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有機(jī)碳肥與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

內(nèi)容摘要：對植物營養(yǎng)元素碳的定位及其來源的認(rèn)識(shí)偏差，是造成“化學(xué)農(nóng)業(yè)”耕作方式缺陷的重要原因。土壤中有機(jī)養(yǎng)分的有效物質(zhì)是植物根系可直接吸收的小分子水溶有機(jī)碳。以提供小分子水溶有機(jī)碳為目標(biāo)的有機(jī)碳肥，具有廣泛的農(nóng)業(yè)功能和環(huán)保功能，它將推動(dòng)農(nóng)業(yè)走上土壤肥力陰陽平衡、作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和生態(tài)改善的發(fā)展之路。關(guān)鍵詞有機(jī)碳養(yǎng)分有機(jī)碳肥陰陽平衡物質(zhì)大循環(huán) 一、對“碳”認(rèn)識(shí)的偏差造成農(nóng)業(yè)重大損失肥料總體可分為有機(jī)肥料和無機(jī)肥料兩大類，它們互相不能取代，也不能一衰一盛，而應(yīng)陰陽結(jié)合，陰陽平衡，形成土壤和農(nóng)作物的良好的營養(yǎng)基礎(chǔ)，才有農(nóng)業(yè)的繁榮發(fā)達(dá)。綜觀我國肥料行業(yè)，化肥品種繁多產(chǎn)能過剩。而有機(jī)肥料卻成本高、肥效低，農(nóng)民不愛用。又由于它的標(biāo)準(zhǔn)不科學(xué)，還被不法廠商鉆空子，粗制濫造，劣質(zhì)有機(jī)肥坑農(nóng)害民的現(xiàn)象不斷發(fā)生。農(nóng)民極難買到優(yōu)質(zhì)放心的商品有機(jī)肥。本應(yīng)撐起肥料領(lǐng)域“半邊天”的有機(jī)肥料逐漸被邊緣化。有機(jī)肥料落到今日這種地步，原因何在呢? 首先，在上世紀(jì)五十年代我國建設(shè)肥料產(chǎn)業(yè)時(shí)，有機(jī)肥料就拜錯(cuò)了師門。我國農(nóng)業(yè)文明延續(xù)幾千年，這在世界上是罕見的奇跡。幾千年農(nóng)業(yè)文明傳承的密碼是什么?物質(zhì)循環(huán)!有機(jī)農(nóng)業(yè)耕作中注重培肥地力，把有機(jī)廢棄物通過堆肥的方式進(jìn)行腐解處理然后反哺土地。這個(gè)循環(huán)中最主要的物質(zhì)是碳，物質(zhì)循環(huán)也即歸碳于土、貯碳于土。我國農(nóng)村過去幾乎家家戶戶搞“堆肥”。這種堆肥的要點(diǎn)就是半?yún)捬醢l(fā)酵(不翻堆)和自然堆積燜干。這種“安安靜靜”的生產(chǎn)工藝既達(dá)到有機(jī)物料的腐解，又最大限度減少了碳損耗。然而我國商品有機(jī)肥的生產(chǎn)技術(shù)不采堆肥技術(shù)之所長，卻采用“轟轟烈烈”的新工藝：又是好氧高溫發(fā)酵，又是多次翻堆，還有高溫烘干，把有機(jī)物料中的碳養(yǎng)分大量氧化成二氧化碳排掉。達(dá)到了生產(chǎn)“礦化腐殖質(zhì)”的目的:生產(chǎn)出了一堆“粗、重、慢”的空殼。這里明顯有化工工藝的痕跡。有機(jī)肥料現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2012)規(guī)定有機(jī)肥料正面的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)是：“有機(jī)質(zhì)含量(干基計(jì))≥45%”，“總養(yǎng)分(干基計(jì))N+P2O5+K2O≥5%”。內(nèi)行人都知道，有機(jī)物料發(fā)酵過程中消耗的就是有機(jī)碳，同一批物料發(fā)酵后干物質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量是下降的，那么以“有機(jī)質(zhì)含量”作為質(zhì)量指標(biāo)有何意義?而“總養(yǎng)分”指標(biāo)中，全是無機(jī)養(yǎng)分，不見有機(jī)養(yǎng)分(水溶有機(jī)碳)的影子。有機(jī)肥料不提供有機(jī)養(yǎng)分，三十多年農(nóng)業(yè)耕作不重視有機(jī)肥，就導(dǎo)致耕地有機(jī)質(zhì)含量連續(xù)下跌，農(nóng)田貧瘠化嚴(yán)重。為什么會(huì)出現(xiàn)長達(dá)三十年的“化學(xué)農(nóng)業(yè)耕作”?根本原因在于化學(xué)植物營養(yǎng)學(xué)理論的如下重大錯(cuò)漏。 1、認(rèn)為植物有機(jī)營養(yǎng)僅來源于空氣中的二氧化碳經(jīng)葉片吸收和葉綠素光合作用轉(zhuǎn)化，不認(rèn)為植物根系能直接吸收有機(jī)碳養(yǎng)分。這就是植物有機(jī)碳來源“一通道說”。實(shí)際上存在由根系吸收的第二碳通道。不了解第二碳通道，就不重視給土壤補(bǔ)碳，導(dǎo)致土壤碳貧瘠和農(nóng)作物缺碳。 2、對植物營養(yǎng)元素碳的定位不準(zhǔn)確。植物干物質(zhì)中碳占35%左右，再加上植物生長過程新陳代謝消耗大量碳，所以植物所需碳總量超過總養(yǎng)分量的50%。而植物各營養(yǎng)元素區(qū)劃原則是根據(jù)植物實(shí)際需求量的多、少、微來區(qū)分的。碳元素所需總量與其他各“大量元素”不在同一數(shù)級上，它在植物物質(zhì)結(jié)構(gòu)形成過程中起著“組合者”的作用。