农业土壤有一个潜力，就是固碳，即增加土壤有机碳含量，让土壤中的有机碳尽量减少分解，继而减少二氧化碳排放。
秸秆管理是土壤固碳的关键。“要释放稻田土壤的碳汇潜力，需要加大有机物料的投入，例如秸秆还田，但秸秆还田会导致甲烷排放增加。如果以二氧化碳当量计，我国目前稻田秸秆直接还田导致的甲烷增排量远大于其变为土壤有机碳的固碳量。”颜晓元说。
在此次研究中，科研团队在收集整理国内外众多文献的基础上，进行大数据分析，发现采用传统的固碳减排措施，比如增加秸秆还田比例，同时优化氮肥优化管理并采用稻田间歇灌溉，仅能将总碳排放从6.7亿吨降低至5.6亿吨。
“主要原因在于稻田秸秆还田对甲烷排放的促进效应远大于固碳效应。”夏龙龙解释。
秸秆高效利用或成减碳新路径
如何找到一种既能固碳，又能减少碳排放的方法为粮食作物生产的碳中和提供一条技术路径？团队将研究聚焦到秸秆碳化为生物炭后还田。
“目前三大主粮作物每年产生6.24亿吨秸秆。如果把秸秆做成生物炭还田，可以改良土壤，使土壤蓬松，增加对土壤养分和水分的保持能力，让土壤中的碳长期留存在土壤里，降低碳分解的速度，增加土壤碳量。”夏龙龙介绍，将秸秆制成生物炭的过程中，秸秆会被热解，生成惰性碳。同时，生物炭可以促进稻田中甲烷的氧化，从而减少甲烷的排放，并促进氧化亚氮转化为氮气。
但将秸秆加工为生物炭并不能让粮食生产的碳减排一蹴而就。团队经过测算发现，如果将秸秆碳化为生物炭还田，同时配以氮肥优化管理和稻田间歇灌溉，能将总碳排放从5.6亿吨降低至2.3亿吨，减排幅度高达66%，但仍然无法实现碳中和。 |
