[發明專利]一種藥用植物減少農田溫室氣體排放方法及應用

有效

• 申請號: 201310750530.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103703996A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 吳洪生
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

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技術領域

本發明屬于農業技術和環境保護領域，特別涉及一種藥用植物減少農田溫室氣體排放方法及應用。

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背景技術

溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，并重新發射輻射的一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等。它們的作用是使地球表面變得更暖，類似于溫室截留太陽輻射，并加熱溫室內空氣的作用。這種溫室氣體使地球變得更溫暖的影響稱為“溫室效應”。水汽(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、氧化亞氮?(N₂O)、甲烷(CH₄)等是地球大氣中主要的溫室氣體。

大氣中的二氧化碳（CO₂）是植物光合作用合成碳水化合物的原料，它的增加可以增加光合產物，無疑對農業生產有利。同時，它又是具有溫室效應的氣體，對地球熱量平衡有重要影響，因此它的增加又通過影響氣候變化而影響農業。此外，大氣中具有溫室效應的微量氣體還有甲烷、氯氟烴、一氧化碳、臭氧等，總的溫室效應中二氧化碳的作用約占一半，其余為以上各種微量氣體的作用。

甲烷（CH₄）：甲烷是在缺氧環境中由產甲烷細菌或生物體腐敗產生的，沼澤地每年會產生150Tg（1T=1012）消耗50Tg，稻田產生100Tg消耗50Tg，牛羊等牲畜消化系統的發酵過程產生100－150Tg，生物體腐敗產生10－100Tg，合計每年大氣層中的甲烷含量會凈增350Tg左右。它在大氣中存在的平均壽命在8年左右。

一氧化二氮（N₂O）：它在大氣層中的存在壽命是150年左右，盡管在對流層中是化學惰性的，但是可以利用太陽輻射的光解作用在同溫層中將其中的90%分解，剩下的10%可以和活躍的原子氧O(1D)反應而消耗掉。即使如此大氣層中的N₂O仍以每年0.5－3Tg的速度凈增。

二氧化碳（CO₂）是殘留在農田土壤中的作物秸稈、動物尸體及有機肥等有機物經過土壤中各類氧化微生物的好氧或厭氧氧化后的產物；氧化亞氮(N₂O)是大氣中含量僅次于CO₂和CH₄的重要溫室氣體，主要來源于土壤氮素的硝化、亞硝化作用和汽車尾氣排放、閃電等；N₂O也能夠強烈吸收紅外線，減少地表通過大氣向外空的熱輻射，從而導致溫室效應，對全球環境及氣候變化具有重要的影響。N₂O在對流層中性質穩定，增溫潛勢巨大，其溫室效應為同濃度二氧化碳的290-310倍；甲烷（CH₄）是主要溫室氣體之一，其對全球變暖的貢獻占20%～39%(IPCC，2007)。大氣中的CH₄含量已經從工業革命前(1750年)的0.72μmol·mol^－1上升到2005年的1.77μmol·mol^－1，升高了約2.5倍，并且CH₄分子具有很強的紅外吸收能力，其單分子增溫潛勢是CO₂的19-25倍(IPCC，2007)，因此CH₄被認為是繼CO₂之后最重要的溫室氣體之一，其產生、消耗以及排放機制仍然是目前研究的熱點問題。在土壤厭氧環境中，以水生植物根系分泌物和脫落物為主的有機物質和土壤有機質在產甲烷菌作用下通過厭氧發酵產生CH₄，所以濕地成為溫室氣體甲烷排放的主要自然途徑之一。

甲烷主要發生在淹水的稻田中，旱作土壤中主要的農田溫室氣體是二氧化碳和氧化亞氮，其中氧化亞氮是溫室氣體氧化亞氮的主要來源，主要由于農業施用過量氮肥經過硝化微生物和反硝化微生物的氧化作用或還原作用所致。

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發明內容

解決的技術問題：本發明針對農田溫室氣體排放問題，開發一種簡單易行的方法，提供一種藥用植物減少農田溫室氣體排放方法及應用，這種方法是在農作物播種時，同時或延遲一定時期混合播種或移栽藥用植物植物板藍根，并施用一定量的復混肥和有機肥做基肥和追肥，在小麥等旱作播種時，或者在第二年春天3月初移栽板藍根苗，可以大大減少整個小麥生長期間的農田溫室氣體的排放，促進小麥生長，改良和提高土壤生產力，改善作物品質，增加農民經濟效益。