所以從理論上把碳正名為“基礎(chǔ)元素”以區(qū)別于大量元素，才有利于正確研究植物營養(yǎng)。基于這樣的認(rèn)識(shí)，我們重新檢視傳統(tǒng)植物營養(yǎng)學(xué)的“木桶規(guī)則”。當(dāng)碳(C)“板條”寬度相當(dāng)于其他十幾塊“板條”寬度的總和時(shí)，還能箍成木桶嗎?所謂量變到質(zhì)變，碳已經(jīng)不是組成木桶壁的一塊板條，而是以碳為陰面，以十幾種礦質(zhì)元素為陽面的陰陽關(guān)系，而氫和氧(即H2O)屬中性，穿合于陰陽之間，沒有它，陰陽不可能結(jié)合。這就是土壤肥力陰陽平衡關(guān)系。圖1.土壤肥力陰陽平衡動(dòng)態(tài)圖陰盛陽衰(純有機(jī)種植)，農(nóng)作物沒有高產(chǎn);陽盛陰衰(化學(xué)農(nóng)業(yè)耕作)，農(nóng)作物也沒有高產(chǎn)。只有陰陽平衡且肥水充盈時(shí)，農(nóng)作物才能發(fā)揮出最佳生產(chǎn)能力。所以陰陽平衡是大平衡，主平衡，無機(jī)元素平衡是小平衡、次平衡。只有陰陽平衡，無機(jī)元素平衡才能發(fā)揮實(shí)際效果。 3、把無機(jī)養(yǎng)分“離子說”絕對化，造成對無機(jī)養(yǎng)分利用率低的原因的誤判。植物在原生態(tài)或肥沃的土壤中，無機(jī)養(yǎng)分與有機(jī)養(yǎng)分以多種形態(tài)結(jié)合成“有機(jī)無機(jī)”零電價(jià)態(tài)被植物根系吸收，有機(jī)養(yǎng)分利用率更高。可見無機(jī)養(yǎng)分離子態(tài)被吸收是在貧瘠土壤中才會(huì)出現(xiàn)。同性離子間互相排斥，異性離子結(jié)合成水不溶物，化肥利用率就低。另一方面，有機(jī)碳和各無機(jī)元素是以嚴(yán)格的配比，按植物DNA指令組裝到植物細(xì)胞的，有機(jī)碳養(yǎng)分匱乏，無機(jī)養(yǎng)分離子比例過大，就會(huì)富余出大量無機(jī)離子，游離于植物胞外液中，導(dǎo)致植物對無機(jī)養(yǎng)分的需求弱化，這是化肥利用率低的深層次原因，也是農(nóng)作物低產(chǎn)的根本原因。 4、對土壤中碳養(yǎng)分存在形態(tài)的誤判。土壤有機(jī)質(zhì)中的有機(jī)碳，絕大部分是不溶于水的，它不是真實(shí)的碳養(yǎng)分。沒能向土壤微生物提供足夠的可直接吸收的水溶有機(jī)碳肥料，微生物不能正常繁殖才導(dǎo)致土壤板結(jié)。對這個(gè)問題缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，微生物制劑不帶有機(jī)碳養(yǎng)分，相當(dāng)于不備軍糧的空降兵，這是目前大量微生物制劑施到土壤中效果不佳、秸稈腐熟劑農(nóng)民不愛用的原因。土壤板結(jié)與施用化肥沒有太多關(guān)聯(lián)。以上各點(diǎn)都可以歸結(jié)為對植物碳養(yǎng)分認(rèn)識(shí)的偏差。這些理論的重大錯(cuò)漏影響我們幾十年，造成農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的政策、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和耕作方式等方面都產(chǎn)生大量的失誤。耕地普遍缺碳，農(nóng)作物大面積缺碳病，其造成的損失是難以用數(shù)字表達(dá)的。我們祖先五千年積累的農(nóng)業(yè)文明遺產(chǎn)將因五十年的“化學(xué)農(nóng)業(yè)耕作方式”而耗盡。算起來歷史留給我們挽救的時(shí)間只剩二十年了。二、有機(jī)碳肥產(chǎn)品的研發(fā) 人類在一百七十多年前開始創(chuàng)建化肥工業(yè)，解決了向農(nóng)作物高效富集地提供礦物質(zhì)養(yǎng)分的技術(shù)問題，卻至今未能建立高效富集的植物有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分的工業(yè)化體系。肥料工業(yè)的一條腿早已跨進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化門坎，另一條腿卻還拖在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。有機(jī)碳肥研發(fā)的目標(biāo)，就是生產(chǎn)富含植物有機(jī)養(yǎng)分的肥料。植物有機(jī)養(yǎng)分的有效物質(zhì)是植物根系可直接吸收的小分子水溶有機(jī)碳。這種“有機(jī)”分子粒徑小于800納米，親水性，其在水溶液中呈無定形“云團(tuán)狀”，能隨水流被吸入口徑小得多的植物根毛孔。利用固液有機(jī)廢棄物為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵或生化裂解，生產(chǎn)出液態(tài)有機(jī)碳肥和高碳有機(jī)肥，再利用這兩種基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)其他衍生產(chǎn)品。有機(jī)碳肥制造工藝路線圖如下：圖2.有機(jī)碳肥生產(chǎn)工藝路線有機(jī)碳肥系列產(chǎn)品，都以小分子水溶有機(jī)碳為主要有效成份，以保證施用后短期內(nèi)其所提供的植物有機(jī)養(yǎng)分不少于10倍傳統(tǒng)有機(jī)肥的有機(jī)養(yǎng)分。