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稻田秸秆还田温室气体排放量被高估50%

文章来源:科技日报 | 发布日期:2019-01-18 | 作者: | 点击次数:

中国农科院作科所作物耕作与生态创新团队,揭示了稻田秸秆长期还田对全球第二大温室气体甲烷(CH4)排放的影响及其机制,发现秸秆对甲烷的增排效应随还田年限延长而呈极显著减弱趋势,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)对秸秆还田的甲烷排放量高估了近50%。相关研究成果17日凌晨在线发表于《科学·进展》。

该团队首席、中国农科院作科所研究员张卫建介绍,我国每年生产8亿多吨作物秸秆,其养分含量相当于500多万吨尿素,1000多万吨过磷酸钙,1000多万吨硫酸钾。秸秆还田可以显著减少农田化肥施用量,既是保障土壤健康和化肥“零增长”甚至“负增长”的重要措施,也是避免秸秆焚烧污染空气的有效途径。但是稻田秸秆也是土壤甲烷产生的主要来源之一,学界和公众非常担心稻田秸秆还田会显著增加甲烷排放。

IPCC此前认为,稻田秸秆还田对甲烷排放的促进效应仅与还田量有关,与还田年限无关。但是,该团队通过15年长期定位试验,揭示了秸秆对甲烷排放的影响随还田年份延长而呈显著降低趋势。稻田甲烷排放由土壤中甲烷产生菌和氧化菌控制,前者喜好秸秆等有机物料及厌氧环境,后者喜欢甲烷和氧气。稻田淹水下,土壤中的氧气主要通过水稻植株和根系输入。在还田的起始年份,秸秆和淹水迅速激发产生菌生长,甲烷大量产生。此时,水稻植株和根系生长受秸秆还田抑制,影响了氧气输送,氧化菌生长受影响,稻田甲烷不能被氧化,排放高;但是,还田约3年后,稻田土壤肥力显著提高,水稻植株和根系生长旺盛,促进了氧气输送,土壤含氧量迅速提高,氧化菌快速增长,将甲烷氧化为二氧化碳,甲烷排放量显著下降。该成果不仅可为全球稻田温室气体排放估算提供重要参数,更可以矫正社会对稻田秸秆还田的认识。



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