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2023年2月9日,中国科学院南京土壤研究所颜晓元研究员团队联合中国农业大学、清华大学、昆士兰大学、康奈尔大学等国内外十余家研究单位在Nature Food期刊上发表了“Integrated biochar solutions can achieve carbon-neutral staple crop production”的研究论文(点击“阅读原文”)。该研究运用生命周期法结合大数据分析,评估了我国三大主粮作物生产过程的固碳减排潜力以及碳中和实现路径。主要研究成果如下:
1、2018年我国主粮作物生命周期生产过程的碳排放总量为6.7亿吨CO2当量。其中,稻田CH4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%。
2、传统固碳减排措施的集成,比如增加秸秆还田比例+氮肥优化管理+稻田间歇灌溉,仅能够将总碳排放从6.7亿吨降低至5.6亿吨,主要原因在于稻田秸秆还田对CH4排放的促进效应远大于固碳效应。如果进一步将秸秆碳化为生物炭还田+氮肥优化管理+稻田间歇灌溉,能够将总碳排放从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。
3、“生物质热解多联产物”系统,将生物炭生产过程中的生物油和生物气纯化后发电(“能源捕获”),进行能源替代减排。在生物炭集合的基础上耦合能源捕获效应,我国主粮作物生产碳排放可以进一步实现从源(2.3亿吨)到汇(-0.4亿吨)的转变,实现碳中和;同时能够提高作物产量,降低活性氮和大气污染物排放。
该项研究为我国农田源温室气体减排以及未来农业碳中和的实现提供了新思路和新途径。面向农业领域碳减排,推进化肥减量化、提高氮肥利用率、减少稻田甲烷排放等,腐植酸低碳肥料减排效果当仁不让。
(中腐协秘书处 供稿)