以下是目前有機(jī)碳肥各品種的技術(shù)指標(biāo)，其中“EC”即有效碳，指小分子水溶有機(jī)質(zhì)的含碳量。表1.現(xiàn)有各有機(jī)碳肥品種的技術(shù)指標(biāo)及性能特征用全新的檢測方法進(jìn)行檢測：嚴(yán)格界定是否合格時(shí)，以DLS納米測粒儀，測出水溶上清液中的分子粒徑平均小于650納米，且該部分在溶液中含碳量與樣品總質(zhì)量之比符合上表為合格。工廠化驗(yàn)室快速測試方法，是將樣品水溶上清液通過650納米濾膜后，測得過濾液中含碳量與樣品總質(zhì)量之比達(dá)到上表為合格。有機(jī)碳肥還可以同化肥、微生物制劑復(fù)配開發(fā)出多款衍生產(chǎn)品，適合一切農(nóng)作物，可作基肥、追肥、葉面肥和管道輸送，因此它是一類市場前景無比廣闊的高效綠色環(huán)保肥料，其在我國潛在的市場用量每年幾千萬噸。三、有機(jī)碳肥的功能(8+1) 有機(jī)碳肥在農(nóng)業(yè)方面有八大功能，加上其環(huán)保貢獻(xiàn)，可概括為(8+1)： 1、有機(jī)碳肥是傳統(tǒng)有機(jī)肥的升級換代品有機(jī)碳肥“有效碳”6%～15%，其有機(jī)肥力是傳統(tǒng)有機(jī)肥的5～10倍，同功能微生物相匹配使用更能使肥力倍增。每畝每茬用量20～100公斤就見顯效，用量相當(dāng)于有機(jī)肥的5%-10%，使用成本300～500元，相當(dāng)于使用有機(jī)肥成本的40%-50%.有機(jī)碳肥單位面積用量少、水溶性好，就能象化肥那樣方便施用，可上山、可入水。填補(bǔ)傳統(tǒng)有機(jī)肥難于應(yīng)用的大量空間。有機(jī)碳肥還可管道輸送、可滴灌、可進(jìn)入無土栽培系統(tǒng)，甚至還可用于氣霧栽培。所以有機(jī)碳肥是信息化時(shí)代的精品有機(jī)肥。 2有機(jī)碳肥是化肥的最佳伴侶有機(jī)碳肥與化肥混合施用與純化肥對比，在化肥用量不減的情況下，農(nóng)作物增產(chǎn)30%-100%，有機(jī)碳肥與三大化肥配合施用的合理配比如下： EC/W=0.2～0.3 式中：EC為有機(jī)碳肥中“有效碳”含碳量; W為(N+P2O5+K2O)總量; 0.2適用于土壤有機(jī)質(zhì)含量較豐富情況; 0.3適用于土壤有機(jī)質(zhì)匱乏的情況; 復(fù)合造粒EC/W值建議用0.25～0.3。我國多年來有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料推廣不開，主要原因是粗重的有機(jī)肥與精細(xì)的化肥門不當(dāng)戶不對。有機(jī)碳肥單位面積用量與化肥相當(dāng)，混合使用門當(dāng)戶對。“有機(jī)碳無機(jī)復(fù)混”肥料必成未來主流肥料。 3、有機(jī)碳肥是微生物肥料的補(bǔ)碳劑通過施用有機(jī)碳肥可以給微生物肥料補(bǔ)碳以提高其有效率。施用有機(jī)碳肥后，功能微生物迅速發(fā)展成土壤中的優(yōu)勢種群，隨著土壤水氣熱環(huán)境改善，土壤生態(tài)良性循環(huán)產(chǎn)生的生物多樣性又進(jìn)一步推動(dòng)生物肥力的提高，如此，有機(jī)碳肥就幫助微生物肥料發(fā)揮出真正威力。 4、有機(jī)碳肥是多功能高效土壤調(diào)理劑有機(jī)碳肥是有機(jī)碳養(yǎng)分富集的有機(jī)肥，與普通有機(jī)肥相比，它不但用量少，而且它的使用濃度恰與功能微生物的需求相適應(yīng)，能迅速調(diào)動(dòng)和擴(kuò)大功能微生物的作用，快速改良土壤。有機(jī)碳肥的原材料是有機(jī)廢棄物，其中的高濃度有機(jī)廢水保留并濃縮了有機(jī)物質(zhì)中的水溶碳和中微量元素，這更使它兼具補(bǔ)碳與補(bǔ)素(中微量元素)的雙重功能，所以有機(jī)碳肥是一種高效多功能土壤調(diào)理劑。 5、有機(jī)碳肥是農(nóng)作物光合作用增強(qiáng)劑有機(jī)碳養(yǎng)分經(jīng)由被土壤微生物吸收、被根系吸收和與礦物質(zhì)養(yǎng)分融合三種直接作用引發(fā)土壤生物肥力、物理肥力和化學(xué)肥力連環(huán)促進(jìn)的能量傳遞，這個(gè)過程的發(fā)展變化導(dǎo)致土壤肥沃和根系發(fā)達(dá)，肥水供應(yīng)充足，從而使植物葉片寬厚，葉綠體碩大、葉綠素豐富，植物光合作用效率大大提高，請看以下兩組對比圖。圖3.有機(jī)碳肥對農(nóng)作物光合作用的影響植物體內(nèi)每日積累的碳水化合物(有機(jī)碳養(yǎng)分)越多，其所吸納的礦物質(zhì)養(yǎng)分就越多，大體呈正比的關(guān)系，所以施用少量有機(jī)碳肥，就能使農(nóng)作物呈現(xiàn)30%甚至100%的增產(chǎn)，就連最難大幅度增產(chǎn)的水稻都能增產(chǎn)30%以上。 6、有機(jī)碳肥是農(nóng)作物防病抗逆機(jī)能的促進(jìn)劑農(nóng)作物有機(jī)碳養(yǎng)分充足，無機(jī)養(yǎng)分配套，土壤三大肥力連環(huán)促進(jìn)，農(nóng)作物就根深葉茂，對抗病害能力和自我修復(fù)能力就增強(qiáng)。土壤肥沃，生物多樣性豐富，氣場旺盛，土壤中和空氣中有益微生物活躍，致病菌難以繁衍，農(nóng)作物染病的機(jī)會(huì)就少。所以說有機(jī)碳肥是農(nóng)作物防病抗逆機(jī)能的促進(jìn)劑。 7、有機(jī)碳肥是激活農(nóng)作物生產(chǎn)潛力的能源有機(jī)碳肥能激發(fā)農(nóng)作物的生產(chǎn)潛力。