“农业排放的温室气体，大多不是二氧化碳，这些气体可以通过优化农业生产管理措施来实现大幅度减排。比如反刍动物排放的甲烷，可以通过改变饲料结构、添加甲烷抑制剂、提高生产效率等措施来减少。”在颜晓元看来，更值得关注的，是粮食作物生产过程中排放的大量温室气体，尤其是甲烷和氧化亚氮，它们的热量捕获能力很强。
“单位重量的氧化亚氮对热量的捕获能力是二氧化碳的298倍，单位重量的甲烷对热量的捕获能力是二氧化碳的34倍。所以要加强对粮食生产中甲烷和氧化亚氮排放的控制。”颜晓元说。
“我国三大主粮作物水稻、小麦、玉米的年总产量分别约占世界总产量的30%、18%和21%。三大主粮作物生产过程中，每年碳排放总量相当于6.7亿吨二氧化碳，占所有农业生产碳排放量的50%。”上述论文第一作者、南土所研究员夏龙龙介绍，其中稻田甲烷排放占比38%，氮肥生产施用占比45%，土壤固碳仅能抵消总碳排放的8%。
减排与固碳多项措施并行
为了减少农业生产中的碳排放，科学家们尝试了不少办法。颜晓元表示，有团队通过减少肥料用量、优化肥料结构、施用新型肥料和抑制剂，来抑制农业土壤的氧化亚氮排放，同时提高肥料利用率。
对化学氮肥的优化管理就是粮食生产碳减排的方法之一。“化学氮肥可以增加土壤生产力，助力粮食增产，它间接供养了全球48%的人口。但氮肥的生产过程要消耗很多能源，且用到农田里会排放氧化亚氮。”颜晓元说，对此，科学家们通过多种方法控制氮元素排放，一是测量土壤肥力精准施肥；二是抑制氮肥在土壤中的转化；三是通过缓控释肥，让氮肥缓慢释放，以满足作物在不同生长阶段的营养需要。
优化稻田灌溉是粮食生产碳减排的又一法宝。“种植水稻时，稻田持续淹水，土壤中的产甲烷菌会与有机肥料、作物根系分泌物和动植物残体等相互作用，产生大量甲烷。”颜晓元介绍，目前国内外也有团队采取水稻覆膜栽培、埋设地下排水管道等方式，减少稻田甲烷排放。 |
