Evaluation and Path Research on the Development and Application Conditions of Low Carbon Agricultural Technology under the "Dual Carbon" Goal

参考已有学者对农业减排固碳技术的研究成果^{[9, 11-17]}，结合2021年中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛发布会发布的农业农村减排固碳10大技术模式，立足重庆现实情况，分别从种植、养殖、能源消耗3个方面^[3]，研究梳理稻田甲烷减排、农用地氧化亚氮减排、保护性耕作固碳、农作物秸秆还田固碳、反刍动物肠道甲烷减排、畜禽粪便管理温室气体减排、农业机械节能减排等7类低碳农业技术(表 1).

为反映低碳农业技术的低碳效应、技术研发及推广应用情况，在此选取反映技术低碳效应水平的减排固碳效应指标、反映技术研发水平的技术成熟度指标、反映技术推广应用条件的环境适应性和社会适应性指标、反映技术推广应用水平的当前应用规模指标等5个指标作为技术现状水平评价指标^[10](表 2).

采取德尔菲法(Delphi method)对各项低碳农业技术的研发应用推广等现状情况进行判断评价. 在此将技术评价指标的评价结果分为3个星级(即用星号数量表示优劣度(*、**、***))，为能进行定量计算，将3个星级分别赋值为1，2，3，星级越多或数值越高则表明该项技术措施具有更强的碳汇/减排效应或更适合推广以及推广应用更广.

专家赋值：

其中，i代表某一个评价指标，j代表某一项低碳农业技术.

通过专家咨询，每项具体技术的减排固碳效应、技术成熟度、环境适应性、社会适应性、当前应用规模等评价指标均得到多位专家的多个判断值. 为综合专家判断意见，在此以评价指标判断值1，2，3的频率为权重计算综合得分，再对综合得分采取四舍五入方式以及考虑专家权威性等因素进行取整，得到技术评价指标的综合判断值(表 3).

综合得分计算：

其中：i代表某一个评价指标，j代表某一项低碳农业技术；w₁、w₂、w₃分别为评价指标专家判断值1，2，3的频率.

采取层次分析法(The Analytic Hierarchy Process)进行农业减排固碳技术评价指标的权重确定. 根据8位专家构建的判断矩阵分别进行层次分析法求取权重，且均通过一致性检验，最后将8位专家权重的平均值确定为指标权重，即减排固碳效应a₁、技术成熟度a₂、环境适应性a₃、社会适应性a₄ 4个评价指标的权重值分别为0.21，0.37，0.18，0.24(表 4).

低碳农业技术发展应用条件综合水平评价模型如下：

其中，W_i表示第i项指标的权重，A_ij表示第j项技术第i项指标的综合评价值，Z_j为该项技术发展应用条件的综合评估值，Z值越大，代表现阶段该项技术越具有较好的推广应用条件. 根据Z_j值，将技术推广应用条件水平划分为3个等级：好(3≥Z≥2.5)、较好(2.5＞Z≥2)、一般(2＞Z≥1).

根据专家判定结果，42项技术中减排固碳效应为两星(**)的有22项，占52.38%，减排固碳效应为三星(***)的有17项，占40.48%(表 5)，即除选育低排放品种、多功能舔砖饲喂、异位发酵床等3项技术减排固碳效应较低外，其余92%以上的技术具有较好的减排固碳效应，在低碳农业发展中值得进行推广应用.

根据专家判定结果，42项技术中技术成熟度为三星(***)的有12项，占28.57%，技术成熟度为两星(**)的有25项，占59.52%(表 6). 可见目前技术成熟度主要位于居中水平，整体还不够高，尤其是低排放品种选育、农业机械节能减排、秸秆炭化还田等技术，具有较大的提升空间，急需进一步完善科技创新体制，整合低碳农业技术研发力量，搭建低碳农业技术研发平台，加大低碳农业技术研发投入，突破低碳农业发展技术瓶颈.

从专家判定结果可知，42项技术中环境适应性为一星(*)的有5项，占比为11.905%，环境适应性为两星(**)的有32项，占比为76.19%(表 7). 可见，现有低碳农业技术措施在推广应用中不同程度受到区域内自然环境或生产条件的制约影响，尤其是半旱式、异位发酵床、秸秆炭化还田等技术受环境的制约影响较大. 主要是我国各地区光、热、水等自然条件存在明显差异，同一品种、技术在不同地区推广应用会呈现不同特点，无法进行简单的复制，必须结合当地实际进行品种、技术的集成优化.