一些禾本科作物，例如水稻、小麥，施用有機(jī)碳肥后，有效分蘗數(shù)能增加30%以上，增產(chǎn)30%以上。對采摘期長的作物，使植株避免早衰、果實(shí)更豐滿，還能延長採摘期。例如蕃茄、茄子、辣椒、四季豆、黃瓜等增產(chǎn)50%以上。利用“有機(jī)碳肥+化肥”技術(shù)使青花菜一株采三次花，產(chǎn)值增加150%。這方面更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值表現(xiàn)在使果樹樹勢壯旺，延長生育樹齡，成為接近原生態(tài)的“長壽樹”。由于有機(jī)碳肥助根的“天性”，塊根類作物如：紅薯、馬鈴薯、淮山、蘿卜、胡蘿卜、人參、三七等，使用后塊根碩大、風(fēng)味特佳。缺碳使許多化肥離子失去了被組合的機(jī)會(huì)滯留在植物胞外液中，使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降口感差。有機(jī)碳養(yǎng)分的進(jìn)入組合了這些垃圾變廢為寶，使農(nóng)產(chǎn)品既高產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)。例如小番茄甜度提高33%，南方大棚哈密瓜的甜度達(dá)到18～19。發(fā)現(xiàn)災(zāi)害后及時(shí)灌施液態(tài)有機(jī)碳肥，可使農(nóng)作物在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)長勢，取得較好收獲。施用有機(jī)碳肥的豆科作物不倒伏，產(chǎn)量提高30%左右。西蘭花：底肥每畝用復(fù)合肥50kg加有機(jī)碳菌肥50kg;追肥每畝澆施液態(tài)有機(jī)碳肥4次共3kg; 玉米：底肥每畝用復(fù)合肥40kg加有機(jī)碳菌肥40kg;追肥每畝澆施液態(tài)有機(jī)碳肥3次共3kg。圖4.有機(jī)碳肥對農(nóng)作物的增產(chǎn)增收的促進(jìn)作用 8、有機(jī)碳肥護(hù)航土地永續(xù)耕作常態(tài)化地開展物質(zhì)循環(huán)，才能培肥地力。過去行之有效的千家萬戶“積肥”下地的“局部物質(zhì)循環(huán)”已經(jīng)式微了，土地缺碳、土壤貧瘠，農(nóng)作物在亞健康中生長。有機(jī)碳肥產(chǎn)業(yè)就是建立大物質(zhì)循環(huán)的產(chǎn)業(yè)。局部碳循環(huán)沒有了，大量有機(jī)廢棄物卻亂堆亂排，我們順勢而為，建立起以有機(jī)碳肥為核心的大的碳循環(huán)，就能形成新的培肥地力機(jī)制，使土地永續(xù)耕作。 9、有機(jī)碳肥產(chǎn)業(yè)對環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn) 首先表現(xiàn)在節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面。當(dāng)有機(jī)碳肥年產(chǎn)達(dá)到3000萬噸時(shí)，全國每年可減排COD約400萬噸。這是一種有別于傳統(tǒng)環(huán)保措施的“完全碳回收”措施。請看以下比較圖。圖5.有機(jī)碳肥處理技術(shù)對環(huán)境保護(hù)的重要作用其次表現(xiàn)在對自然環(huán)境的改善方面。有機(jī)碳肥是高效土壤調(diào)理劑。常態(tài)化施用有機(jī)碳肥，土壤物理結(jié)構(gòu)優(yōu)化，水氣熱協(xié)調(diào)，有機(jī)、無機(jī)養(yǎng)分均衡，生物多樣性豐富，土壤就能恢復(fù)生命力，提高自凈能力和緩沖調(diào)節(jié)能力，溫室氣體排放減少，還給我們一個(gè)潔凈清純的大氣環(huán)境。土壤團(tuán)粒化，壤土層增厚，持水能力增強(qiáng)，有效緩解雨水對地表的沖刷，既保護(hù)了土地，又減少對河流湖泊的污染。有機(jī)碳肥與化肥配合使用，能使化肥利用率提高30%-50%，這就相應(yīng)減少了化肥的揮發(fā)和流失，可大大減輕湖泊和近海富營養(yǎng)化的程度。四、有機(jī)碳肥產(chǎn)業(yè)展望有機(jī)碳肥不但功能廣泛，而且適于解決當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)面臨的耕地貧瘠，農(nóng)作物缺碳，農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化等緊迫問題。有機(jī)碳肥又是以固液有機(jī)廢棄物為原料，原料來源取之不盡，生產(chǎn)過程耗能低，不產(chǎn)生二次污染，完全能發(fā)展成全國性大產(chǎn)業(yè)。我國垃圾圍城、污水橫流的局面，將因有機(jī)碳肥產(chǎn)業(yè)的興起而改變。面對著大量有機(jī)廢棄物，我們順勢而為建立起大物質(zhì)循環(huán)體系，請看以下流程圖。圖6.有機(jī)碳肥與大物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系二十多年來我國耕地有機(jī)質(zhì)含量平均每年下跌0.05個(gè)百分點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)跌到2.08%，這種狀況不能在短時(shí)期內(nèi)根本扭轉(zhuǎn)，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化就失去土地基礎(chǔ)。