫云英種子中拌20~30kg過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥,以增強(qiáng)抗寒能力,減輕凍害,增加產(chǎn)量,達(dá)到“以小肥養(yǎng)大肥”。
2、幼苗生長(zhǎng)較慢,為防止雜草影響紫云英,須適時(shí)除草,看苗施肥,每畝施有機(jī)肥0.5~1t。
3、當(dāng)紫云英開(kāi)花后,割取地上部分作為動(dòng)物飼料,當(dāng)紫云英開(kāi)始結(jié)莢時(shí)作為綠肥還田;紫云英生長(zhǎng)過(guò)程中能固定空氣中的氮素,固氮量可達(dá)100~150kg/hm2,相當(dāng)于250~350kg/hm2尿素。
4、紫云英還田時(shí),按行距80~100cm開(kāi)挖深30~50cm的溝,將紫云英埋入土中;紫云英還田能顯著增加土壤中的有機(jī)碳和全氮含量,不僅提高土壤的肥力,促進(jìn)其它植物的生長(zhǎng),還可增加土壤碳儲(chǔ)量和生物種群數(shù)量,減少co2等溫室氣體的排放。
5、在紫云英填埋溝之間開(kāi)挖深5~15cm的種植溝,將腋芽飽滿(mǎn)、健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的象草、皇竹草、甜象草種莖切成小段,每段保留1~3個(gè)節(jié),每個(gè)節(jié)上有1~2個(gè)腋芽;按間距50~80cm將種節(jié)腋芽朝上平放在地上,用細(xì)土將種莖覆蓋1~3cm。
6、象草、皇竹草、甜象草出苗前保持土壤濕潤(rùn),幼苗期生長(zhǎng)較慢,封壟前需中耕除草、培蔸。
7、作為青飼料使用時(shí),5~11月,當(dāng)象草、皇竹草、甜象草株高100~150cm時(shí)進(jìn)行刈割,刈割時(shí)留茬5~10cm,每年可收割4~8次;作為造紙、建材、燃料、化工原料時(shí),11~12月進(jìn)行刈割,每年收割1次。
8、在象草、皇竹草、甜象草種植地上,按株行距3~5m×3~5m隔行混栽花椒、石榴、板栗。
9、10~12月,對(duì)花椒、石榴、板栗進(jìn)行修剪控制樹(shù)體旺長(zhǎng),12月對(duì)樹(shù)干進(jìn)行培土、涂白,保溫越冬。
10、對(duì)于石漠化嚴(yán)重、土地分散的區(qū)域,混栽構(gòu)樹(shù)和楠竹。楠竹移栽時(shí),3~4月份選擇桿直、基部粗、枝葉繁茂、分枝低、無(wú)病蟲(chóng)害的1~3年生母竹,根據(jù)最下一盤(pán)枝條的方向確定竹鞭方向,挖掘時(shí)留來(lái)鞭20~30cm,去鞭30~50cm,斷面整齊、光滑;起竹時(shí)注意保護(hù)鞭芽及竹桿與竹鞭連接處;母竹挖起后,離地2~3m處削去竹梢;移栽時(shí),盡量使鞭根舒展,覆土深度比原來(lái)入土部分深3~5cm,澆足定根水,移植后遇連續(xù)晴天高溫,適度向楠竹上噴水,但須防止水多爛根。
構(gòu)樹(shù)容易繁殖,種子、埋根、扦插、分蘗、壓條均可繁殖,在母樹(shù)附近常有自生小苗。小苗移植后,只需澆透一次水,便可成活。構(gòu)樹(shù)生長(zhǎng)快,萌芽力和分蘗力強(qiáng),刈割后可抽生大量枝條,越砍越旺。構(gòu)樹(shù)葉可作飼料,種子、樹(shù)葉、樹(shù)皮可作化工原料,樹(shù)干可用于造紙、人造板、生物質(zhì)燃料、生物碳產(chǎn)品等。
我國(guó)西北干旱地區(qū)面積遼闊,包括新疆、甘肅西北部、寧夏、內(nèi)蒙古西部。這些地區(qū)年降水在250~400mm之間,不能滿(mǎn)足森林的生長(zhǎng)需要,但草卻可以生存繁衍。草在生長(zhǎng)過(guò)程中,還可大量增加土壤的碳儲(chǔ)量。
菊苣(cichoriumintybusl.cv.puna)為菊科(asteraceae)菊苣屬(cichoriumintybus)多年生宿根雙子葉草本植物,一年可刈割多次,每畝可產(chǎn)鮮草5~10t,干草為1~1.5t。鴨茅(dactylisglomeratal.)為禾本科(gramineae)鴨茅屬(dactylis)多年生草本植物,耐熱、抗寒,適應(yīng)性較廣。一年可刈割2~3次,畝產(chǎn)鮮草3t以上,豐產(chǎn)期5~6年。無(wú)芒雀麥(bromusinermisleyss.)為禾本科(gramineae)雀麥屬(bromus)多年生草本植物,稈直立,叢生,根系發(fā)達(dá),地下莖粗壯,蔓延能力極強(qiáng),可防沙固土。紅豆草(onobrychisviciaefoliascop)為豆科(leguminosaesp.)紅豆屬(ormosiag.jacks.)多年生草本植物,根系發(fā)達(dá),主根粗壯,一年可刈割3~4次,每畝可產(chǎn)鮮草1.5~3t,豐產(chǎn)期可達(dá)10~20年。紅豆草可直接作綠肥和堆肥,每畝約固氮7.5~15kg,可改善土壤理化性質(zhì),增加土壤肥力,是優(yōu)良的輪作植物。在我國(guó)西北干旱地區(qū)種植耐旱植物,發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),不但可增加地表生物量,還可增加土壤碳儲(chǔ)量。在取得生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)。
混播菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥、紅豆草,發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)氣溫達(dá)到5℃以上時(shí)即可播種,以春播和秋播為宜,春播3至5月,秋播7至10月,進(jìn)行撒播、條播或點(diǎn)播?;觳r(shí),普那菊苣每畝用種量為0.1~0.3kg,鴨茅每畝用種量為0.3~0.8kg,無(wú)芒雀麥每畝用種量為0.5~1kg,紅豆草每畝用種量為1~2kg。
2、播種前一周內(nèi),將種子在太陽(yáng)下曬3~5h;播前取紅豆草種子重量2~5倍重的紅豆草種植老土,碾細(xì)后與紅豆草種子混合,增加根瘤菌;或從種植2年以上的紅豆草種植地里,選擇健壯的紅豆草植株連根挖出,挑選大個(gè)根瘤搗碎,加少量清水與紅豆草種子混合,通常1kg種子要3~5株紅豆草根瘤;也可直接用根瘤菌接種。
接種根瘤菌后的紅豆草種子與菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥混合,為保證根瘤菌的活性,接種后的種子需12h內(nèi)播種完。
3、播種前依地形開(kāi)挖排水溝;結(jié)合翻耕,每畝施腐熟的有機(jī)肥1~3t,耙平土地;按行距30~40cm開(kāi)挖種植溝,將種子撒在種植溝內(nèi),蓋1~2cm的細(xì)土;天氣干旱時(shí),適當(dāng)澆水,保持土地濕潤(rùn);正常情況下7~10d出苗。
4、幼苗期生長(zhǎng)較慢,需及時(shí)除草;當(dāng)苗高3~5cm時(shí),結(jié)合中耕每畝施有機(jī)肥0.5~1t,促進(jìn)幼苗生長(zhǎng);當(dāng)苗高10~20cm時(shí),進(jìn)行間苗,使株距達(dá)到10~30cm。
5、當(dāng)菊苣達(dá)到20cm以上時(shí),可摘取嫩尖作蔬菜食用;作飼料時(shí),當(dāng)菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥、紅豆草平均高度達(dá)30~60cm時(shí)進(jìn)行刈割,刈割時(shí)留茬5cm左右;刈割后適當(dāng)澆水,可促進(jìn)再生,增加刈割次數(shù)。最后一茬刈割時(shí),不得晚于霜凍來(lái)臨前,防止刈割過(guò)遲影響地下根莖安全越冬。
通過(guò)刈割可促進(jìn)根系更新,增加地上部分的生物量。植物為平衡“根冠比”,每次刈割后的植物都會(huì)摒棄掉一部分須根,這些須根被土壤中的動(dòng)物、微生物消化分解進(jìn)入土壤形成土壤碳匯。
