水稻也能碳減排！一項田間地頭的低碳實驗：技術、成本、碳交易閉環(huán)如何構建？

每經記者 葉曉丹    每經編輯 魏官紅    

九月的杭嘉湖平原，高溫仍未退場，但熱而不燥。嘉善縣西塘鎮(zhèn)竹小匯低碳智慧農田的400畝水稻進入了灌漿期，水稻在微風中搖曳，滿眼青綠。

“灌漿前期的水位保持在5公分~8公分，中期3公分~5公分，后期1公分左右。”負責竹小匯低碳智慧農田項目的浙農集團員工孫利利通過電話告訴《每日經濟新聞》記者。

和普通農田不同的是，竹小匯低碳智慧農田里的水稻排灌水，沒有依靠有經驗的農民，而是靠安裝在田埂間的一塊黑色盒子——水位感應儀。

孫利利介紹，水位感應儀可以智能控制田里的水位，感應儀里面有芯片，可以實時感應觀測水位高低，水少了就通過灌排系統(tǒng)自動加水，水多了自動排水。

這和人工灌排差別有多大？

“如果沒有這套系統(tǒng)，在高溫天氣，田里的水量我們會擔心不夠，然后會放很多，沒控制好，水就容易積在田里。一方面會造成水資源浪費，另一方面，灌漿期結束后就要開始晾田，如果一直不能蒸發(fā)晾干，后期會引起水稻倒伏，不利于機器收割作業(yè)。”孫利利稱。

田埂間的水位傳感儀 圖片來源：每經記者 葉曉丹 攝

步入10月下旬，400畝水稻進入乳熟期，再往后，等田里水分曬干，根據天氣條件，在11月中旬前后，就可以正式作業(yè)收割了。

而孫利利口中提及的這套系統(tǒng)，并不只有水位感應儀，還包括無人農機、殺蟲燈、灌排系統(tǒng)以及稻田數(shù)字孿生系統(tǒng)和算法模型。

除了傳統(tǒng)的農業(yè)生產價值，這400畝試驗田還正在實踐農業(yè)低碳減排以及探索后續(xù)實現(xiàn)碳減排交易的可行性。

這是從今年6月開始的一場農業(yè)低碳減排實驗。

低碳稻畝均碳排放當量減少超20%

為什么會選擇水稻進行碳減排試驗？

中國水稻研究所稻作研究與發(fā)展中心副主任研究員王丹英表示，水稻作為中國主要糧食作物之一，是中國65％以上人口的主糧。中國的種植歷史悠久，種植區(qū)域廣泛。但水稻在種植過程中所產生的甲烷氣體CH₄，已成為中國水稻生產碳足跡的主要來源之一。

相關研究估算，水稻生產碳足跡組成中占比最大的部分為稻田CH₄排放，達85.05%，農資投入導致的溫室氣體排放占14.95%，其中化肥投入占總碳足跡的10.25%。

據了解，竹小匯低碳智慧農田示范方項目包括400畝核心及1500畝輻射農田區(qū)域，由浙農集團運營。通過引入阿里云的數(shù)字技術和中國水稻研究所的低碳稻作技術，構建起一套智能種植系統(tǒng)，來大幅降低水稻種植過程中的碳排放和稻田退水中的氮磷含量。

阿里云方面介紹，該方案依托中國水稻研究所提出的水稻生長模型，并基于阿里云的云計算、IoT物聯(lián)網等數(shù)字技術，重點建設一個低碳稻田數(shù)字孿生平臺，聯(lián)動精準灌排、無人農機、綠色防控三大智能控制系統(tǒng)和水、氣、土三個在線自動檢測體系，由云+數(shù)字化系統(tǒng)來指導水稻種植工作，實現(xiàn)大幅度減碳。

2022年9月，中國水稻研究所聯(lián)合阿里云正式發(fā)布了低碳稻作技術，據中國水稻研究所專家測算，采用新方案后，西塘鎮(zhèn)竹小匯低碳智慧田減少灌溉用水30%-50%，稻田退水氮磷含量消減30%，甲烷排放較傳統(tǒng)模式減少30%以上，折合畝均碳排放當量減少超20%。

低碳稻的技術架構 圖片來源：阿里云供圖

技術、成本、碳交易閉環(huán)如何構建？

阿里云方面向《每日經濟新聞》記者介紹，低碳稻背后主要有三大技術突破。

一是數(shù)字測碳。在常規(guī)數(shù)字探水探土探氣基礎上，推出植株全生長周期模型測碳。如在水稻不同生長階段，可以精準測出一塊稻田監(jiān)測方綜合碳吸收量和排放量，從而指導農事作業(yè)各項技術標準。

二是裝備控碳。通過無人機光譜分析和基地可視化大數(shù)據平臺，實現(xiàn)最小5畝范圍區(qū)塊生長差異化辨別，從而達到最小單元精準施肥，實現(xiàn)最大程度碳控制。

