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黑水虻养殖过程中的碳中和

发布日期:2021-03-31 13:08:41浏览次数:226

引言

众所周知,气候变化已经对我们的生活产生了深远的影响,如海平面上升、极端热浪和极端寒冷天气的增加。研究发现,随着末日般的森林大火、极端干旱和大规模土地开垦的发生,亚马逊雨林释放出的温室效应气体(以二氧化碳为主)量已经超过了当地植物和土壤固定和储存的等价量。为此,三十多名科学家警告称,这意味着亚马逊雨林已经从碳汇转变为碳源!此外,大坝的建设、季节性洪水、暴风雨、畜牧业的兴起等都在不断改变当地环境,进而引发亚马逊雨林的崩溃。

2020年9月22日,中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

根据报告指出:无论是从地方或全球的角度而言,畜牧业都是造成严重环境危机排在前三的最主要的元凶之一。畜牧业碳排放量占总排放量约9%,主要的气体为二氧化碳和甲烷。减少农业生产过程的碳排放将是未来几十年全球面临的最大挑战之一。寻找可行的农业脱碳技术方案是首要解决任务。

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黑水虻幼虫养殖过程中的碳中和的影响

广州无两生物科技有限公司(无两生科)致力于利用有机废弃物养殖黑水虻并将黑水虻作为可持续发展的饲料蛋白和脂肪来源,从而减少有机废弃物在自然分解过程产生的碳排放。无两生科公司使用的养殖饲料为餐厨余为主,在养殖过程中,黑水虻幼虫可以将餐厨余中的碳(C)转化为生物质,并改善基质的特性,从而减少温室气体的排放。

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中和


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Wancheng Pang在他的论文中提出,高C/N比可以减少N损失,但同时增加C损失,所以通过猪粪和玉米芯的混合调整食料中的C/N比为25(E3)时,最适合黑水虻幼虫生长,养殖过程中的温室气体总排放量也只是达到了每单位16.93±0.11kg。

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尹瑞等的不同C/N对好氧堆肥中二氧化碳和甲烷排放及腐殖化作用的影响也证实,在整个堆肥过程中,C/N比从15-35五个处理总有机碳降解率分别为25.9%、35.2%、43.2%、43.6%和47.9%,说明堆体初始 C/N比越高,总有机碳的降解率越高,碳素损失越严重,当C/N比为25时,是牛粪堆肥最有利的条件。 

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两个图显示了玉米秸秆堆肥牛粪中的累计二氧化碳和累计甲烷的统计图,当C/N比为15或者25时,总累计排放量最少,二氧化碳分别为3.48和5.05 g/m3,甲烷分别为6.37和107.18 g/m3;但由于C/N比为25时,黑水虻的存活率和鲜重较高,所以养殖黑水虻幼虫时采用C/N比为25时,即可以响应“碳中和”,又可以获得较高的生产效益。  

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中国目前的碳中和形势


中国实现碳中和所面临的困难和挑战比较多。虽然相较于欧洲和日韩等国家承诺 2050 年实现碳中和,中国所宣布的碳中和目标年份晚了 10 年,但是大多数发达国家更早实现了工业化和城市化,碳排放已经达峰并进入下降通道。而中国碳排放还在增长。中国从碳达峰目标到碳中和目标之间只有大约 30 年的时间,因此面临着更大的挑战。

根据PBL挪威环评机构的数据,2018年全球温室气体排放量约为556亿吨二氧化碳当量,增速为2%。碳排放量前五的国家排放了全部62%的温室气体,依次为中国(26%)、美国(13%)、欧盟27 国家(8%)、印度(7%)和俄罗斯(5%)。根据世界资源研究所(WRI)数据,2017年能源活动排放量占全球温室气体总排放量的73%,农业活动排放占11.8%。有研究者预测,如不采取有力措施降低和减少农业碳排放, 2050年农业碳排放量将再增加 30%。

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养殖黑水虻行业的现状



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目前黑水虻养殖多数已餐厨为主,为了达到盈利目的也为了响应国家号召,如何利用较低的成本实现养殖的碳中和是我们目前需要解决的主要问题。而实现C/N比25的养殖技术,也是如今减少碳排放的主要手段之一。

此外,虫粪堆肥过程中排放的碳也是养殖过程中的碳排放的途径,秦莉3在研究不同C/N比堆肥碳素物质变化规律时发现,高C/N比处理由于碳物质损失多,对氮的浓缩作用,从而减少氮的排放。较强堆肥过程中温室气体的排放主要集中在高温前期,并且高温期越长,排放的温室气体越多。且高温期耗氧强度大,有利于甲烷气体的生成,高温期应适当增大通气量。

养虫行业如今想要实现碳中和依然有很长的路需要走,实现碳中和和盈利的双赢局面需要我们不断努力提高养殖技术,并努力使昆虫养殖成为减排和碳中和新型的技术和途径。

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参考文献

[1]Wancheng Pang.The influence on carbon, nitrogen recycling, and greenhouse gas emissions under different C/N ratios by black soldier fly[J].Environmental Science and Pollution Research (2020) 27:42767–42777.

[2]尹瑞.不同碳氮比牛粪玉米秸秆堆肥的碳素转化规律[J].甘肃农业大学学报,2019,10(5):68-78.

[3]秦莉.不同C N比堆肥碳素物质变化规律研究[J].农业环境科学学报, 2010,29(7):1388-1393.


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