6、當(dāng)菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥、紅豆草纖維素增多、適口性較差,不適合動(dòng)物食用時(shí),將其粉碎成3~10cm長(zhǎng)的小段,與人畜糞便、污泥、水混合均勻后,起堆發(fā)酵3~5周后翻堆,再發(fā)酵2~3周,即成腐熟的有機(jī)肥,結(jié)合耕作施入土壤中,可增加肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),提高土壤碳儲(chǔ)量和生物種群數(shù)量。
我國(guó)多年來(lái)大面積、過(guò)量使用化肥,導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)改變,造成土壤酸化、板結(jié),肥力下降,重金屬積累等土質(zhì)劣化和污染問(wèn)題。同時(shí),化肥中的n、p等大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入溝、渠、河、湖、江,造成水體嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致水體缺氧引起水生生物死亡,破壞水體原有的生態(tài)平衡?;手械膎經(jīng)過(guò)氧化還原反應(yīng)、硝化反硝化作用,以nh3、n2、nox的形態(tài)進(jìn)入大氣,破壞臭氧層,加速全球變暖。
化肥的不合理使用,在污染環(huán)境的同時(shí),極大地浪費(fèi)了資源、能源和財(cái)力,還威脅著食品安全。提倡建立合理的耕作制度,施用生物有機(jī)肥,修復(fù)、改良現(xiàn)有土壤,消除污染,形成農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展的格局。可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)。
農(nóng)林副產(chǎn)物生產(chǎn)生物有機(jī)肥,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將農(nóng)林副產(chǎn)物(包括雜草、秸稈、麩皮、谷殼、果蔬加工副產(chǎn)物、樹(shù)葉、木屑等)、速生碳匯草(如象草、皇竹草、雜交狼尾草等)粉碎成2~10cm長(zhǎng),與人畜糞便混合,將c/n控制在15~30。
2、加水翻動(dòng)原料,使堆肥原料的含水量達(dá)到60%~80%;用石灰將ph值調(diào)至6.0~8.0。
3、將枯草芽孢桿菌、釀酒酵母或熱帶假絲酵母按質(zhì)量比1~1.5:1混合,組成復(fù)合發(fā)酵菌種;將復(fù)合發(fā)酵菌種與堆肥原料按質(zhì)量比0.2~0.5:100混合均勻。
4、將混合均勻的原料堆成寬2~3m,高1~2m,長(zhǎng)度根據(jù)地形、原料情況而定;原料堆成長(zhǎng)條后,在外面覆蓋5~10cm厚的一層泥土將原料進(jìn)行封堆;室外堆肥時(shí),還需在堆料上覆蓋塑料等防雨材料,防止雨水沖刷,降低肥效。封堆一周后,堆內(nèi)溫度可升至50~70℃,晴天時(shí)需揭開(kāi)塑料,防止堆內(nèi)溫度過(guò)高,影響發(fā)酵菌生長(zhǎng),也可適當(dāng)灑水降低堆內(nèi)溫度。
5、封堆2~3周后翻堆1次;以后當(dāng)氣溫高于25℃時(shí),1~2周翻堆一次,當(dāng)氣溫低于25℃時(shí),2~3周翻堆一次;經(jīng)過(guò)2~3次翻堆后,有機(jī)物充分腐熟。
6、將充分腐熟的有機(jī)肥翻動(dòng),使之疏松后,堆成寬2~3m,高30~50cm,長(zhǎng)度根據(jù)地形、原料情況而定;每立方米有機(jī)肥中投放50~100條蚯蚓,培養(yǎng)3~4周。
7、將圓褐固氮菌(不需要依賴(lài)植物生長(zhǎng),能從空氣中吸收氮,可增加土壤中的氮含量)、膠質(zhì)芽孢桿菌(具有解磷、解鉀能力,能產(chǎn)生碳酸酐酶,可固定co2)按質(zhì)量比1~1.5:1混合,組成復(fù)合固氮、解磷、解鉀菌種;將復(fù)合固氮、解磷、解鉀菌種與腐熟的有機(jī)肥按質(zhì)量比0.5~1:100混合均勻,即為生物有機(jī)肥成品,可進(jìn)行銷(xiāo)售或施用。
由于氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的沙漠?dāng)U張,是全球最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。目前地球上有20%的陸地正在受到荒漠化威脅,我國(guó)近50年來(lái),已有67萬(wàn)公頃耕地、235萬(wàn)公頃草地和639萬(wàn)公頃林地變成了沙地。內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市后山地區(qū)、阿拉善地區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)塔里木河下游、青海省柴達(dá)木盆地、河北省壩上地區(qū)和西藏自治區(qū)那曲地區(qū)等地,每年沙化地區(qū)面積平均增加4%以上。由于風(fēng)沙緊逼,成千上萬(wàn)的牧民被迫遷往他鄉(xiāng),成為“生態(tài)難民”。為了保護(hù)、利用好土地,可將植物纖維加工成可降解的液體地膜,噴灑在沙化土地上形成一層膜,改善土壤物理性狀,減少水份蒸發(fā),防止沙化加劇。纖維最終降解,成為沙地植物的營(yíng)養(yǎng)素來(lái)源,解決環(huán)境污染與沙地修復(fù)問(wèn)題,擴(kuò)大植物生長(zhǎng)區(qū),增加土壤碳儲(chǔ)量??色@得碳信用,參與碳交易,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)。
楠竹生產(chǎn)液體地膜,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將2~3年生楠竹切成長(zhǎng)5~10cm、寬2~5mm、厚2~5mm的長(zhǎng)條,浸泡10~15d。
2、將洗干凈的竹條碾壓后,在100~120℃,0.7~0.8mpa的條件下,蒸汽爆破15~20min。
3、將naoh按料液比5~10:100溶于水;按蒸汽爆破后的竹纖維與naoh溶液質(zhì)量比1:20~25,將蒸汽爆破后的竹纖維加入到naoh溶液中,在100~120℃的條件下,堿煮1.5~2h。
4、堿煮后的竹纖維經(jīng)粉碎后,過(guò)60~80目篩,按料液比1:3~5加入質(zhì)量濃度比為15%~20%的naoh溶液中,攪拌均勻;再加入質(zhì)量為naoh溶液4~5倍的異丙醇,異丙醇的質(zhì)量濃度為10%~15%;在25~30℃,轉(zhuǎn)速300~500r/min的條件下,攪拌25~30min。
5、加入質(zhì)量為混合液重量3%~5%的氯乙酸,攪拌25~30min后,升溫至50~60℃,反應(yīng)3.5~4h后,在轉(zhuǎn)速300~500r/min的條件下,緩慢加入乙酸,直至羧甲基纖維素沉淀不再形成時(shí),停止加入乙酸。
6、抽取羧甲基纖維素沉淀物,經(jīng)15%甲醇溶液洗滌,真空干燥后粉碎;
7、將淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素按質(zhì)量比1:1:5~8混合,按料液比1:10~12加入到去離子水中,在90~100℃下,攪拌30~40min,獲得楠竹液體地膜溶液;加水稀釋成50~100倍液,即可噴灑到沙地上形成可降解液體地膜。
液體地膜可在地表形成一層生物結(jié)皮,能固定沙漠,增強(qiáng)土壤抗風(fēng)蝕水蝕、荒漠化能力,對(duì)促進(jìn)沙漠植被化具有重要的作用。
紫蘇為唇形科一年生草本植物,原產(chǎn)中國(guó),現(xiàn)廣泛分布于印度、緬甸、日本、朝鮮、韓國(guó)、印度尼西亞和俄羅斯等國(guó)家。紫蘇適應(yīng)性很強(qiáng),沙質(zhì)壤土、黏壤土、壤土均能正常生長(zhǎng)。紫蘇的葉子、花、果實(shí)和種子中均含有花青素,是一種天然黃酮類(lèi)化合物,可作為天然食用色素使用,具有廣泛的應(yīng)用前景。在溝邊、地邊、荒山、坡地、樹(shù)下種植紫蘇,通過(guò)生物技術(shù),從紫蘇中提取花青素用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,在提高作物價(jià)值的同時(shí),可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)。