如何扭轉(zhuǎn)?要使1畝耕地有機(jī)質(zhì)含量提高1個(gè)百分點(diǎn)，必須施用8噸傳統(tǒng)有機(jī)肥。18億畝耕地必須用144億噸。全國有機(jī)肥廠卯足勁干，需要70年!怎么辦?面對懸崖絕壁，我們必須另辟蹊徑：找有機(jī)碳肥! 有機(jī)碳肥產(chǎn)業(yè)加上使用有機(jī)碳肥技術(shù)改造的化肥、有機(jī)肥、微生物肥料產(chǎn)業(yè)，再加上用有機(jī)碳肥技術(shù)將大量分散的有機(jī)廢棄物就地處理成肥料，特別是使用有機(jī)碳菌劑快速腐解的秸稈還田技術(shù)，形成對我國耕地多渠道多層面的沃土肥田覆蓋，就可以化險(xiǎn)為夷，使我國大部分耕地有機(jī)質(zhì)含量每5年升1個(gè)百分點(diǎn)，10年內(nèi)便可以使耕地有機(jī)質(zhì)平均含量大于3.5%。達(dá)到此局面，在使用等量化肥的情況下，農(nóng)業(yè)將整體增收30%以上。與此同時(shí)，我國將因上述措施每年減排COD近千萬噸。有機(jī)碳肥技術(shù)是一項(xiàng)強(qiáng)國富民的創(chuàng)新技術(shù)，它將推動(dòng)農(nóng)業(yè)徹底告別“化學(xué)農(nóng)業(yè)耕作”方式，走上土壤肥料陰陽平衡、農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、農(nóng)業(yè)環(huán)境日益改善的健康發(fā)展之路。

清華大學(xué) 2021-04-13

低碳與環(huán)保科技館建設(shè)方案

序號儀器名稱規(guī)格與技術(shù)參數(shù) 單位數(shù)量 1 一度電的意義規(guī)格: ￠800×1000，底臺(tái)：￠800×700，材質(zhì):玻璃鋼。觀眾通過踩動(dòng)自行車踏板，啟動(dòng)發(fā)電裝置，并結(jié)合多媒體的內(nèi)容，了解節(jié)約一度電的意義。讓人們知道低碳生活可以從生活中的點(diǎn)滴做起。套 1 2 霧霾的形成與危害規(guī)格: ￠800×1000，底臺(tái)：￠800×700，材質(zhì):玻璃鋼。采用多媒體的形式，系統(tǒng)介紹霧霾的形成原因、危害和預(yù)防措施，從科學(xué)的角度解釋霧霾的成因以及與我們的關(guān)系。套 1 3 都江堰水利工程規(guī)格：900×600×900，配視頻解說。材質(zhì)：采用高分子材料一次性成型，彩色搭配。功能：1.三維立體式雕塑工藝制作，直觀生動(dòng)的再現(xiàn)了都江堰水利工程的工作原理 2.光電顯示電路采用微控器控制，工作狀態(tài)穩(wěn)定，顯示效果逼真。套 1 4 沼氣的利用模型規(guī)格：沼氣池:￠800×700,灶臺(tái):800×600×800，背板650×600,演示沼氣點(diǎn)燈、沼氣灶。套 1 5 水處理演示系統(tǒng) 規(guī)格：900×600×1100，底臺(tái)：900×600×750，材質(zhì):玻璃鋼。五級處理過濾:1、過濾泥沙，懸浮物，雜質(zhì)；2、吸附水中異色異味、大分子有機(jī)物；3、深層次吸附水中異色異味及有害物質(zhì)；4、去除水中細(xì)菌、膠體大分子有機(jī)物有害物質(zhì)；5、吸附水中殘余異色異味。套 1 6 PM2.5模擬與檢測體驗(yàn) 規(guī)格: 規(guī)格：￠800×1000，底臺(tái)：￠800×700，ABS工程塑料，開模一次成型。細(xì)顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。它能較長時(shí)間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。功能:霧霾模擬，霧霾檢測體驗(yàn)。套 1 7 健身發(fā)電,腳踏發(fā)電規(guī)格：車:820×520×1050; 燈柱:500×400×1600, 雙腳蹬車踏板，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，燈柱上的一排燈便逐個(gè)亮起。套 1 8 墻體保溫規(guī)格：1、墻體保溫模型：1200×700×1200; 模型材質(zhì)：玻璃鋼；從外到內(nèi)依次展示保溫墻體的構(gòu)成2、多媒體系統(tǒng)：800×600×900，墻體保溫方法、各種保溫材料、施工工藝等. 套 1 9 我要低碳規(guī)格：1、我要低碳模型：1500×700×1200；模型材質(zhì)：玻璃鋼；低碳行動(dòng)需要全社會(huì)的支持，如果每一個(gè)人都身體力行地參與到低碳的行動(dòng)中來，拯救地球，拯救人類賴以生存的自然環(huán)境就不是夢想了。2、多媒體系統(tǒng)：我要低碳動(dòng)畫演示。套 1 10 生存危機(jī) 規(guī)格：1、500×700×1200；模型材質(zhì)：玻璃鋼；本展項(xiàng)從人的個(gè)體感受出發(fā)，聚焦人們對全球變暖引發(fā)的人類生存危機(jī)的認(rèn)識(shí)，因?yàn)閷ξC(jī)的漠視可以說是一種更大的危機(jī)。展項(xiàng)形象化地揭示人們對全球變暖問題忽視的原因，以社會(huì)調(diào)查的方式和生動(dòng)的動(dòng)畫故事，啟發(fā)觀眾認(rèn)識(shí)到問題的尖銳性并做出自己的思考和抉擇。2、多媒體系統(tǒng)：生存危機(jī)動(dòng)畫演示。