生物质炭土壤改良的固碳减排潜力有多大?

作者:几内亚赌场 发布时间:2020-07-26 14:37

  农业活动引起的人为温室气体排放占全球排放总量的10~12%,其中贡献了全球甲烷和氧化亚氮排放的52%和85%,是重要的温室气体排放源[1]。同时,增加农田土壤有机碳库是减缓气候变化的有效途径。因此,发展既能保障粮食生产又能固碳减排的农田管理措施是当前应对气候变化领域研究的重要内容[2]。

  中国农田每年产出约9亿吨秸秆,其中超过1亿吨秸秆被露天焚烧,带来了严重的环境污染,秸秆资源化利用是当前中国农业面临的重大挑战[3,4]。在限氧条件下,作物秸秆等生物质在250~750℃发生热裂解作用,碳化合物发生结构崩解,通过固液气分离而得到生物质炭、木醋液和生物质可燃气[5]。生物质炭具有稳定的炭质、良好的孔性、高的阳离子交换量,可以改善土壤团聚结构、调节土壤pH、补充土壤养分、钝化土壤中的重金属和有机污染物[5]。而且,生物质炭在提供能源、增加土壤有机碳库、减少农田氧化亚氮排放的同时还可以提高作物产量[6-9]。因此,生物质炭土壤改良是农田固碳减排及可持续利用的新型技术措施,但还没有对其固碳减排潜力进行计量及系统评价。

  研究显示:与常规施肥相比,一次性施用20 t/ha生物质炭分别降低了玉米和水稻全生育期碳排放29 t/ha和 33 t/ha二氧化碳当量,其中90%以上来自生物质炭生产中生物质气的循环利用和土壤有机碳库的增加;生物质炭土壤改良产生的固碳减排效应依地点而异,其源于与土壤性质和农田管理有关的氧化亚氮和甲烷排放以及土壤有机碳库变化的较大差异。

  研究提示,生物质炭应用的农田减排潜力评价中必须计入土壤有机碳库的变化;本研究同时也揭示了通过改进生物质炭生产工艺及生物质气循环利用将进一步提升本技术的潜在减排效应。

  该项研究由南京农业大学潘根兴教授团队(农业资源与生态环境研究所)完成。潘根兴教授团队致力于中国土壤质量和功能及农业可持续发展的基础研究与技术发展,研究领域涉及土壤肥力与质量、土壤环境污染和食物安全、土壤有机质与碳循环、温室气体排放与农业减排、生物质炭与绿色农业及气候变化对农业的影响与应对等当前重大科学和社会问题。该项工作的通讯作者为潘根兴教授团队的程琨博士。

  [3] 中华人民共和国国家发展和改革委员会. 关于印发编制“十三五”秸秆综合利用实施方案的指导意见的通知.2016. URL:

  [5] 潘根兴,李恋卿,刘晓雨,程琨,卞荣军,吉春颖,郑聚锋,张旭辉,郑金伟.热裂解生物质炭产业化:秸秆禁烧与绿色农业新途径[J].科技导报,2015,33(13): 92-101.

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