從紫蘇中提取花青素,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)1/3的紫蘇開(kāi)花時(shí),收割紫蘇地上部分,在70~80℃的條件下干燥至含水量低于18%后粉碎,過(guò)60~80目篩。
2、在質(zhì)量濃度為90%~95%的乙醇溶液中加入一水檸檬酸,加入的一水檸檬酸質(zhì)量為總質(zhì)量的1%~2%,攪拌形成檸檬酸-乙醇混合液。
3、按料液比1:30,將紫蘇粉末與檸檬酸-乙醇混合液在密閉的容器中攪拌均勻;在40~50℃的條件下,浸提30~40min后分離浸提液。濾渣可作有機(jī)肥。
4、將浸提液通過(guò)ab-8型樹(shù)脂吸附,吸附液料比70~80:1,吸附時(shí)間20~24h,經(jīng)吸附后的浸提液在50~60℃條件下減壓蒸餾回收溶媒。
5、真空干燥后獲得花青素成品。
象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草光合效率高,生長(zhǎng)快;根系發(fā)達(dá),具有防止水土流失的功能;分蘗能力強(qiáng),一年可反復(fù)刈割多次;是一種經(jīng)濟(jì)效益較高的速生碳匯草。不但可做飼料,還可加工成建筑板材,在提高附加值的同時(shí),可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)。
速生碳匯草加工人造密度板,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草2/3的葉片接近干枯時(shí)收割,自然干燥至含水量低于20%。
2、將象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草進(jìn)行粉碎,粉碎后的草片寬0.5~2mm,在80~90℃的條件下,干燥至含水量在5%以下。
3、按草纖維質(zhì)量的8%~12%,將脲醛樹(shù)脂膠用高壓噴頭噴灑在纖維表面,噴膠時(shí)不停攪拌纖維,使脲醛樹(shù)脂膠與纖維混合均勻。
4、將噴膠后的草纖維均勻鋪裝在平板上,在160~180℃,2.5~3.5mpa的條件下,熱壓20~30s。
5、經(jīng)自然冷卻、裁切、表面處理后,即得人造密度板成品。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,每年產(chǎn)生大量的水稻谷殼和小麥麩皮。稻殼按重量計(jì)約占稻谷的20%。以世界稻谷年產(chǎn)量56800萬(wàn)噸計(jì),年產(chǎn)稻殼約1136萬(wàn)噸。我國(guó)稻谷年產(chǎn)量為26000萬(wàn)噸,年產(chǎn)稻殼約為3200萬(wàn)噸,居世界首位。長(zhǎng)期以來(lái)把稻殼作為廢棄物,不但是對(duì)資源的極大浪費(fèi),也是巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放,可通過(guò)生物技術(shù)制備阿魏酸,形成以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的新氣候經(jīng)濟(jì)模式。阿魏酸具有抗菌、消炎、抑制血栓形成、鎮(zhèn)痛、降血脂、抗紫外線(xiàn)輻射、抗氧化、抗突變和抗氧自由基等作用,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、功能食品、化妝品等領(lǐng)域。用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物生產(chǎn)阿魏酸,在提高農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物附加值的同時(shí),可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)。
麥麩、谷殼生產(chǎn)阿魏酸,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將小麥麩皮、水稻谷殼粉碎,過(guò)100~120目篩,在100~120℃的條件下高壓蒸煮20~30min后,按料液比1:10~15加入清水,在50~80℃的條件下浸泡5~8h;在70~80℃的條件下按質(zhì)量比加入0.2%~3%的α-淀粉酶攪拌1.5~2h后,用naoh將ph值調(diào)至7.5~8.0;再按質(zhì)量比加入0.5%~1%的堿性蛋白酶,在70~80℃的條件下,攪拌1.5~2h。
2、將攪拌后的液料在100~120℃條件下高壓蒸煮5~10min,經(jīng)轉(zhuǎn)速2000~3000r/min離心機(jī)離心5~10min;去除上層清液,濾渣用去離子水洗滌至中性、無(wú)混濁液流出后,按料液比1:10~12加入去離子水。
3、用檸檬酸將ph值調(diào)至5.0~5.5,按質(zhì)量比加入0.2%~0.3%的木聚糖酶,在60~70℃下,浸泡40~60min后,經(jīng)轉(zhuǎn)速2000~3000r/min離心機(jī)離心5~10min。濾渣可作有機(jī)肥。
4、取上層清液經(jīng)hpd100型樹(shù)脂吸附,吸附流速為1.5ml/min,解吸過(guò)程中用質(zhì)量濃度為50%的乙醇溶液作為洗脫劑,洗脫流速為0.5ml/min;提純后干燥、研磨即得粉未狀的阿魏酸成品。
輪葉黑藻屬水鱉科黑藻屬單子葉多年生沉水植物,喜溫暖,耐寒,適宜生長(zhǎng)溫度為15~30℃。莖直立細(xì)長(zhǎng),長(zhǎng)50~80cm,葉呈帶狀披針形,4~8片輪生,葉緣具小鋸齒,葉無(wú)柄。耐高溫,不污染水質(zhì),斷株再生能力強(qiáng),適口性好。歐、亞、非和大洋洲等廣大地區(qū)均有分布。以輪葉黑藻混養(yǎng)魚(yú)蟹,可提高漁業(yè)養(yǎng)殖效益,可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)。
長(zhǎng)江流域以輪葉黑藻混養(yǎng)魚(yú)蟹,發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、4月下旬至5月上旬,將池塘的水排干,對(duì)淤泥過(guò)深的池塘進(jìn)行清淤,清淤時(shí)保留10~20cm深的淤泥,清淤后每畝池塘撒施石灰50~100kg,日曬3~5d后加水至5~10cm深,浸泡1周。
2、將輪葉黑藻切成10~20cm長(zhǎng),按株行距30~50cm×30~50cm,將輪葉黑藻莖節(jié)插入泥中,在水深15~20cm的條件下保持15~20d,當(dāng)輪葉黑藻開(kāi)始長(zhǎng)高時(shí),逐步加高水位,使輪葉黑藻不露出水面。
3、當(dāng)輪葉黑藻15~30cm長(zhǎng)時(shí),水深30~50cm,每畝投放10~20g/只的河蟹300~600只,10~15d后將水加至100~150cm深,每畝再投放0.3~0.5kg/尾的草魚(yú)200~300尾、0.3~0.5kg/尾的白鰱60~100尾,遇到悶熱天氣,及時(shí)開(kāi)啟增氧機(jī)。
4、10月后捕撈河蟹上市,也可第二年再捕撈上市。11月后輪葉黑藻停止生長(zhǎng),在水溫高于10℃的晴天上午適當(dāng)投餌(以魚(yú)蟹每天吃完所投全部飼料,無(wú)剩余為宜),促進(jìn)魚(yú)蟹生長(zhǎng),元旦、春節(jié)前后捕撈草魚(yú)、白鰱上市。
聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì),全世界鹽堿地約9.5438億公頃,我國(guó)約9913萬(wàn)公頃,主要分布于遼、吉、黑、冀、魯、豫、晉、新、陜、甘、寧、青、蘇、浙、皖、閩、粵、內(nèi)蒙古、西藏等省區(qū)。鹽堿地是一種被浪費(fèi)的資源,在鹽堿地上種植牧草既可改良土壤,又可發(fā)展畜牧業(yè),在增加農(nóng)民收益的同時(shí),還可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)。
