Page 100 - 碳中和技术应用与发展

Application and Development of Carbon Neutrality Technology
碳中和技术应用与发展

种植排放的 CH4 占农业活动排放量的 40%，秸秆还田为产甲烷菌提供了丰富底
物，稻田淹水状态下，秸秆在厌氧环境下进行分解，促进了 CH4 的产生与排放；
增加还田量，CH4 的排放量也会相应增加。蒋晨等研究表明，将秸秆碳化后还

田，能够降低稻田温室气体的排放，这可能是由于秸秆生物碳不易被产甲烷菌分
解利用。秸秆离田使稻田的 CH4 排放量大幅下降，只有秸秆还田的 22%~33%。
有研究表明，秸秆经堆肥发酵后，其产甲烷前体减少，再施入土壤中 CH4 产生
量不会显著升高。氮肥是硝化和反硝化作用的重要底物，稻田从淹水到落干阶段

硝化作用加强，有利于铵态氮转化为硝态氮，促进 N2O 的排放；灌溉复水后，
土壤通气性变差，为反硝化作用提供了厌氧环境，同时前期产生的大量硝态氮为
反硝化作用提供了充足的底物。Nie 等研究表明，N2O 的排放量与氮肥用量呈正
比。宋大利等研究表明，2015 年中国主要农作物秸秆资源量为 71878.53 万 t，

所含的氮（N)、磷（P2O5)、钾（K2O）养分资源总量分别达到 625.6、197.9、
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1159.5 万 t。2015 年中国主要农作物播种面积为 1.2 亿 hm ，产量为 6.3 亿 t，作
物 N、P2O5 和 K2O 理论需求量分别为 1445.9、546.4、1652.3 万 t。如果将秸
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秆折算成养分，带入农田的平均养分量可高达 N54.4kg/hm 、P2O515.5kg/hm 和
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K2O88.1kg/hm ，相当于化肥用量的 38.4%(N)、18.9%(P2O5）和 85.5%(K2O)。
（二）有机肥料能够提高土壤固碳能力
农田是 CH4、CO2、N2O 等温室气体的排放源，也是重要的吸收库，通过
合理的农艺措施，增加土壤碳库，能够实现土壤固碳。联合国政府间气候变化专

门委员会第 4 次评估报告指出：农业近 90% 的减排份额能够通过土壤固碳减排
实现。程琨等研究表明，按 1m 深土壤计算，全球土壤有机碳库容量约为 1.5 万
亿 t，是大气碳库容量的 2 倍，陆生植物碳库容量的 3 倍；2m 深土壤的碳库容量
高达 2.2 万亿 t。法国提出“千分之四全球土壤增碳计划”，即全球 2m 深土壤

的有机碳储量每年增加 4‰，就可抵消当前全球矿物燃料的碳排放；如果 1m 深
度土壤有机碳储量增加 4‰，则可抵消当前全球 CO2 的净排放量。农业生产中
由于过量使用化肥、农药等投入品，导致土壤有机质含量下降，土壤有机质是土
壤微生物生命活动所需养分和能量的重要来源，土壤微生物的种群、数量和活性

随有机质含量增加而增加，具有极显著的正相关。吴金水等的研究表明，土壤微
生物具有固碳功能，将 CO2 转化为土壤有机碳。据估算，土壤微生物的 CO2 日
同化速率在 0.01~0.1gC/m2 之间，农田土壤微生物的年碳同化速率为 100~450kg/

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