超灵敏农业气体传感器精准掌控农业碳排放情况
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  经济的发展是的食物消费结构也不断产生变化,人们对农业多功能的需求也逐渐上涨。今年上半年我国农业农村经济持续向好,夏粮小麦实现增产,全年粮食丰收有基础;“菜篮子”产品供应充足,市场运行总体平稳;种植耕地农机基础进一步夯实,农业综合生产能力不断提升等。而同时,农业也是实现碳达峰、碳中和目标的重要领域之一,推进农业领域碳达峰、助力碳中和,是加快农业生态文明建设的重要内容,更是全面应对气候变化的重要途径。

  其实,农业生产活动自身的温室气体排放比重并不大,农业中间投入的生产与消费才是农业源温室气体排放的主要来源。农业生态系统温室气体排放总量占全国的6.7%~7.9%,其中,主要是甲烷和氧化亚氮非二氧化碳温室气体。农业作为全球温室气体的主要排放源之一,对全球变暖的影响不容忽略。

  在推进生态文明建设和农业绿色低碳发展转型中,我国在减少农业化学品投入、禽畜管理、耕地管理、资源保护与废弃物资源化等方面已经涵盖与农业碳减排相关的政策法规。2015年修订通过的《中华人民共和国大气污染防治法》将控制农业源的排放纳入减污降碳治理中;2021年8月,农业农村部等6部门联合印发的的《“十四五”全国农业绿色发展规划》是我国首部农业绿色发展专项规划,对“十四五”期间加快农业全面绿色转型和低碳发展做出了系统部署;2021年10月,国务院相继发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》,明确了对碳达峰碳中和这项重大工作的综合部署和具体落实方案,其中在农业方面行动方案提出要“推进农业农村减排固碳”。

  据联合国粮农组织FAO的数据统计,农业用地释放出来的温室气体超过了全球人为温室气体排放总量的30%,但同时农业生态系统也可以抵消掉80%的因农业导致的温室气体排放。农业碳排放的核算是农业碳减排政策制定与落实的基础,准确度量农业活动产生的温室气体排放可为精准掌控农业碳排放情况及评估农业减排措施的效果提供科学支撑。

  日前,中国农业科学院农业信息研究所农业农村资源数字化管理创新团队采用水热法合成了氧化铟和二硫化钼三维微米花状分级结构,利用氧化铟所带的正电荷和二硫化钼的负电荷,通过静电力作用获得了二硫化钼纳米片修饰的多孔氧化铟微米花状复合结构,并沉积于叉指电极结构上。

  他们通过对纳米材料进行结构调控及有序复合,使得该复合结构的敏感薄膜在室温下对二氧化氮气体表现出超灵敏、超稳定、快速响应等性。并且该复合结构具有的微观结构特征、异质结效应和协同作用,共同促成了对气体的优异敏感特性。该成果为实现复杂环境下农业气体传感器的超灵敏和超稳定性提供了理论基础与实现途径。

  农业是经济社会发展的“压舱石”。农业碳排放的核算是一个步骤繁琐、数据繁多的系统性工程,耗费大量的时间和经济成本。而近年来,随着科技不断发展进步,能够检测农业碳排放相关的仪器仪表也持续精进,持续助力“碳达峰、碳中和”。同时,不仅仅是农业碳排放核算上的精确,各地方也要因地制宜。不断改进相关技术,创新出满足该地区农业生产特点、自然地理特征的农业温室气体监测与减排技术,为未来农业碳排放领域研究进一步深化并与地方实践相结合的重要方向。

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