鹽堿化草地恢復(fù),發(fā)展畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、對(duì)退化、沙化、鹽堿化不嚴(yán)重的草地進(jìn)行圍欄封育、松土翻耕,恢復(fù)植被,松土?xí)r結(jié)合施肥、施枯草,補(bǔ)充土壤養(yǎng)分,每畝施有機(jī)肥或枯草0.5~1t。大面積鹽堿斑成片的鹽堿化草地,鋪沙10~15cm,每畝施石膏粉0.5~1t。
石膏改良鹽堿土主要是鈣離子的作用,土壤中的na2co3被鈣離子置換成caco3和na2so4,從而有效降低土壤的堿性,消除了na2co3和nahco3對(duì)植物的毒害;na+/土壤膠體在石膏作用下變成鈣質(zhì)膠體,從而減輕了可溶性鹽的危害。
2、4~6月,苜蓿、羊草、披堿草種子數(shù)量按1.5~2:1:1混播,每畝用種量3~4kg,優(yōu)選苜蓿每畝用種量1.0~1.5kg,羊草每畝用種量1.0~1.5kg、披堿草每畝用種量0.5~1.0kg。
混播可提高土壤肥力,改善畜草品質(zhì),減少雜草危害,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。豆科植物從土壤中吸收的鈣、磷、鎂元素較多,禾本科植物吸收的硅、氮元素較多,混播可減輕牧草對(duì)土壤養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng),使各種元素得到充分利用。而豆科植物能固氮,除本身生長(zhǎng)發(fā)育需要外,還可滿(mǎn)足禾本植物部分氮的需求,禾本植物對(duì)氮的利用可增強(qiáng)豆科植物的固氮能力。
3、播種時(shí)按行距30~40cm開(kāi)挖深2~5cm的播種溝,播種后蓋細(xì)土0.5~2cm,保持土壤濕潤(rùn),幼草生長(zhǎng)緩慢,需及時(shí)除草。
4、為促進(jìn)根部積累養(yǎng)分,最后一次刈割不晚于停止生長(zhǎng)前30d,以利于植株安全越冬。
鳳眼蓮(eichhorniacrassipes)多年生浮水草本植物。喜高溫濕潤(rùn)氣候,適宜生長(zhǎng)溫度是20~30℃,生長(zhǎng)發(fā)育快,分株多,產(chǎn)量高,抗病能力強(qiáng),極耐肥,可以?xún)艋w、吸收大氣中的co2。
通過(guò)多次收獲,可促進(jìn)單位面積內(nèi)鳳眼蓮更多、更快的吸收co2。將其(包括其它一起生長(zhǎng)及捕撈、運(yùn)輸埋填過(guò)程中混入的其它植物、微生物、動(dòng)物)填埋到地下,可降低大氣圈中的co2含量,可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展碳封存經(jīng)濟(jì)。
鳳眼蓮繁育、填埋,發(fā)展碳封存經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)水溫高于10℃時(shí),選擇富含有機(jī)物質(zhì),水深以0.5~3m的水面平緩水體,每畝水面投放鳳眼蓮種苗500~1000棵;為避免風(fēng)浪沖散種苗,可用繩子或框架?chē)。?0~40d可以長(zhǎng)滿(mǎn)水面。
2、在水溫20~30℃的生長(zhǎng)旺季期,5~7d收獲一次,每次捕撈總生長(zhǎng)量的40%~60%,留下的植株均勻撥散開(kāi)以利生長(zhǎng)。
3、捕撈上來(lái)的鳳眼蓮在岸上攤開(kāi)2~3d,瀝干水份后集中填埋,減少大氣圈中的co2含量,形成碳匯,用于碳交易。
象草、甜象草、皇竹草植株高大、抗逆性強(qiáng)、鮮草產(chǎn)量高,不但粗纖維含量高,而且粗蛋白和無(wú)氮浸出物(包括淀粉、可溶性單糖、雙糖,部分果膠、木質(zhì)素等有機(jī)物在內(nèi)的多種成份)含量都較高。象草、甜象草、皇竹草的鮮草中含糖量高,通過(guò)生物發(fā)酵,可生產(chǎn)燃料乙醇替代化石燃料,減少大氣碳增量,可獲得碳信用,參與碳交易,形成新能源經(jīng)濟(jì)。
植物制備生物液態(tài)能源,發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、割取苗高100~150cm的象草、甜象草、皇竹草的地上部分,除去泥土、石塊,粉碎成1~3cm長(zhǎng)的顆粒狀;
2、植物顆粒在100~120℃條件下蒸煮10~15min后,冷卻至60~70℃;用檸檬酸將原料ph值調(diào)到4.5~6.0,加入纖維素酶;加入的纖維素酶質(zhì)量為原料總質(zhì)量的0.5%~2%,攪拌均勻;在50~60℃的條件下,糖化40~50h后;在100~120℃,0.2~0.5mpa的條件下,蒸汽滅活5~15min;
3、將熱帶假絲酵母、釀酒酵母菌種稀釋至108個(gè)/ml后,按體積比1:1.5~2混合,在28~32℃,轉(zhuǎn)速100~150r/min的條件下,攪拌20~24h,培養(yǎng)發(fā)酵菌液。
4、將糖化后的原料與發(fā)酵菌液,按料液比10~15:1混合均勻,在30~35℃的溫度下發(fā)酵3~3.5d;當(dāng)發(fā)酵物溫度超過(guò)40℃時(shí),適當(dāng)翻動(dòng)原料,加強(qiáng)通風(fēng);
5、發(fā)酵結(jié)束后,在原料中按質(zhì)量比加入1:1.5~2倍的清水,通過(guò)酒醅蒸餾得到乙醇,精餾后獲得體積濃度為99.5%以上的燃料乙醇。
雷學(xué)軍在一種渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)(cn201610315412.3)中公開(kāi)了一種渦輪增壓式粉末內(nèi)燃機(jī),通過(guò)燃燒生物質(zhì)或金屬粉末,為渦輪增壓機(jī)提供高溫、高壓氣體,實(shí)現(xiàn)大扭矩、高速輸出的新型內(nèi)燃機(jī),使生物質(zhì)粉末成為內(nèi)燃機(jī)的燃料變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。通過(guò)生產(chǎn)生物質(zhì)粉末替代化石能源,控制大氣碳增量,形成以生物質(zhì)為基礎(chǔ)的新能源經(jīng)濟(jì)模式。
以植物及城市垃圾中的木質(zhì)纖維生產(chǎn)生物質(zhì)粉末燃料,控制化石燃料使用量,減少人為的co2排放量,可獲得碳信用,參與碳交易,發(fā)展碳減排經(jīng)濟(jì)。
植物及城市垃圾中的木質(zhì)纖維生產(chǎn)生物質(zhì)粉末燃料,發(fā)展碳減排經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草2/3的葉片接近干枯時(shí)收割,自然干燥至含水量低于20%。
水生速生碳匯草從水里打撈起來(lái)后,切成長(zhǎng)3~5cm的小段,再用離心機(jī)去水后,自然干燥至含水量低于20%。
城市垃圾中的木質(zhì)纖維包括:廢舊木質(zhì)家具、建筑裝飾垃圾中的木質(zhì)品、木質(zhì)或紙包裝材料、城市綠化帶修剪的植物廢棄物等,自然干燥至含水量低于20%。
2、將自然干燥后的植物,粉碎成50~500目的粉末,人工干燥至內(nèi)燃機(jī)粉末燃料的含水標(biāo)準(zhǔn)。人工干燥可采用烘房干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥等方式,然后粉碎成微粉,即為成品粉末內(nèi)燃機(jī)燃料。
由于塑料具有質(zhì)輕、價(jià)廉、強(qiáng)度高和容易加工等優(yōu)良性能,廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)產(chǎn)品的包裝。然而,塑料發(fā)泡材料廢棄物卻給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染(塑料發(fā)泡材料填埋不易腐爛分解,污染土壤;燃燒破壞大氣臭氧層),引起世界各國(guó)的關(guān)注和重視。世界許多國(guó)家都制定了防止“白色污染”的政策、法規(guī),禁止塑料發(fā)泡材料的使用。以植物纖維生產(chǎn)膨化纖維緩沖材料,替代塑料發(fā)泡材料,解決“白色污染”問(wèn)題,可獲得碳信用,參與碳交易,建立人工碳庫(kù),發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),創(chuàng)造大氣分碳量。
