如何找到一種既能固碳，又能減少碳排放的方法為糧食作物生產(chǎn)的碳中和提供一條技術(shù)路徑？團隊將研究聚焦到秸稈碳化為生物炭后還田。

 

“目前三大主糧作物每年產(chǎn)生6.24億噸秸稈。如果把秸稈做成生物炭還田，可以改良土壤，使土壤蓬松，增加對土壤養(yǎng)分和水分的保持能力，讓土壤中的碳長期留存在土壤里，降低碳分解的速度，增加土壤碳量。”夏龍龍介紹，將秸稈制成生物炭的過程中，秸稈會被熱解，生成惰性碳。同時，生物炭可以促進稻田中甲烷的氧化，從而減少甲烷的排放，并促進氧化亞氮轉(zhuǎn)化為氮氣。

 

但將秸稈加工為生物炭并不能讓糧食生產(chǎn)的碳減排一蹴而就。團隊經(jīng)過測算發(fā)現(xiàn)，如果將秸稈碳化為生物炭還田，同時配以氮肥優(yōu)化管理和稻田間歇灌溉，能將總碳排放從5.6億噸降低至2.3億噸，減排幅度高達(dá)66%，但仍然無法實現(xiàn)碳中和。

 

“從固碳的角度，現(xiàn)在需要開發(fā)效率更高的方法。”顏曉元指出關(guān)鍵所在。秸稈加工為生物炭的過程，還有額外饋贈，那便是生物氣、生物油等副產(chǎn)物。“目前已經(jīng)有項目將生物氣、生物油添加到其他物質(zhì)中，進行純化發(fā)電。”夏龍龍介紹，團隊經(jīng)過測算發(fā)現(xiàn)，每年將三大作物產(chǎn)生的72%的秸稈制成生物炭，再收集其間產(chǎn)生的生物氣和生物油進行能源替代，僅后者就可以減少3.3億噸的二氧化碳排放。

 

在此基礎(chǔ)上，再加上生物炭還田的固碳效果，三大主糧作物生產(chǎn)中，碳排放量可以從2.3億噸減少到-0.4億噸，實現(xiàn)從碳源到碳匯的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)碳中和，同時能夠提高作物產(chǎn)量，降低活性氮和大氣污染物排放。

 

“這項研究最大的價值，是為農(nóng)業(yè)碳中和的實現(xiàn)提供了一條可能的途徑和借鑒模式。”夏龍龍說。

 

不積跬步無以至千里。未來，我國的農(nóng)業(yè)碳中和還需破解哪些難題，如何挖掘農(nóng)業(yè)碳中和潛力？

 

顏曉元認(rèn)為，目前生物炭的生產(chǎn)成本還比較高，而且秸稈回收有季節(jié)性，要調(diào)動企業(yè)積極性，平衡經(jīng)濟收益與生產(chǎn)成本；同時要開發(fā)輕便化的生物炭加工裝備，使生產(chǎn)出的炭能迅速還田，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的能源，能夠被合理利用。

 

顏曉元建議，未來，還可以嘗試評估碳足跡，推進節(jié)能降耗和使用清潔能源，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的碳減排；同時，優(yōu)化和集成已有農(nóng)業(yè)減排固碳技術(shù)措施并形成區(qū)域示范，加強技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，建立農(nóng)業(yè)低碳補償機制，推動將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動納入碳減排與碳交易框架體系。（記者 金鳳）