農業土壤有一個潛力，就是固碳，即增加土壤有機碳含量，讓土壤中的有機碳盡量減少分解，繼而減少二氧化碳排放。
秸秆管理是土壤固碳的關鍵。“要釋放稻田土壤的碳匯潛力，需要加大有機物料的投入，例如秸秆還田，但秸秆還田會導致甲烷排放增加。如果以二氧化碳當量計，我國目前稻田秸秆直接還田導致的甲烷增排量遠大於其變為土壤有機碳的固碳量。”顔曉元說。
在此次研究中，科研團隊在收集整理國內外眾多文獻的基礎上，進行大數據分析，發現採用傳統的固碳減排措施，比如增加秸秆還田比例，同時優化氮肥優化管理並採用稻田間歇灌溉，僅能將總碳排放從6.7億噸降低至5.6億噸。
“主要原因在於稻田秸秆還田對甲烷排放的促進效應遠大於固碳效應。”夏龍龍解釋。
秸秆高效利用或成減碳新路徑
如何找到一種既能固碳，又能減少碳排放的方法為糧食作物生產的碳中和提供一條技術路徑？團隊將研究聚焦到秸秆碳化為生物炭後還田。
“目前三大主糧作物每年產生6.24億噸秸秆。如果把秸秆做成生物炭還田，可以改良土壤，使土壤蓬鬆，增加對土壤養分和水分的保持能力，讓土壤中的碳長期留存在土壤里，降低碳分解的速度，增加土壤碳量。”夏龍龍介紹，將秸秆制成生物炭的過程中，秸秆會被熱解，生成惰性碳。同時，生物炭可以促進稻田中甲烷的氧化，從而減少甲烷的排放，並促進氧化亞氮轉化為氮氣。
但將秸秆加工為生物炭並不能讓糧食生產的碳減排一蹴而就。團隊經過測算發現，如果將秸秆碳化為生物炭還田，同時配以氮肥優化管理和稻田間歇灌溉，能將總碳排放從5.6億噸降低至2.3億噸，減排幅度高達66%，但仍然無法實現碳中和。 |