植物纖維生產(chǎn)膨化纖維緩沖材料,發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將自然干燥的植物,清除雜質(zhì),粉碎后過(guò)40~60目篩,干燥至含水量為20%~25%。
2、在植物顆粒中,按質(zhì)量比加入3%~5%的na2co3混合均勻。
3、將混合后的植物顆粒加入膨化機(jī),在200~300℃,6~7mpa的條件下膨化。
4、在膨化后的植物顆粒中加入10%~15%的可降解纖維素水凝膠,在轉(zhuǎn)速2000~2500r/min下攪拌10~15s。
5、在100~200℃,3~6mpa條件下膨化成型,冷卻后即為可降解的植物膨化纖維緩沖材料成品。根據(jù)模具不同,可生產(chǎn)不同形狀的植物膨化纖維緩沖材料。膨化纖維緩沖材料進(jìn)入土壤后,可分解成植物能吸收的各種營(yíng)養(yǎng)成分,增加土壤碳匯,參與碳循環(huán)。
植物(包括農(nóng)林副產(chǎn)物,如秸稈、谷殼、甘蔗渣、玉米芯等)中含有大量的纖維素,纖維素可加工成纖維素衍生物,通過(guò)擠壓、注塑、吹塑和滾塑等工藝,能生產(chǎn)出具有優(yōu)良力學(xué)性能、韌性、透明性和表面光滑的生物可降解塑料??色@得碳信用,參與碳交易,建立人工碳庫(kù),發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),創(chuàng)造大氣分碳量。
速生碳匯草生產(chǎn)纖維素生物塑料,發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、先將象草、皇竹草、蘆竹壓扁,切成30~50cm長(zhǎng)后,經(jīng)蒸煮、漂白后獲得纖維素。
2、將纖維素洗滌至中性后,干燥粉碎,過(guò)100~120目篩。
3、按質(zhì)量比將4%~5%的氫氧化鋰、13%~15%的尿素加入到清水中,攪拌均勻,形成氫氧化鋰-尿素水溶液。
4、按質(zhì)量比將4%~5%的纖維素加入到-12~-10℃的氫氧化鋰-尿素水溶液中,攪拌3~5min后,在3~5℃,轉(zhuǎn)速4000~5000r/min的條件下,離心10~15min除去氣泡。
5、將纖維素溶液按體積比1:3~4,加入到質(zhì)量比為8%~10%的na2so4水溶液中,靜置5~10min后,用清水洗滌獲得纖維素水凝膠。
6、將纖維素水凝膠注入模具,在0~200℃,1~60mpa的條件下干燥成型,獲得纖維素生物塑料成品,纖維素生物塑料進(jìn)入土壤后,可分解成植物能吸收的各種營(yíng)養(yǎng)成分,增加土壤碳儲(chǔ)量,參與碳循環(huán)。
發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放,創(chuàng)建零碳模式是運(yùn)用系統(tǒng)工程技術(shù)方法,規(guī)劃、普查、核算、核查、統(tǒng)籌碳源與碳匯;通過(guò)節(jié)能減排等措施,減少生產(chǎn)、生活中的co2排放總量;提高碳匯能力;用碳源總量減去碳匯總量,剩余的co2排放量用綠色能源替代、碳產(chǎn)品封存、碳交易及生態(tài)碳匯補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)抵消。當(dāng)一個(gè)行政區(qū)劃邊界范圍內(nèi)碳源與碳匯處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí),稱(chēng)為“零碳區(qū)域”發(fā)展模式。包括“負(fù)碳區(qū)域”發(fā)展模式、“生態(tài)零碳區(qū)域”發(fā)展模式、“生態(tài)負(fù)碳區(qū)域”發(fā)展模式。
“零碳區(qū)域”創(chuàng)建是采取整體規(guī)劃、全面統(tǒng)籌、分步實(shí)施策略,分階段實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo):一是實(shí)現(xiàn)單位gdp碳排放量的“零增長(zhǎng)”或“負(fù)增長(zhǎng)”;二是實(shí)現(xiàn)年度碳排放總量的“零增長(zhǎng)”或“負(fù)增長(zhǎng)”;三是實(shí)現(xiàn)co2“零排放”或“負(fù)增長(zhǎng)”。通過(guò)創(chuàng)建“零碳工廠”、“零碳機(jī)關(guān)”、“零碳學(xué)校”、“零碳社區(qū)”、“零碳村莊”、“零碳鄉(xiāng)鎮(zhèn)”、“零碳縣(區(qū))”,形成“零碳”、“負(fù)碳”發(fā)展模式,然后復(fù)制和推廣,逐步實(shí)現(xiàn)“零碳國(guó)家”、“零碳世界”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。
2013年12月,長(zhǎng)沙縣以雷學(xué)軍發(fā)明的“零碳”技術(shù)為支撐,提出創(chuàng)建全國(guó)首個(gè)“零碳縣”,使縣域邊界范圍內(nèi)碳源與碳匯的代數(shù)和等于零。接著,2014年11月,聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署提出:“在2070年前實(shí)現(xiàn)全球零碳排放”。2015年10月,中國(guó)共產(chǎn)黨中央委員會(huì)的第十八屆五中全會(huì)提出:“綠色發(fā)展,實(shí)施近零碳排放區(qū)示范工程”。2015年12月,《巴黎協(xié)定》指出:“本世紀(jì)下半葉實(shí)現(xiàn)凈零排放”。從高碳到低碳,從低碳到零碳,是人類(lèi)發(fā)展觀念和方式的不斷飛躍,“零碳發(fā)展”是可持續(xù)發(fā)展的高級(jí)方式和終極目標(biāo)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放,提出了十種新氣候經(jīng)濟(jì)的類(lèi)型,即育種、種植經(jīng)濟(jì),生態(tài)經(jīng)濟(jì),土壤碳匯經(jīng)濟(jì),生物經(jīng)濟(jì),漁業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì),碳封存經(jīng)濟(jì),新能源經(jīng)濟(jì),碳減排經(jīng)濟(jì),碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)等,創(chuàng)造了巨大的碳匯,獲得了生態(tài)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的共贏。
2)提出了綜合開(kāi)發(fā)大氣碳資源,對(duì)碳釋放、碳轉(zhuǎn)化、碳傳遞、碳封存、碳應(yīng)用等碳循環(huán)過(guò)程實(shí)施技術(shù)控制、統(tǒng)籌和頂層設(shè)計(jì),使人類(lèi)能夠充分合理地利用沒(méi)有國(guó)界、沒(méi)有紛爭(zhēng)的大氣碳資源,獲得大量的物質(zhì)財(cái)富。
3)本發(fā)明可調(diào)節(jié)大氣co2的平衡,控制全球氣候變暖,消除霧霾。在促進(jìn)生態(tài)、環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)發(fā)展的同時(shí),解決了節(jié)能減排的難題。
4)可穩(wěn)定氣候系統(tǒng),維護(hù)地球上水、氣、冰共存的氣候平衡狀態(tài)與生物多樣性;解決能源與相關(guān)環(huán)境問(wèn)題,使人類(lèi)可持續(xù)生存與發(fā)展。
5)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展,可形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式,從源頭上扭轉(zhuǎn)生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì),為人民創(chuàng)造良好生產(chǎn)生活環(huán)境,為全球生態(tài)安全作出了貢獻(xiàn)。