从专家判定结果可知，42项技术中社会适应性为一星(*)的有4项，占比为9.524%，社会适应性为两星(**)的有34项，占比为80.952%(表 8). 可见，现有低碳农业技术措施在推广应用中不同程度受到传统行为、社会机制或现行法规以及经济因素的制约影响，尤其是适量的生物炭还田、复式智能农机装备、秸秆炭化还田等技术受社会因素的制约影响较大. 主要原因在于当前农民低碳意识淡薄，掌握低碳农业技术的能力比较欠缺；技术推广应用机制不够健全，缺乏完善、简单且易操作的低碳农业技术清单及实施手册；部分技术操作繁琐，使劳动力投入或生产成本有所增加；农业碳汇价值实现路径缺乏，使用低碳农业技术带来的碳汇效应难以得到经济补偿；同时缺乏相应的激励和监督考核机制，难以调动政府、农民、企业等各类主体的积极性.

根据专家判定结果，42项技术中，仅有畜禽粪便管理温室气体减排技术中的人工干清粪、液体沼气发酵等2项技术在重庆的推广应用较为广泛，其余近60%的技术应用规模较小，可通过加大低碳农业技术的推广应用来促进重庆低碳农业发展(表 9).

根据评价结果(表 10)，42项技术中发展应用条件水平主要位于2.5＞Z≥2较好水平区间，占61.90%；其次是2＞Z≥1一般水平区间，占21.43%；达到3≥Z≥2.5最高水平区间的技术相对较少，占16.67%. 从种植、养殖、能源消耗3个方面来看，低碳农业技术发展应用条件水平位于Z≥2以上的分别占88.00%，76.923%，25.00%，可见目前种植方面低碳农业技术的推广应用条件最好，其次是养殖方面，能源消耗方面低碳技术推广应用条件相对较差. 具体来看，种植方面有18项低碳农业技术发展应用条件水平位于2.5＞Z≥2较好水平区间，占72.00%；养殖方面有7项低碳农业技术发展应用条件水平位于2.5＞Z≥2较好水平区间，占53.846%；而能源消耗方面则主要位于2＞Z≥1一般水平区间，占75%.

低碳作为一种经济发展理念融入现代农业产业之中是多项技术集成应用的过程^[18]. 因此，在梳理重庆农业生产特点的基础上，研究提出水稻油菜、玉米大豆等粮食主产区“双增双减”，生猪家禽、草食牲畜等养殖集中区“稳能减排”，生态脆弱区“提能固碳”综合技术路径，并根据技术发展应用条件水平提出分级主推技术，为重庆农业生产节能减排，扎实做好“双碳”工作提供路径参考(表 11).

根据重庆水稻油菜、玉米大豆等主要种植业，分别构建“双增双减”综合技术路径，实现粮食主产区生产“固碳减排和稳粮增收”多重目标. 在江津、合川等29个区县的水稻油菜主产区，碳增汇方面重点采取少耕、休耕等保护性耕作固碳技术，水稻秸秆覆盖还田、粉碎翻压还田、堆沤还田等秸秆还田固碳技术，因地制宜布局秸秆还田示范点(示范片)和有机肥生产工程，建设秸秆还田示范乡镇，增强土壤固碳能力. 碳减排方面，一是推广水田间歇灌溉等节水灌溉技术；二是在适宜的地区推广再生稻、稻田复合种养等种植模式；三是积极采取有机肥堆肥发酵后还田、氮肥减施、控释肥或配施生物抑制剂等技术；四是在耕作措施方面进一步推广少免耕、直播稻等技术措施，可在沿江沿河的低海拔区域探索发展直播优质晚稻；五是推进对低排品种的选育和推广种植；六是加强农机农艺结合，采取节种节水节能节肥节药农机化技术，减少稻田甲烷及农机耗能排放.