套 1 11 溫室氣體規(guī)格：1、1500×700×1200；模型材質(zhì)：玻璃鋼；本展品讓觀眾了解各種溫室氣體的基本知識(shí)，它們從哪里來，都有些什么作用. 2：多媒體系統(tǒng)：溫室氣體動(dòng)畫演示。套 1 12 水土保持演示儀觀察不同土樣被同時(shí)沖淋后的水土流失情況；認(rèn)識(shí)植被的根系對水土保持的原理和重要意義。套 1 13 新能源小屋規(guī)格：900×800×1300；探究課題：該模型集太陽能、風(fēng)能、化學(xué)能、生物能的應(yīng)用于一體，集中展示了各種新能源的應(yīng)用套 1 14 大自然的眼睛規(guī)格：1、￠800×1100,本展品通過多媒體互動(dòng)讓觀眾了解人類“高消耗”、“高排放”、“高污染”的嚴(yán)重性和帶來的生存危機(jī)，引發(fā)觀眾的思考，喚醒觀眾的環(huán)保意識(shí)。 2：多媒體系統(tǒng)：大自然的眼睛動(dòng)畫演示。套 1 15 地球碳庫規(guī)格1、1500×700×1200；模型材質(zhì)：玻璃鋼；碳是構(gòu)成有機(jī)體的重要元素之一，它以二氧化碳的形式貯存于大氣中，同時(shí)也以有機(jī)物和無機(jī)物的形式貯存在地球各個(gè)系統(tǒng)中，本展項(xiàng)將向觀眾介紹地球中的四大碳庫：大氣碳庫、海洋碳庫、陸地生物圈碳庫及土壤碳庫。使參觀者了解碳元素在自然界的存在方式。2：多媒體系統(tǒng)：地球碳庫動(dòng)畫演示。套 1 16 環(huán)保知識(shí)互動(dòng)搶答系統(tǒng) 規(guī)格：搶答臺(tái)1個(gè)3000×500×700；四人組，由計(jì)算機(jī)、搶答器和搶答軟件系統(tǒng)組成。系統(tǒng)提出環(huán)保知識(shí)問題，學(xué)生進(jìn)行搶答。套 1 17 垃圾分類實(shí)驗(yàn)儀規(guī)格：￠800×1100，提供不可回收垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和廚余四種垃圾桶，將11種放入這四種垃圾桶中，如果放錯(cuò)了會(huì)提示。套 1 18 舊衣物處理規(guī)格：900×500×800，底臺(tái)：900×600×750，木質(zhì)材料拷漆。六個(gè)觀察窗口,，每個(gè)觀察窗口：285×165 本展項(xiàng)通過六個(gè)窗口介紹舊衣物處理的具體方法，倡導(dǎo)節(jié)儉的生活方式，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。套 1 19 把太陽光引到家規(guī)格：800×600×800，底臺(tái)：800×600×800，木質(zhì)材料拷漆。光導(dǎo)管技術(shù)是太陽光能利用的一種方式，屬于綠色照明技術(shù)，該技術(shù)為光能的高效傳輸提供了可能的途徑。光導(dǎo)管技術(shù)可以把室外的太陽光傳輸?shù)绞覂?nèi)來而不產(chǎn)生過多的熱。套 1 20 抽水儲(chǔ)能規(guī)格：900×600×1200，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。抽水儲(chǔ)能電站的主要功能確實(shí)應(yīng)該是調(diào)節(jié)峰谷用電問題。由于電網(wǎng)分配給某一地區(qū)的電量是一定的，它不分峰谷用電。而地區(qū)在使用時(shí)一定會(huì)出現(xiàn)上午7時(shí)到晚上十時(shí)用電量大，而晚上十時(shí)到上午7時(shí)用電量小的峰谷問題。這將出現(xiàn)晚上電力資源浪費(fèi)，白天電力資源不足影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾。而抽水儲(chǔ)能電站卻卻就是為解決這個(gè)矛盾建設(shè)的。它晚上利用電網(wǎng)富裕的電力向上游水庫抽水儲(chǔ)能，白天往下游開閘發(fā)電，向電網(wǎng)送電。抽水儲(chǔ)能電站它本身利用了峰谷用電價(jià)格的差別，不但能夠生存，而且還有一定的利潤。套 1 21 食品巧加工規(guī)格：900×600×1100，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。針對所要加工的食物選擇科學(xué)的加制作方法，不但能夠制作出美味的食品，而且還能降低能源消耗，減少排碳量. 套 1 22 節(jié)能用水方法. 規(guī)格：900×600×1100，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。介紹節(jié)約用水的一些具體方法，包括：水龍頭節(jié)水的使用方法。一水可以多用。利用虹吸管進(jìn)行倒水，實(shí)現(xiàn)水的再利用。說明：在臺(tái)面展板上面鑲嵌有“水龍頭”、“洗菜盤”、“米飯鍋”、“ 家用蓄水桶”、“虹吸塑料管”的小形象圖標(biāo)，圖標(biāo)旁邊有相應(yīng)的具體文字，分別介紹水龍頭節(jié)水的使用方法。一水可以多用。利用虹吸管進(jìn)行倒水，實(shí)現(xiàn)水的再利用。通過觸摸開關(guān)，觀看系統(tǒng)流程。套 1 23 節(jié)能燈PK普通燈規(guī)格：900×600×800，，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。觀察它們的亮度以及電流表所表現(xiàn)的負(fù)載功率。說明：在800×600×700的臺(tái)面上，安裝了白熾燈、節(jié)能燈和半導(dǎo)體燈模型，參與者通過操作觀察它們的亮度以及電流表所表現(xiàn)的負(fù)載功率。