6)通過(guò)發(fā)展新氣候經(jīng)濟(jì),形成以生物碳產(chǎn)品和生物制品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和應(yīng)用為主的新氣候經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,在創(chuàng)造巨大碳匯量的同時(shí),為人類(lèi)創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),可新增大量的就業(yè)崗位。
具體的實(shí)施方式
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,但本發(fā)明不限于所提供的實(shí)施例。
實(shí)施例1用內(nèi)生菌處理辣蓼種子,發(fā)展育種、種植經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、從當(dāng)?shù)夭杉迈r的茅草、辣蓼,用清水將植物表面清洗干凈;瀝干水后,選取無(wú)病蟲(chóng)害的健壯根、莖、葉,切成5~10mm長(zhǎng)的小段,用蒸餾水洗凈。
2、將洗凈的根、莖、葉浸泡在質(zhì)量濃度為70%~75%的乙醇溶液中,浸泡3~5min,再用質(zhì)量濃度為0.1%~0.2%的氯化汞浸泡2~10s后,用蒸餾水沖洗干凈。
3、將滅菌后的根、莖、葉置于滅菌后的勻漿機(jī)中,將植物組織研磨至細(xì)漿狀,用無(wú)菌生理鹽水稀釋成105倍后,涂布在平板上。
4、在35~38℃下恒溫2~2.5d,挑選單菌落轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)基平板上,用劃線(xiàn)法進(jìn)行純化;純化后將培養(yǎng)液稀釋100~150倍,在30~35℃下恒溫1~2d,獲得內(nèi)生菌原液。
5、3~4月,將低溫保存的內(nèi)生細(xì)菌原液,在20~25℃下活化1~1.5d后,內(nèi)生菌原液、辣蓼種子、細(xì)土按質(zhì)量比1~1.5:1:10~20混合均勻,灑播在整理過(guò)的荒山、荒坡、石漠化土地上;辣蓼適應(yīng)能力強(qiáng),病蟲(chóng)害少,栽培管理要求低。9~10月種子成熟,采集成熟的種子去皮后,晾干保存。
6、7~9月,采集辣蓼全株,清洗后干燥至含水量低于20%;
7、將辣蓼全株粉碎,過(guò)40~80目篩后,按料液比1:10~15,在密閉的容器中將辣蓼草粉末用乙醚浸泡;在40~45℃,30~35mpa的條件下,通入co2,萃取120~150min;
8、離心除去殘?jiān)厥杖苊?;將提取物溶于質(zhì)量濃度為90%~95%的乙醇溶液中,濾除雜質(zhì),真空干燥回收乙醇,獲得膏狀的辣蓼提取物。
實(shí)施例2我國(guó)南方喀斯特地區(qū),發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、針對(duì)喀斯特地區(qū)土少、土層薄,植被少、巖石裸露的特征,在每年的10~12月,每畝撒播2~3kg紫云英種子;播種前適當(dāng)曬種1~2d,可提高種子發(fā)芽率;為保證播種均勻,在每畝紫云英種子中拌20~30kg過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥,以增強(qiáng)抗寒能力,減輕凍害,增加產(chǎn)量,達(dá)到“以小肥養(yǎng)大肥”。
2、幼苗生長(zhǎng)較慢,為防止雜草影響紫云英,須適時(shí)除草,看苗施肥,每畝施有機(jī)肥0.5~1t。
3、當(dāng)紫云英開(kāi)花后,割取地上部分作為動(dòng)物飼料,當(dāng)紫云英開(kāi)始結(jié)莢時(shí)作為綠肥還田;紫云英在生長(zhǎng)過(guò)程中具有固定空氣中氮素的作用,固氮量可達(dá)100~150kg/hm2,相當(dāng)于250~350kg/hm2尿素。
4、紫云英還田時(shí),按行距80~100cm開(kāi)挖深30~50cm的溝,將紫云英埋入土中;紫云英還田能顯著增加土壤中的有機(jī)碳和全氮含量,不僅提高了土壤的肥力,促進(jìn)其它植物的生長(zhǎng),還可提高土壤碳儲(chǔ)量,減少使用化學(xué)肥料產(chǎn)生的co2等溫室氣體的排放。
5、在紫云英填埋溝之間開(kāi)挖深5~15cm的種植溝,將腋芽飽滿(mǎn)、健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的象草、皇竹草、甜象草種莖切成小段,每段保留1~3個(gè)節(jié),每個(gè)節(jié)上有1~2個(gè)腋芽;按間距50~80cm將種節(jié)腋芽朝上平放在地上,用細(xì)土將種莖覆蓋1~3cm。
6、象草、皇竹草、甜象草出苗前保持土壤濕潤(rùn),幼苗期生長(zhǎng)較慢,封壟前需中耕除草、培蔸。
7、作為青飼料使用時(shí),5~11月,當(dāng)象草、皇竹草、甜象草株高100~150cm時(shí)進(jìn)行刈割,刈割時(shí)留茬5~10cm,每年可收割4~8次;作為造紙、建材、燃料、化工原料使用時(shí),11~12月進(jìn)行刈割,每年收割1次。
8、在象草、皇竹草、甜象草種植地上,按株行距3~5m×3~5m隔行混栽花椒、石榴、板栗。
9、10~12月,對(duì)花椒、石榴、板栗進(jìn)行修剪控制樹(shù)體旺長(zhǎng),12月對(duì)樹(shù)干進(jìn)行培土、涂白,保溫越冬。
10、對(duì)于石漠化嚴(yán)重、土地分散的區(qū)域,混栽構(gòu)樹(shù)和楠竹。楠竹移栽時(shí),3~4月份選擇桿直、基部粗、枝葉繁茂、分枝低、無(wú)病蟲(chóng)害的1~3年生母竹,根據(jù)最下一盤(pán)枝條的方向確定竹鞭方向,挖掘時(shí)留來(lái)鞭20~30cm,去鞭30~50cm,斷面整齊、光滑;起竹時(shí)注意保護(hù)鞭芽及竹桿與竹鞭連接處;母竹挖起后,離地2~3m處削去竹梢;移栽時(shí),盡量使鞭根舒展,覆土深度比原來(lái)入土部分深3~5cm,澆足定根水,如果移植后遇連續(xù)晴天高溫,適度向楠竹上噴水,但須防止水多爛根。構(gòu)樹(shù)自生小苗移植后,只需澆透1次水。
實(shí)施例3混播菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥、紅豆草,發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)氣溫達(dá)到5℃以上時(shí)即可播種,以春播和秋播為宜,春播3至5月,秋播7至10月,進(jìn)行撒播、條播或點(diǎn)播?;觳r(shí),普那菊苣每畝用種量為0.1~0.3kg,鴨茅每畝用種量為0.3~0.8kg,無(wú)芒雀麥每畝用種量為0.5~1kg,紅豆草每畝用種量為1~2kg。
2、播種前一周內(nèi),將種子在太陽(yáng)下曬3~5h;播前取紅豆草種子重量2~5倍重的紅豆草種植老土,碾細(xì)后與紅豆草種子混合,增加根瘤菌;或從種植2年以上的紅豆草種植地里,選擇健壯的紅豆草植株連根挖出,挑選大個(gè)根瘤搗碎,加少量清水與紅豆草種子混合,通常1kg種子用3~5株紅豆草根瘤;也可直接用根瘤菌接種。
接種根瘤菌后的紅豆草種子與菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥混合,為保證根瘤菌的活性,接種后的種子需12h內(nèi)播種完。
3、播種前依地形開(kāi)挖排水溝;結(jié)合翻耕,每畝施腐熟的有機(jī)肥1~3t,耙平土地;按行距30~40cm開(kāi)挖種植溝,將種子撒在種植溝內(nèi),蓋1~2cm厚的細(xì)土;天氣干旱時(shí),適當(dāng)澆水,保持土地濕潤(rùn);正常情況下7~10d出苗。
4、幼苗期生長(zhǎng)較慢,需及時(shí)除草;當(dāng)苗高3~5cm時(shí),結(jié)合中耕每畝施有機(jī)肥0.5~1t,促進(jìn)幼苗生長(zhǎng);當(dāng)苗高10~20cm時(shí),進(jìn)行間苗,使株距達(dá)到10~30cm。
