用二氧化碳“种”陈皮！米乐M6_YY体育_YY易游体育_米乐M6官网_yy易游官网-APP下载

　　米乐M6易游植物通过光合作用，可将二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气；二氧化碳也是全球温室效应加剧、气候变暖的“罪魁祸首”……但其实，地球上已知的所有生物都属于碳基生物，因此，二氧化碳也是我们的宝贵资源。

　　江门双碳实验室主任教授领衔的科研团队（下称“团队”）将农业与碳利用巧妙配合，运用物联网智能感知技术，建立人工智能与大数据决策管理模型，实现“光—温—水—肥—气”一体化管理，促进植物对二氧化碳的高效吸收利用。

　　根据应用结果，使用该技术后，果蔬普遍增产30%左右，生产期普遍缩短7至10天，可提前上市抢占市场先机。此外，果蔬品质明显提升——维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白等营养物质含量提高，硝酸盐、亚硝酸盐、重金属等含量降低。

　　长期从事气候变化、植物生理生态学和生态系统碳循环研究，研究方向包括植物光合与呼吸作用、二氧化碳资源化利用、大数据和人工智能在生态环境中的应用等。近期，他更被国际学术评估机构为“生态与进化”领域全国前20位顶级科学家之一。

　　“目前，大气中的二氧化碳浓度约为420ppm。当植物进行光合作用时，其冠层中的二氧化碳浓度显著低于这个数值，而在封闭的温室大棚中甚至低于100ppm，这说明作物处于极度‘饥饿’的状态。”带着提高农作物产量和品质的愿景，在二氧化碳施肥领域深耕20余年的团队，让植物吃上了二氧化碳“自助餐”。

　　江门双碳实验室由江门市政府和香港科技大学（广州）发起共建，探索“双碳实验室+双碳产业园”的政产学研用融通发展模式。实验室首期选址江门市新会区，总建筑面积约17万平方米。

　　2022年1月，首次来到了江门新会。经了解分析，他认为，当下我国正大力实施“双碳”战略，且江门双碳实验室与自身的研究方向、研究兴趣非常契合，于是萌生了加入的念头。

　　“初来江门两个星期，我就被当地的人文历史和自然环境吸引住。或许旅居海外20多年的经历，让我愈加向往这里的开放包容和朴实民风。”分享，他还在水果市场遇到了“卖瓜却说瓜不好”的诚实商贩。

　　紧接着，等人着手制定近40份实验室规章制度、管理办法等，并在江门市政府以及香港科技大学（广州）的支持下，从国内外招聘一批“双碳”领域的领军人才和青年英才。

　　介绍，江门双碳实验室现有各类人员100余人，其中，科研队伍中具有博士学位人员占比70%以上，且一半以上具有海外研究经历。

　　“我们希望能成为‘顶天立地’的实验室，既要做国际一流的科学研究和基础研究，对人类的知识有所贡献，又要立足湾区、立足江门的产业和社会经济发展需要，加速科研成果转化应用。”说。

　　为此，江门双碳实验室布局了5大研究方向，包括硅能源电力系统、新型储能技术、碳计量与碳资源利用、碳捕集利用与封存、双碳政策与系统设计。

　　目前，江门双碳实验室已获批设立国家级博士后科研工作站，并获批建设“粤港碳中和科学与技术联合实验室”，这是广东省“双碳”领域第一个省级科研平台，也是广东首个“双碳”领域粤港联合实验室。此外，正在筹建“碳达峰碳中和广东省实验室”。

　　现今，我国每年使用化石燃料排放的二氧化碳达110多亿吨。将二氧化碳大规模应用在农业种植上，不仅能提高农作物产量和品质，保障粮食安全，还能减少二氧化碳排放，助力加快实现“双碳”战略目标。

　　考虑到发展农业碳汇（将二氧化碳从大气中吸收并储存在农田、植被和土壤中的过程）的基础规模、环境和经济效益，团队于前年启动实施二氧化碳气肥技术转化应用。

　　“这是我们最宝贵的东西，也是我们这两年的积累。”江门双碳实验室碳计量与碳资源利用研发中心内，李腾飞打开超低温冰箱，对各类植物样本、土壤样本如数家珍，烟雾缭绕的冷空气遇上满腔热情的他，快速消散。

　　李腾飞是带的博士研究生，也是其团队的一员。2022年，初来江门的他便与搭档徐帅朋、师妹李玉靖等投身二氧化碳气肥技术的实验与转化。二三十斤重的光合仪，他们拎起就走，各奔田间地头测定各种植物的光合速率。

　　“大量实验证明——提高二氧化碳浓度短时间内可以提高光合速率。这是二氧化碳气肥工作原理，而难点在于如何实现二氧化碳的高效捕集以及精准增施。”说。

　　在长期研究光合作用和二氧化碳施肥机理的基础上，团队利用物联网、无线通信、大数据和人工智能技术，在实验室初步实现“光—温—水—肥—气”一体化管理，且实验数据结果喜人。

　　“离开实验室的瓶瓶罐罐，我们还能成功吗？”带着这样的疑问，团队在江门双碳实验室园区建立起二氧化碳生物利用实验田，该示范基地占地面积约4500平方米，分为气体调配区和作物种植区。