套 1 24 環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)系統(tǒng) 規(guī)格：￠800×1000，底臺(tái)：￠800×700，ABS工程塑料，開模一次成型。6位數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)碼管尺寸：48×70，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集板4塊。能同時(shí)測量CO2、O2、溫度、濕度等量，數(shù)字顯示。套 1 25 垃圾填埋處理場模型規(guī)格：1000×800×1100展示垃圾填埋、覆蓋土層、沼氣收集發(fā)電和滲濾液進(jìn)行污水處理等。套 1 26 環(huán)保低碳小屋規(guī)格：2000×2000×1500，雨水收集和凈化系統(tǒng)、光熱收集系統(tǒng)、收集風(fēng)能系統(tǒng)、房屋隔熱、雙層玻璃窗、地?zé)崂孟到y(tǒng)等。配視頻解說。套 1 27 雨水收集與濕地保護(hù)模型規(guī)格：1000×1000×1000，模型的雨水收集和匯流路徑可以展現(xiàn)城市降水對人工雨水濕地的補(bǔ)給環(huán)流路徑。套 1 28 地球村的“碳”危機(jī) 規(guī)格：規(guī)格：900×600×1000，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。溫室效應(yīng)、生態(tài)惡化、能源匱乏、資源枯竭，人類面臨的種種危機(jī)已經(jīng)敲響了警鐘，人類社會(huì)發(fā)展對碳基能源的過度依賴，二氧化碳及其他污染物的高排量是隱藏在危機(jī)背后的真相，關(guān)注地球氣候現(xiàn)狀，反省以往的高碳發(fā)展方式并做出刻不容緩的改變是人類唯一的出路。本產(chǎn)品重點(diǎn)介紹地球村的“碳”危機(jī)。套 1 29 自然界的“碳”循環(huán) 規(guī)格：900×600×1000，，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。對碳元素的存在形式，自然界碳元素的循環(huán)的理解，為人們明確低碳概念、認(rèn)同低碳生活奠定必要的基礎(chǔ)。套 1 30 新能源綜合展示模型規(guī)格：900×600×1100，底臺(tái)：900×600×750，ABS工程塑料，開模一次成型。套 1 31 發(fā)電塔規(guī)格：800×600×1100 ?演示發(fā)電塔功能。套 1 32 飛輪儲(chǔ)能規(guī)格：800×600×1100飛輪儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能效率高（90%）、功率大、壽命長、無污染、易制作等優(yōu)點(diǎn). 套 1 33 廢棄物分類與回收規(guī)格：800×600×1100 ?演示廢棄物分類與回收方法。套 1 34 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電規(guī)格：900×500×1100 ? 利用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電。套 1 35 太陽能熱水器規(guī)格：800×600×1000 ? 演示太陽能熱水器工作原理。套 1 36 污水源地源熱泵原理規(guī)格：900×600×1000 ?演示污水源地源熱泵工作原理。套 1 37 旋轉(zhuǎn)屋規(guī)格：800×600×1100 ?演示旋轉(zhuǎn)采光。套 1 38 壓縮空氣儲(chǔ)能規(guī)格：800×600×1100，在臺(tái)體中嵌入氣罐模型和燈帶，互動(dòng)演示壓縮空氣儲(chǔ)能的原理。套 1 39 合理利用清潔能源規(guī)格：800×600×1100 套 1 40 豐富的含碳化合物規(guī)格：900×600×1000 在自然界里，目前已知的含碳化合物已有上百萬種，它們分為有機(jī)含碳化合物和無機(jī)含碳化合物，其中有機(jī)含碳化合物又可分為脂肪族和芳香族兩類，在結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn)。本展品將通過活潑可愛的動(dòng)畫形式對常見的各種含碳化合物名稱、分子式和結(jié)構(gòu)作簡單介紹，使觀眾了解身邊“豐富的含碳化合物”。套 1 41 碳的遷移規(guī)格：800×600×1000 本展品將從人類呼吸開始，講述碳離開人體進(jìn)入大氣，進(jìn)入植物、進(jìn)入土壤，最終隨著化石燃料的燃燒再次成為二氧化碳，釋放到大氣的過程。套 1 42 碳循環(huán) 規(guī)格：800×800×100 該展示模型通過聲、光、電技術(shù)表現(xiàn)碳源和碳匯的機(jī)理過程，采取與公眾互動(dòng)的形式，直觀、生動(dòng)形象地展示了自然界碳循環(huán)的基本過程及機(jī)理。套 1 43 身邊的污染規(guī)格：800×600×1000，重點(diǎn)介紹環(huán)境變化對水的污染。套 1 44 了解霧霾機(jī) 規(guī)格:800×400×1000,展品通過圖文介紹以及展品右下側(cè)的滾盤，向公眾介紹關(guān)于霧和霾的區(qū)別以及辨別方式。右下側(cè)通過滾動(dòng)滾盤，觀看不同參數(shù)下的空氣優(yōu)良環(huán)境。