5、當(dāng)菊苣達(dá)到20cm以上時(shí),可摘取嫩尖作蔬菜食用;作飼料時(shí),當(dāng)菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥、紅豆草平均高度達(dá)30~60cm時(shí)進(jìn)行刈割,刈割時(shí)留茬5cm左右;刈割后適當(dāng)澆水,可促進(jìn)再生,增加刈割次數(shù)。最后一茬刈割時(shí),不得晚于霜凍,防止刈割過(guò)遲影響地下根莖安全越冬。
6、當(dāng)菊苣、鴨茅、無(wú)芒雀麥、紅豆草適口性較差,不適合動(dòng)物食用時(shí),將其粉碎成3~10cm長(zhǎng)的小段,與人畜糞便、污泥、水混合均勻后,起堆發(fā)酵3~5周后翻堆,再發(fā)酵2~3周,即成腐熟的有機(jī)肥,結(jié)合耕作施入土壤中,可增加肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),提高土壤中的碳儲(chǔ)量,增加土壤碳匯。
實(shí)施例4農(nóng)林副產(chǎn)物生產(chǎn)生物有機(jī)肥,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將農(nóng)林副產(chǎn)物(包括雜草、秸稈、麩皮、谷殼、果蔬加工副產(chǎn)物、樹(shù)葉、木屑等)、速生碳匯草(如象草、皇竹草、雜交狼尾草等)粉碎成2~10cm長(zhǎng),與人畜糞便混合,將c/n控制在15~30。
2、加水翻動(dòng)原料,使堆肥原料的含水量達(dá)到60%~80%;用石灰將ph值調(diào)至6.0~8.0。
3、將枯草芽孢桿菌、釀酒酵母或熱帶假絲酵母按質(zhì)量比1~1.5:1混合,組成復(fù)合發(fā)酵菌種;將復(fù)合發(fā)酵菌種與堆肥原料按質(zhì)量比0.2~0.5:100混合均勻。
4、將混合均勻的原料堆成寬2~3m,高1~2m,長(zhǎng)度根據(jù)地形、原料情況而定;原料堆成長(zhǎng)條后,在外面覆蓋5~10cm厚的一層泥土將原料進(jìn)行封堆;室外堆肥時(shí),還需在堆料上覆蓋塑料等防雨材料,防止雨水沖刷,降低肥效。封堆一周后,堆內(nèi)溫度可升至50~70℃,晴天時(shí)需揭開(kāi)塑料,防止堆內(nèi)溫度過(guò)高,影響發(fā)酵菌生長(zhǎng),也可適當(dāng)灑水降低堆內(nèi)溫度。
5、封堆2~3周后翻堆1次;以后當(dāng)氣溫高于25℃時(shí),1~2周翻堆一次,當(dāng)氣溫低于25℃時(shí),2~3周翻堆一次;經(jīng)過(guò)2~3次翻堆后,有機(jī)物充分腐熟。
6、將充分腐熟的有機(jī)肥翻動(dòng),使之疏松后,堆成寬2~3m,高30~50cm,長(zhǎng)度根據(jù)地形、原料情況而定;每立方米有機(jī)肥中投放50~100條蚯蚓,培養(yǎng)3~4周。
7、將圓褐固氮菌(不需要依賴(lài)植物生長(zhǎng),能從空氣中吸收氮,可增加土壤中的氮含量)、膠質(zhì)芽孢桿菌(具有解磷、解鉀能力,能產(chǎn)生碳酸酐酶,可固定co2)按質(zhì)量比1~1.5:1混合,組成復(fù)合固氮、解磷、解鉀菌種;將復(fù)合固氮、解磷、解鉀菌種與腐熟的有機(jī)肥按質(zhì)量比0.5~1:100混合均勻,即為生物有機(jī)肥成品,可進(jìn)行銷(xiāo)售或施用。
實(shí)施例5楠竹生產(chǎn)液體地膜,發(fā)展土壤碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將2~3年生楠竹切成長(zhǎng)5~10cm、寬2~5mm、厚2~5mm的長(zhǎng)條,浸泡10~15天。
2、將洗干凈的竹條碾壓后,在100~120℃,0.7~0.8mpa條件下,蒸汽爆破15~20min。
3、將naoh按料液比5~10:100溶于水;按蒸汽爆破后的竹纖維與naoh溶液質(zhì)量比1:20~25,將蒸汽爆破后的竹纖維加入到naoh溶液中,在100~120℃條件下,堿煮1.5~2h。
4、堿煮后的竹纖維粉碎后,經(jīng)60~80目篩,按料液比1:3~5加入到質(zhì)量濃度為15%~20%的naoh溶液中,攪拌均勻;再加入質(zhì)量為naoh溶液4~5倍的異丙醇,異丙醇的質(zhì)量濃度為10%~15%;在25~30℃,轉(zhuǎn)速300~500r/min的條件下,攪拌25~30min。
5、加入質(zhì)量為混合液重量3%~5%的氯乙酸,攪拌25~30min后,升溫至50~60℃,反應(yīng)3.5~4h后,在轉(zhuǎn)速300~500r/min的條件下,緩慢加入乙酸,直至羧甲基纖維素沉淀不再形成時(shí),停止加入乙酸。
6、抽取羧甲基纖維素沉淀物,經(jīng)15%甲醇水溶液洗滌后,真空干燥粉碎;
7、將淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素按質(zhì)量比1:1:5~8混合,按料液比1:10~12加入到去離子水中,在90~100℃下,攪拌30~40min,獲得楠竹液體地膜溶液;加水稀釋成50~100倍液,即可噴灑到沙地上形成可降解液體地膜。
實(shí)施例6從紫蘇中提取花青素,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)1/3的紫蘇開(kāi)花時(shí),收割紫蘇地上部分,在70~80℃干燥至含水量低于18%后粉碎,過(guò)60~80目篩。
2、在質(zhì)量濃度為90%~95%的乙醇溶液中加入一水檸檬酸,加入的一水檸檬酸質(zhì)量為總質(zhì)量的1%~2%,攪拌形成檸檬酸-乙醇混合液。
3、按料液比1:30,將紫蘇粉末與檸檬酸-乙醇混合液在密閉的容器中攪拌均勻;在40~50℃的每件下,浸提30~40min后分離浸提液。
4、將浸提液通過(guò)ab-8型樹(shù)脂吸附,吸附液料比70~80:1,吸附時(shí)間20~24h,經(jīng)吸附后的浸提液在50~60℃的條件下減壓蒸餾回收溶媒。
5、真空干燥后獲得花青素成品。
實(shí)施例7植物加工人造密度板,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草2/3的葉片接近干枯時(shí)收割,自然干燥至含水量低于20%。
2、將象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草粉碎成草片寬0.5~2mm,在80~90℃的溫度下,干燥至含水量在5%以下。
3、按草纖維質(zhì)量的8%~12%,將脲醛樹(shù)脂膠通過(guò)高壓噴頭噴灑在纖維表面,噴膠時(shí)不停攪拌纖維,使脲醛樹(shù)脂膠與纖維混合均勻。
4、將噴膠后的草纖維均勻鋪裝在平板上,在160~180℃,2.5~3.5mpa的條件下,熱壓20~30s。
5、經(jīng)自然冷卻、裁切、表面處理后,即得人造密度板成品。
實(shí)施例8麥皮、谷殼生產(chǎn)阿魏酸,發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將小麥麩皮、水稻谷殼粉碎,過(guò)100~120目篩,在100~120℃的條件下高壓蒸煮20~30min后,按料液比1:10~15加入清水,在50~80℃的條件下浸泡5~8h;在70~80℃的條件下按質(zhì)量比加入0.2%~3%的α-淀粉酶攪拌1.5~2h后,用naoh溶液將ph值調(diào)至7.5~8.0;再按質(zhì)量比加入0.5%~1%的堿性蛋白酶,在70~80℃的條件下,攪拌1.5~2h。
2、將攪拌后的液料在100~120℃條件下高壓蒸煮5~10min,經(jīng)轉(zhuǎn)速2000~3000r/min離心機(jī)離心5~10min;去除上層清液,濾渣用去離子水洗滌至中性、無(wú)混濁液流出后,按料液比1:10~12加入去離子水。
3、用檸檬酸將ph值調(diào)至5.0~5.5,按質(zhì)量比加入0.2%~0.3%的木聚糖酶,在60~70℃的條件下,浸泡40~60min后,經(jīng)轉(zhuǎn)速2000~3000r/min離心機(jī)離心5~10min。
