本文轉(zhuǎn)載自“新江蘇·中國(guó)江蘇網(wǎng)”

很多人都不知道，土壤在種出糧食的同時(shí)，也在不斷向大氣排放溫室氣體。在全球氣候變暖背景下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)如何減排降碳？

“2022年5月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方案》，其中稻田甲烷減排行動(dòng)是'十大行動(dòng)’之首。”南農(nóng)大資環(huán)院教授鄒建文表示，從上世紀(jì)90年代至今的30多年中，團(tuán)隊(duì)圍繞農(nóng)田生產(chǎn)活動(dòng)與溫室氣體排放展開模型估算及減排對(duì)策研究，為行動(dòng)的開展提供理論參考和技術(shù)支撐，后期如果大規(guī)模推行，將有利于推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

自主研發(fā)甲烷排放模型，為中國(guó)稻田“正名”

甲烷是工業(yè)革命以來(lái)人類活動(dòng)導(dǎo)致氣候變暖的第二大溫室氣體，其對(duì)溫室效應(yīng)的影響僅次于二氧化碳，農(nóng)業(yè)水稻種植則是大氣甲烷排放的重要來(lái)源之一。

稻田如何排放甲烷？鄒建文介紹，水稻種植中，淹水時(shí)期稻田土壤中有機(jī)殘?bào)w和根系分泌物等有機(jī)物被產(chǎn)甲烷細(xì)菌分解產(chǎn)生大量甲烷，其中約80%從根系經(jīng)植株排放到大氣，另一部分通過稻田冒泡或通過水層從土壤緩慢擴(kuò)散大氣層。

甲烷排放問題一直廣受關(guān)注，中國(guó)科學(xué)家從20世紀(jì)80年代中后期便開始著手研究稻田與甲烷排放的關(guān)系。黃耀教授帶領(lǐng)南農(nóng)大課題組，圍繞農(nóng)田與溫室氣體排放展開研究，率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)稻田甲烷排放模型。結(jié)果證明，該模型能通過較少地輸入?yún)?shù)，有效模擬我國(guó)主要農(nóng)作方式下的稻田甲烷排放。

摸清排放影響因子，探索減排新方案

稻田甲烷排放與產(chǎn)量和品種密切相關(guān)。王金陽(yáng)博士介紹，團(tuán)隊(duì)在早期研究中發(fā)現(xiàn)，稻田甲烷排放時(shí)間變化與水稻生長(zhǎng)過程中光合產(chǎn)物積累相關(guān)?！耙话闱闆r下，水稻產(chǎn)量增加時(shí)，甲烷排放也相應(yīng)增多。”

有研究表明，高產(chǎn)水稻并非導(dǎo)致高甲烷排放的原因。通過田間觀測(cè)和數(shù)據(jù)收集，黃耀教授和鄒建文教授課題組在歷時(shí)16年的“中國(guó)農(nóng)田溫室氣體排放與減排增匯研究”中發(fā)現(xiàn)，可以通過控制施肥和水分減緩稻田溫室氣體的排放。研究還發(fā)現(xiàn)，“淹水—烤田—淹水”是減緩稻田甲烷和一氧化二氮排放綜合溫室效應(yīng)的適宜水分管理方式，平衡施肥可以實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)、養(yǎng)分高效利用及溫室氣體減排協(xié)同效應(yīng)。2018年，團(tuán)隊(duì)通過大數(shù)據(jù)集成分析，建立并發(fā)展了全球稻田甲烷排放因子模型。

重估排放趨勢(shì)，發(fā)掘固碳減排潛力

過去的30年間，大氣甲烷濃度變化明顯，而水稻種植對(duì)大氣甲烷濃度歷史變化影響有多少？?jī)?yōu)化水稻種植管理對(duì)全球甲烷減排貢獻(xiàn)是什么？近兩年，鄒建文團(tuán)隊(duì)開始就這些問題展開研究。

“調(diào)研中我們發(fā)現(xiàn)，稻田甲烷排放呈現(xiàn)'增加—無(wú)明顯變化—總體平穩(wěn)’趨勢(shì)，這暗示了稻田甲烷排放對(duì)近期大氣甲烷濃度再次增加的影響很小。”王金陽(yáng)博士預(yù)計(jì)，未來(lái)十年稻田甲烷排放也將基本保持平穩(wěn)。

通過大數(shù)據(jù)分析，團(tuán)隊(duì)評(píng)估了優(yōu)化水分和秸稈管理對(duì)全球稻田甲烷的技術(shù)減排潛力，并提出秸稈炭化還田可將稻田甲烷減排潛力增加至45%，相當(dāng)于全球人為源減排總量的10%。王金陽(yáng)透露，目前團(tuán)隊(duì)正在重點(diǎn)探究如何在國(guó)家“雙碳”目標(biāo)和應(yīng)對(duì)氣候變化背景下，探索出實(shí)現(xiàn)稻田減排固碳和保障水稻高產(chǎn)雙贏的有效路徑。