套 1 45 氣候辨辨辨規(guī)格:900×400×1600,展品通過翻牌獲知不同氣候預(yù)警信號的知識(shí)，了解關(guān)于天氣的分類以及預(yù)警信號所象征的天氣。套 1 46 綠色之樹規(guī)格:900×400×1600,本展品通過科普視頻讓觀眾了解空氣中的污染物顆粒對人體的危害，并且通過旁側(cè)的凈化樹展品來展示空氣中污染物的圖片，更加清晰直觀的讓觀眾了解空氣污染的危害。套 1 47 立柱式智能蔬菜種植機(jī) 采用進(jìn)口有機(jī)生態(tài)栽培基質(zhì)和無土栽培專用營養(yǎng)液，提供作物生長所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)，保證作物的長勢良好，讓您收獲綠色、無污染的蔬菜。一套多層，可以栽培幾十組蔬菜或者花卉。配合專用連接桿，可任意組合搭配。底部配裝萬向輪，可任意移動(dòng)。自動(dòng)澆灌，高低水位控制。觸摸式按鍵，傻瓜式操作，多種栽培模式選擇。套 1 48 尋找低碳排放物了解哪些是低碳排放物，以選擇相應(yīng)的替代手段，保持低碳生活。不同的交通工具，其排放的CO2量不同；不同的發(fā)電廠，向其排放的CO2量不同，等等。我們可以選擇那些低碳排放物，保持低碳生活。采用計(jì)算機(jī)、圖像處理及感應(yīng)檢測技術(shù)等形式展現(xiàn)低碳排放物，觀眾可通過手的控制選擇低碳排放物（拍打蝴蝶方式：計(jì)算機(jī)、大屏幕電視、觸摸檢測技術(shù)、紅外檢測技術(shù)）套 1 49 碳失衡世界南極冰川總貯冰量為2930萬立方公里，占全球冰總量的90％。如其融化全球海平面將上升大約60米。展品警示如果按照人類現(xiàn)今社會(huì)加速發(fā)展的趨勢，南極冰川完全有可能在一二百年之內(nèi)全部融化，到那時(shí)海平面將上升60米，諸多城市被淹沒。觀眾旋動(dòng)操作臺(tái)上的溫度旋鈕，結(jié)合視頻與模型觀看南極冰川融化對地球的影響。套 1 50 我的低碳生活妙招汽車尾氣大量排放，綠化日漸減少，這些都會(huì)給我們地球帶來沉重的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致地球環(huán)境破壞。為了保護(hù)我們的地球，我們必須要倡導(dǎo)低碳生活。通過觸摸屏互動(dòng)學(xué)習(xí)，傳授低碳生活的妙招。作為低碳生活展區(qū)的一個(gè)互動(dòng)項(xiàng)目，“我的低碳生活妙招”的意義包括兩個(gè)方面： 1、傳授低碳生活知識(shí)；2、觀眾互動(dòng)參與，將自己低碳生活的妙招與他人分享。套 1 51 美麗的星球通過該展品，觀眾可從宇宙的視角來觀察自己所賴以生存的世界，了解地球的外界環(huán)境結(jié)構(gòu)及其來之不易的生態(tài)平衡；想象人類過分活動(dòng)排放的過多溫室氣體對我們美麗的星球所引起的失衡后后果。一具緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的精美的虛擬地球儀，連綿不絕的云霧圍繞在它的周圍，襯托出我們?nèi)祟惿嫫胶獾氖澜纭２捎脝闻_(tái)投影將畫面投射在球形內(nèi)表面，通過圖像處理系統(tǒng)幻化成連綿不絕的云霧所圍繞的地球，展示出我們?nèi)祟惿嫫胶獾氖澜纭?套 1 52 碳原子規(guī)格: ￠800×1100，底臺(tái)：￠800×700，原子核為半透明，光源為多彩光源散射成光影效果；電子運(yùn)動(dòng)軌跡為半透明管，光源四處流動(dòng)；底座配音響（音響效果為主輕音樂為輔）。通過聲光電展示立體的碳原子模型。套 1 53 身邊有碳規(guī)格:800×300×1400,展示碳的存在形式。碳的存在形式是多種多樣的，有晶態(tài)單質(zhì)碳如金剛石、石墨；有無定形碳如煤；有復(fù)雜的有機(jī)化合物如動(dòng)植物等；碳酸鹽如大理石等。單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結(jié)構(gòu)不同，各有各的外觀、密度、熔點(diǎn)等。展品提供多種實(shí)物加電子合成演示供觀眾實(shí)際體會(huì)。以碳類型的實(shí)物加電子合成演示。套 1 54 測你呼出的二氧化碳通過儀器檢測人體呼出的二氧化碳有多少（結(jié)合展板）。了解一個(gè)人呼出一口氣時(shí)排放的二氧化碳量。套 1 55 地球也發(fā)燒本展品主要展示溫室效應(yīng)現(xiàn)象。啟發(fā)：只要人類能夠通過控制自己的行為盡量減少二氧化碳的產(chǎn)生，溫室效應(yīng)就能夠得到某種程度的緩解。采用模擬現(xiàn)實(shí)和傳感器數(shù)字化技術(shù)，展現(xiàn)溫室效應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，觀眾可通過呼進(jìn)地球模型的CO2來改變內(nèi)部密封的地球溫度。地球開始升溫，變色。套 1 56 百年高碳展示人類活動(dòng)的幾百年中，二氧化碳排放與地球溫度變化的關(guān)系,給人以警示。采用紅綠LED燈光構(gòu)成二氧化碳排放量與地球溫度變化的“柱狀圖”圖表，時(shí)間軸上設(shè)計(jì)一個(gè)可以滑動(dòng)的年代滑塊。觀眾可以移動(dòng)滑塊，觀察柱狀圖的動(dòng)態(tài)顯示值。套 1

南京師范大學(xué)課程資源研究所 2021-08-23

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