在合川、开州等32个区县的玉米大豆主产区，“双增”方面重点采取少耕、免耕、轮作等保护性耕作固碳技术，玉米油菜秸秆覆盖还田、粉碎翻压还田、堆沤还田等秸秆还田固碳技术，增强土壤固碳能力. “双减”方面一是大力推广测土配方施肥技术，在适宜地区积极推广应用大配方，根据土壤氮素含量测定结果以及农作物的需肥规律确定施肥量，避免过量施肥，提高氮肥利用率；二是推广氮肥的混施、深施等施肥技术，减少氮肥的径流、氨挥发和反硝化损失，提高肥料利用率，减少氧化亚氮的排放；三是改进肥料种类，推广缓控释肥；四是推广滴灌施肥等水肥一体化灌溉技术，促进水肥耦合，提高肥料的利用率并减少氧化亚氮排放；五是推广节种节水节能节肥节药农机化技术，减少土壤氧化亚氮及农机耗能排放.

根据重庆生猪家禽、草食牲畜等养殖业发展布局特点，在保持畜产品供给持续稳定的基础上，分别构建“稳能减排”综合技术路径，实现“主要畜产品生产供应稳定增长、养殖温室气体明显减排”多重目标. 对于合川、开州等30个区县的生猪家禽养殖集中区，尤其是重庆荣昌猪产业集群，以及成渝地区双城经济圈畜禽产业带、长江沿线生态畜禽产业带、渝湘高速沿线生态畜禽产业带等3条畜禽养殖规模化产业带，在减排方面要重点加快畜禽养殖废弃物资源化利用. 一是优化畜舍清粪方式，在规模化养殖场积极推广自动(机械)干清粪、高床养殖等技术；二是大力推进液体沼气发酵、固体粪便堆肥、粪水还田等技术，其中集约化养殖场可因地制宜推广沼气工程技术，中小规模养殖场可推广就地堆肥技术，散养密集区可实行畜禽粪污分户收集、集中处理. 同时，积极探索绿色生态循环农业发展模式，大力推广种养轮作—原位消纳循环模式、畜禽养殖—有机肥加工—有机果蔬种植、以沼气工程为纽带的“四位一体”种养循环模式等生态循环农业模式，形成畜禽养殖粪污就地消纳、种养殖产业循环发展的良好格局.

对于丰都、酉阳等27个区县的草食牲畜养殖集中区，尤其是武陵山区草食牲畜产业带、秦巴山区草食牲畜产业带等草食牲畜规模化养殖区域，重点推广合理搭配精粗饲料比例技术，扩大精细化饲养，降低反刍动物消化道中微生物在分解纤维素过程中的甲烷排放；积极优化饲料品种，推进紫花苜蓿、白三叶草、黑麦草、甜高粱等优质饲草料的种植和饲喂；推广秸秆青贮、化学处理、物理加工等饲料加工技术，提高秸秆的适口性和消化率；推广添加益生菌等瘤胃微生物调控技术，改善动物胃肠道微生物生态平衡，提高动物健康和生产性能，降低动物干物质采食量和代谢体重基础的甲烷排放量. 同时，大力推广人工干清粪、液体沼气发酵、自动(机械)干清粪、固体粪便堆肥等畜禽粪便管理温室气体减排技术.

重庆集大农村、大山区、大库区为一体，丘陵、山地占全市总面积的比重为90.93%. 重庆市第三次国土调查数据显示，全市187.02万hm²耕地中大于15°以上坡地的耕地面积为73.2万hm²，占39.14%. 尤其是位于渝东南武陵山区城镇群和渝东北三峡库区城镇群的部分地区，自然条件差、石漠化程度较深、水土流失严重，生态环境脆弱. 对于生态脆弱区，下一步要继续坚定不移走生态优先绿色发展之路，构建“提能固碳”综合技术路径，通过加强高标准农田建设，推进农田宜机化改造，大力推广少耕、休耕、免耕、轮作等保护性耕作技术，增强土壤固碳能力，实现“耕地综合生产能力提升、耕地质量保护与提升”多重目标.

1) 成立丘陵山区低碳农业技术创新联盟. 成立由重庆市内从事低碳农业发展管理、低碳农业研究及成果推广应用的政府、科研院所、高校及此领域相关企业等机构为理事单位，市外相关院校和科研机构为联动单位，集联合性、专业性和行业性于一体的重庆丘陵山区低碳农业技术创新联盟，专门从事丘陵山地低碳农业技术尤其是碳减排颠覆性技术的研发与应用，提升丘陵山区低碳农业技术自主创新能力.