　　其中，气体调配区将高浓度二氧化碳配置成作物生长所需要的浓度，通过输气管道送到种植试验区；种植区由5个小区组成，主要种植红薯、花生、火龙果等作物，并随机安排二氧化碳8个处理组和4个对照组。

　　位于江门双碳实验室二氧化碳生物利用实验田的二氧化碳浓度控制系统主体。黄绍侦 摄

　　“二氧化碳浓度控制系统由气罐、汽化器、减压阀、电磁阀和阀门控制器组成。”李腾飞介绍，该智能控制系统还能够精确控制作物生长所需二氧化碳浓度，同时调控温室大棚内的温湿度。

　　与此同时，团队在新会（柑）陈皮种质资源保护与良种苗木繁育中心，实施新会陈皮（茶枝柑）二氧化碳施肥项目，设实验组与对照组各30组，均为5年树龄茶枝柑，实验组二氧化碳施肥浓度为800ppm。

　　为全面提升团队的种植技术水平，还率队前往广西南宁深入学习农作物的施肥打药、疏花采收等。待到收成之日，果蔬、土壤等样本先送至预处理实验室进行超声萃取，然后再到化学实验室、生物实验室，通过冠层分析仪、液相色谱仪、元素分析仪等设备进行测定。

　　实验数据显示，团队再次收获不俗的成绩——红薯增产34%，可溶性糖增加34%；花生果实增产33.1%，油酸含量增加55.7%；火龙果增产27%，糖度最高达17.2%……

　　“那段时间，工作忙碌的徐老师常以红薯代餐，于是我们给他买了烤箱，办公室便屡屡飘来烤红薯的甜香。”李腾飞掬起一捧花生介绍，“这是我们实验田种植的花生，可以多榨出约50%的花生油。”望向实验田，他又补充道，“这片希望的田野，还锻炼并培育了2名博士、5名硕士……”

　　江门双碳实验室二氧化碳生物利用实验田内，李腾飞正采摘成熟的火龙果。黄绍侦 摄

　　彼时，迎来丰收喜悦的团队又在思考：把这项技术“搬到”更大的应用场景，结果又会如何？

　　“一进村镇，映入眼帘的全是温室大棚，普遍有上百米长，最长的达400多米。”说，这是他对山东寿光的初印象。

　　据统计，目前我国设施种植面积达8000多万亩，年产值近2万亿元，仅山东寿光蔬菜大棚年产值超100亿元。依托二氧化碳气肥技术显著的经济和社会效益，2023年，团队把应用场景锁定了山东寿光蔬菜大棚。

　　“我们设定的应用方案是只加入农业生产中的一环，不额外增加农户的生产负担。通过简易的设备安装或大棚改造，即可实现全自动化的二氧化碳精准施肥。”令李腾飞欣喜的是，寿光农企、农户对高科技的接受程度很高，很快他们便与当地的农民同吃、同住、同劳作。

　　夏志伟是寿光古城街道前疃村的农民。在他眼中，李腾飞、徐帅朋等人是“最傻的农民”——在下大雪、高温天、下暴雨等最冷、最热、最湿的时候，还总往蔬菜大棚里钻。“我们是为了测试在极端条件下，传感器等设备能否正常运作。”李腾飞笑着解释道。

　　“物联网智能传感系统通过各类传感器，实时监测温室大棚内的空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度、叶片叶绿素含量、土壤养分等指标。”介绍，该系统通过无线网络把气象传感器和二氧化碳传感器联系起来，不仅可以实现远程实时数据传输，而且能够根据作物生长发育需要，通过智能专业管理模块对温室大棚内的气候环境进行实时调控。

　　根据技术推广应用结果，应用果蔬普遍增产30%左右，其中红薯增产40%、花生增产38.7%、西瓜增产33.1%、尖椒增产30%、火龙果增产27%。此外，提高大棚二氧化碳浓度还有诸多优势——能够抑制某些昆虫和病原菌的活动能力，从而减少农药使用量；降低叶子表面的气孔导度，减少蒸腾，节约灌溉用水；提高植物氮素利用效率，从而降低亩产氮肥用量；能提高植物的生物量和根系分泌物，减缓土壤板结和土壤酸化等。

　　增产意味着增收。实施二氧化碳气肥技术半年左右，老董果蔬种植专业合作社的董庆华翻开了随身携带的记账本子，给李腾飞打去电话：“这项技术好，点开手机就能知道作物的情况，省心又省力，我刚采收的这茬尖椒又多卖了钱。”

　　如今，江门双碳实验室已就二氧化碳气肥技术孵化创业公司2家，并于山东寿光设立成果转化基地，与寿光美瑞农业发展集团、山东碳谷生态科技有限公司、山东凯尔仕气体有限公司、山东寿光老董果蔬种植专业合作社等企业和农户合作推广应用二氧化碳气肥技术，总投资近2000万元。同时，该技术已在广东、河南、陕西、新疆等地推广。

　　“我国设施种植业每年能够消耗二氧化碳5亿至10亿吨，可带动二氧化碳捕集行业产值3500亿至7000亿元/年、二氧化碳储运设备价值约3000亿元、各类传感器价值上千亿元。”展望二氧化碳气肥技术的产业带动效应，说，该技术还可服务农产品交易、产品溯源、农产品安全检测和出口等行业，带动农业数字经济发展。