4、取上層清液經(jīng)hpd100型樹(shù)脂吸附,吸附流速1.5ml/min,解吸過(guò)程中用質(zhì)量濃度為50%的乙醇溶液作為洗脫劑,洗脫流速為0.5ml/min;提純后干燥、研磨即得粉末狀阿魏酸成品。
實(shí)施例9長(zhǎng)江流域以輪葉黑藻混養(yǎng)魚(yú)蟹,發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、4月下旬至5月上旬,將池塘的水排干,對(duì)淤泥過(guò)深的池塘進(jìn)行清淤,保留10~20cm深的淤泥,清淤后每畝池塘撒施石灰50~100kg,日曬3~5d后加水至5~10cm深,浸泡1周。
2、將輪葉黑藻切成10~20cm長(zhǎng),按株行距30~50cm×30~50cm,將輪葉黑藻莖節(jié)插入泥中,在水深15~20cm條件下保持15~20d,當(dāng)輪葉黑藻開(kāi)始長(zhǎng)高時(shí),逐步加高水位,使輪葉黑藻不露出水面。
3、當(dāng)輪葉黑藻15~30cm長(zhǎng),水深30~50cm時(shí),每畝投放10~20g/只的河蟹300~600只,10~15d后將水加至100~150cm深,每畝再投放0.3~0.5kg/尾的草魚(yú)200~300尾、0.3~0.5kg/尾的白鰱60~100尾,遇到悶熱天氣,及時(shí)開(kāi)啟增氧機(jī)。
4、10月后捕撈河蟹上市,也可第二年再捕撈上市。11月后輪葉黑藻停止生長(zhǎng),在水溫高于10℃的晴天上午適當(dāng)投餌,促進(jìn)魚(yú)蟹生長(zhǎng),元旦、春節(jié)前后捕撈草魚(yú)、白鰱上市。
實(shí)施例10鹽堿化草地恢復(fù),發(fā)展畜牧業(yè)碳匯經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、對(duì)退化、沙化、鹽堿化不嚴(yán)重的草地進(jìn)行圍欄封育、松土翻耕,恢復(fù)植被,松土?xí)r結(jié)合施肥、施枯草,補(bǔ)充土壤養(yǎng)分,每畝施有機(jī)肥或枯草0.5~1t。大面積鹽堿斑成片的鹽堿化草地,鋪沙10~15cm,每畝施石膏粉0.5~1t。
2、4~6月苜蓿、羊草、披堿草,種子數(shù)量按1.5~2:1:1混播,每畝用種量3~4kg,優(yōu)選苜蓿每畝用種量1.0~1.5kg,羊草每畝用種量1.0~1.5kg、披堿草每畝用種量0.5~1.0kg。
3、播種時(shí)按行距30~40cm開(kāi)挖深2~5cm的播種溝,播種后蓋細(xì)土0.5~2cm,保持土壤濕潤(rùn),幼草生長(zhǎng)緩慢,需及時(shí)除草。
4、第一年為促進(jìn)根部積累養(yǎng)分,最后一次刈割不得晚于停止生長(zhǎng)前30d,以利于植株安全越冬。
實(shí)施例11鳳眼蓮繁育、填埋,發(fā)展碳封存經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)水溫高于10℃時(shí),選擇富含有機(jī)質(zhì),水深為0.5~3m的水面平緩水體,每畝投放種苗500~1000棵;為避免風(fēng)浪沖散種苗,可用繩子或框架?chē)。?0~40d可以長(zhǎng)滿(mǎn)水面。
2、在水溫20~30℃的生長(zhǎng)旺季期,5~7d收獲一次,每次捕撈總生長(zhǎng)量的40%~60%,將留下的植株均勻撥散開(kāi)以利生長(zhǎng)。
3、捕撈上來(lái)的鳳眼蓮在岸上攤開(kāi)2~3d,瀝干水份后進(jìn)行集中填埋,可降低大氣圈中co2的含量。
實(shí)施例12植物制備生物液態(tài)能源,發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、割取苗高100~150cm的象草、甜象草、皇竹草的地上部分,除去泥土、石塊,粉碎成1~3cm長(zhǎng)的顆粒狀;
2、植物顆粒在100~120℃條件下蒸煮10~15min后,冷卻至60~70℃;用檸檬酸將原料ph值調(diào)到4.5~6.0,加入纖維素酶;加入的纖維素酶質(zhì)量為原料總質(zhì)量的0.5%~2%,攪拌均勻;在50~60℃的條件下,糖化40~50h后;在100~120℃,0.2~0.5mpa的條件下,蒸汽滅活5~15min;
3、將熱帶假絲酵母、釀酒酵母菌種稀釋至108個(gè)/ml后,按體積比1:1.5~2混合,在28~32℃,轉(zhuǎn)速100~150r/min的條件下,攪拌20~24h,培養(yǎng)發(fā)酵菌液。
4、將糖化后的原料與發(fā)酵菌液,按料液比10~15:1混合均勻,在30~35℃的溫度下發(fā)酵3~3.5d;當(dāng)發(fā)酵物溫度超過(guò)40℃時(shí),適當(dāng)翻動(dòng)原料,加強(qiáng)通風(fēng);
5、發(fā)酵結(jié)束后,在原料中按質(zhì)量比加入1:1.5~2倍的清水,通過(guò)酒醅蒸餾得到乙醇,精餾后獲得體積濃度為99.5%以上的燃料乙醇。
實(shí)施例13植物及城市垃圾中的木質(zhì)纖維生產(chǎn)生物質(zhì)粉末燃料,發(fā)展碳減排經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、當(dāng)象草、皇竹草、蘆竹、狼尾草2/3的葉片接近干枯時(shí)收割,自然干燥至含水量低于20%。
水生植物從水里打撈起來(lái)后,切成長(zhǎng)3~5cm的小段,再用離心機(jī)去水后,自然干燥至含水量低于20%。
城市垃圾中的木質(zhì)纖維包括:廢舊木質(zhì)家具、建筑裝飾垃圾中的木質(zhì)品、木質(zhì)或紙包裝材料、城市綠化帶修剪物等,自然干燥至含水量低于20%。
2、將自然干燥后的生物質(zhì),粉碎成50~500目的顆粒物,人工干燥至內(nèi)燃機(jī)粉末燃料含水量標(biāo)準(zhǔn)。人工干燥可采用烘房干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥等方式。然后粉碎成粉末內(nèi)燃機(jī)可使用的微粉,即為成品粉末內(nèi)燃機(jī)燃料。
實(shí)施例14植物纖維生產(chǎn)膨化纖維緩沖材料,發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、將自然干燥的植物,清除雜質(zhì),粉碎后過(guò)40~60目篩,干燥至含水量為20%~25%。
2、在植物粉末中,按質(zhì)量比加入3%~5%的na2co3水溶液混合均勻。
3、將上述混合物加入膨化機(jī),在200~300℃,6~7mpa的條件下膨化。
4、在膨化后的植物粉末中加入10%~15%的可降解纖維素水凝膠,在轉(zhuǎn)速2000~2500r/min的條件下攪拌10~15s。
5、在100~200℃,3~6mpa的條件下膨化成型,冷卻后即得可降解的植物膨化纖維緩沖材料成品。根據(jù)模具不同,可生產(chǎn)不同形狀的植物膨化纖維緩沖材料,膨化纖維緩沖材料進(jìn)入土壤后,可分解成植物能吸收的各種營(yíng)養(yǎng)成分,增加土壤碳匯,參與碳循環(huán)。
實(shí)施例15植物制備纖維素生物塑料,發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的步驟:
1、先將象草、皇竹草、蘆竹壓扁,切成30~50cm長(zhǎng),經(jīng)蒸煮、漂白后獲得纖維素。
2、將纖維素洗滌至中性后,干燥粉碎,過(guò)100~120目篩。
3、按質(zhì)量比將4%~5%的氫氧化鋰、13%~15%的尿素加入到清水中,攪拌均勻。
4、按質(zhì)量比將4%~5%的纖維素加入到-12~-10℃的氫氧化鋰-尿素的混合水溶液中,攪拌3~5min后,在3~5℃,轉(zhuǎn)速4000~5000r/min的條件下,離心10~15min除去氣泡。
5、將纖維素溶液按體積比1:3~4,加入到質(zhì)量比為8%~10%的na2so4水溶液中,靜置5~10min后,用清水洗滌獲得纖維素水合物凝膠。
6、將纖維素水合物凝膠注入模具,在0~200℃,壓力1~60mpa的條件下干燥成型,獲得纖維素生物塑料成品,纖維素生物塑料進(jìn)入土壤后,可分解成植物能吸收的各種營(yíng)養(yǎng)成分,增加土壤碳匯,參與碳循環(huán)。