2) 加大低碳农业技术研发投入支持力度. 充分发挥集科研、推广、使用为一体的涉农龙头企业在低碳农业科技创新领域的作用，促进研发投入由政府为主向政府与企业联合投入转变，建立健全政府与企业联合投入机制. 建议由市科技部门、市农业农村部门设立低碳农业科技创新专项，采取“揭榜挂帅”、竞争择优、定向组织等多样化方式，鼓励支持创新型领军企业、研发型企业、高新技术企业、农业科技型企业和高校院所等各类创新主体，围绕丘陵山区低碳农业发展开展重大关键核心技术攻关.

1) 制定简单易懂的低碳农业发展技术指导手册. 根据对碳增汇、碳减排技术的减排固碳效应、技术成熟度、环境适应性、社会适应性等发展应用条件的综合评价结果，选择减排固碳效应好、技术成熟度高、社会环境适应性强、应用潜力大的技术制定优先发展技术目录，并采取文字、图表、图片的形式明确每项技术的具体要点、预期效果、预期成本等，编制发布“低碳农业行动”指南，为农业经营者提供简单易懂的低碳农业发展技术指导手册，促进低碳农业行动的落地.

2) 设立低碳农业技术推广示范项目. 在依托现有农业农村部门、科技部门等关于生态农业、废弃物资源化利用、农机等相关项目资金的基础上，建议增设低碳农业技术推广示范项目专项资金，共同用于碳增汇碳减排技术推广示范点，粮油主产区、养殖集中区、生态脆弱区零碳高科技农业产业示范园，以及低碳农业发展试验示范区的建设. 通过3-5年建设，因地制宜总结形成低碳农业发展模式、标准和实施路径，提炼推广一批低碳农业先进技术，以示范点、示范园、试验示范区为引领逐步辐射带动全域低碳农业发展.

3) 建立多元化的低碳农业技术推广模式. 首先强化政府主导农技推广体系建设，加强对基层农业技术推广高素质人才的引进与培养，加强各层级农业技术推广部门之间的协同；其次发挥科研院所、高校、科技型龙头企业等研发主体在低碳农业技术推广应用中的作用，建立“农业科研—科研成果产业化—农技推广应用”联动机制；再次大力鼓励支持行业协会、信息服务组织、农民教育和培训组织、技术转化中介组织等农业技术服务型组织^[19]向农业园区、农民、涉农企业等技术应用机构和组织提供最新的农业技术、学习培训机会等，积极推动低碳农业技术的推广应用.

1) 强化低碳农业发展顶层设计. 制定低碳农业科技研发与推广应用的发展规划，科学编制市、区县、街道(镇、乡)各级低碳农业发展规划和实施方案，同时根据低碳农业技术推广示范项目编制低碳农业示范点、零碳高科技农业产业示范园、低碳农业发展试验示范区的规划和实施方案，形成多层次的低碳农业发展规划体系. 在规划中加强科学合理的统计监测指标和考核评价指标设置^[20]，发挥规划的导向引领作用，促进低碳农业有序发展.

2) 建立健全低碳农业发展制度环境. 首先是完善奖励与激励制度，加强对低碳农业技术的原始创新、集成创新和引进、消化、吸收、再创新给予税收优惠和专项奖励，建立低碳农业生产与消费的税收优惠政策，制定针对低碳农业发展的财政补贴政策以及支持低碳农业生产的优惠利率、贴息贷款等金融政策. 其次是探索建立碳汇产品价值实现机制，加快构建农业碳排放核算的方法学，形成一套管理部门、生产主体、碳交易主体共认的核算方法体系，并积极推动将农业纳入碳排放交易市场^[3]，按照先单项后全面、先基础后复杂、先试点后普及的原则，循序推进不同主体、不同产业进入碳排放交易市场^[21]. 再次是建立监督考核制度，建立农业碳中和核算和监测体系，定期编制重点区域和重点企业温室气体排放清单，形成农业温室气体减排固碳年度报告和核查制度，并将低碳农业发展纳入地方政府和重点企业的考核指标中，逐步形成减排固碳协同的考核激励机制.

3) 营造低碳农业发展氛围环境. 充分利用网络、广播、电视、报刊等传播媒介，公益广告，典型示范，“手把手”培训等方式^[19]，以及健全食品相关立法、健全农产品的绿色消费制度体系等，逐步形成政府—农民(经营主体)—消费者自上而下的低碳发展理念^[22]，让低碳生产、低碳生活成为全民自觉的行为.