三是立體減碳。水陸空三線立體上陣，水即利用生態(tài)溝渠和尾水零排放來減碳，陸即薄露灌溉，通過水位動態(tài)監(jiān)測實現(xiàn)最節(jié)能灌溉，空即通過北斗自動巡航和區(qū)域小氣候環(huán)境預警實現(xiàn)最佳減碳指導。

中國水稻研究所專家和浙農集團項目負責人現(xiàn)場介紹水位傳感儀

圖片來源：每經記者 葉曉丹 攝

孫利利透露，目前試驗低碳稻的核心400畝田，配置了約6臺無人農機、40套灌排系統(tǒng)；如果低碳稻以后大面積推廣，軟件系統(tǒng)成本是固定的，只需要再增加硬件設備，可以攤薄低碳稻技術的邊際成本。

王丹英也算了一筆賬：“基本上十畝田配置一套灌排系統(tǒng)、殺蟲燈、水位感應儀這些硬件設備，而十畝田硬件成本投入在1000元左右，預計使用期限可達5年-6年，均攤到每年的固定成本投入并不算高，相對而言，前期需要投入消耗的資金比較多。”

同時，王丹英表示，由于當前農業(yè)碳減排交易的鏈路還不成熟，低碳稻減排之后，國內碳市場交易也暫時不是十分成熟，所以目前限制了這一技術的大規(guī)模使用。低碳稻獲得的收益，是一個長期緩慢的過程，短期內“增產增收增效”并不十分顯著。因而目前低碳稻技術，主要向一些高標準稻田或者大型的農業(yè)集團進行推廣。

但從國際碳交易市場的發(fā)展趨勢來看，農業(yè)碳減排而后進入碳交易實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)仍具備可行性。

“比如說，我們選的這一方田，利用低碳稻技術可以實現(xiàn)碳減排，那么可以請一家國際認可的碳交易認證公司來查看、詢問農戶是否確實采取了低碳技術，安裝檢測裝置，在水稻全生育期采集甲烷的含量，進行跟蹤，與常規(guī)農田進行對比，從而論證低碳稻可以實現(xiàn)減排的額度。低碳減排的技術獲得論證后，通過技術減少的甲烷排放量，可以換算成對應的減碳排放額度，然后在碳交易市場交易，一些碳排放量超標的國際買家可以在市場購買。”據王丹英透露，安徽有一家低碳稻企業(yè)已經實現(xiàn)了在碳市場進行交易。

田間地頭的減碳市場，可及可期？

要進入碳市場交易，需要達到一定規(guī)模的碳減排量。而通過低碳稻技術減排的額度，要實現(xiàn)化零為整，實際上需要這一技術能在較大規(guī)模的農田里進行運用。如此，可以形成穩(wěn)定、可觀的碳減排量，打通低碳稻技術應用的商業(yè)閉環(huán)。

低碳稻試驗田 圖片來源：阿里云供圖

當下，農業(yè)減碳也迎來了諸多利好政策。

2022年6月30日，農業(yè)農村部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)《農業(yè)農村減排固碳實施方案》（以下簡稱《方案》），為我國農業(yè)農村減排固碳，提供了系統(tǒng)性實施路徑。

《方案》提出，圍繞種植業(yè)節(jié)能減排、畜牧業(yè)減排降碳、漁業(yè)減排增匯、農田固碳擴容、農機節(jié)能減排、可再生能源替代等六項任務，實施稻田甲烷減排、化肥減量增效、科技創(chuàng)新支撐、監(jiān)測體系建設等十大行動。

10月初，江西省農業(yè)農村廳、江西省發(fā)改委印發(fā)《江西省農業(yè)農村減排固碳實施方案》，在重點任務中提出，將減排固碳貫穿于農業(yè)生產全過程和農村生活各方面，重點實施稻田甲烷減排行動、化肥減量增效行動、畜禽低碳減排行動等農業(yè)農村減排固碳“八大行動”。

為了發(fā)展農業(yè)減排固碳，《江西省農業(yè)農村減排固碳實施方案》還提到了堅持政策激勵，充分發(fā)揮政府引導和政策激勵作用，加大金融對綠色低碳農業(yè)發(fā)展的支持力度，在資金投入、稅收優(yōu)惠等方面重點向農業(yè)農村減排固碳領域傾斜。建立農業(yè)農村減排固碳監(jiān)測評價體系，探索農業(yè)農村領域碳減排交易的有效路徑。

據中國水稻研究所專家測算，引入低碳稻作技術，1畝稻田甲烷排放降低6公斤左右，按照甲烷和二氧化碳當量1：25的比例，能夠少排大概150公斤二氧化碳當量的溫室氣體。若在長三角地區(qū)1.2億畝水稻田推廣開來，可減少約1800萬噸二氧化碳當量的溫室氣體排放，碳減排效果突出。

在9月底的低碳稻技術發(fā)布會上，中國水稻研究所與阿里云宣布共同推動低碳稻作技術進一步擴大適用范圍，服務整個長三角地區(qū)乃至長江中下游地區(qū)，協(xié)助長三角一體化與低碳發(fā)展。