有机耕作模式可将农田碳排放逆转为碳吸收

蒋高明

最近，美国科学报道了一项研究，结论为有机农业会排放更多的温室气体。与该报道结论完全相反，我们几年前的研究发现，有机农田可将温室气体净排放逆转为净固定。其机理在于，土壤有机碳提高，不使用农药化肥地膜，从源头可以减少温室气体排放。另外，我们的有机农业产量并不低。

2015年4月，美国AAAS旗下的EurekAlert “News Release”栏目对我们的科研成果进行了采访报道，报道的内容如下：

由温室气体升高引起的全球变暖已成为不争的事实，如何有效地减少以CO2为主的温室气体排放是各国需要关注的问题。全球化学密集与能源密集、转基因作物、工业化食用农作物农场与养殖场作业产生的温室气体占全球排放量的35%，现代化农业造成农业土壤中原先封存的数万亿吨碳被释放到大气。有科学家预测，有机耕地上捕获的二氧化碳足以抵消目前所有人为的二氧化碳排放，耕地固碳具有极其重要的功能和应用前景。

最近中国科学家进行的一项研究表明：用有机肥替代化肥可显著减少温带农田温室气体排放量。以秸秆循环利用和有机肥替代化肥为主要特征的有机耕作模式可将农田碳排放逆转为碳吸收。研究相关的论文题为：“Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland”，发表于Science Bulletin（《科学通报》英文版）2015年第6期，由中科院植物研究所蒋高明研究员担任通讯作者。

燃烧秸秆和过量使用化肥导致大量生物质能源浪费，进而削弱了农业生态系统固碳能力。为了保证农田生态系统的固碳潜力和粮食产量，蒋高明研究员团队在中国东部温带农村设计了一个生态农场，将玉米秸秆粉碎后饲养肉牛，然后将牛粪腐熟后施入到冬小麦-夏玉米轮作农田中。研究结果表明，用有机肥替代化肥可显著减少温带农田温室气体排放量。与此同时，施用有机肥还增加了土壤肥力，进而提高了小麦和玉米产量。有机肥全部替代化肥后，农田变为典型的碳库(−8.8 t CO2-eq.hm−2yr−1)，而全部施用化肥农田则为典型碳源(+2.7 t CO2-eq.hm−2yr−1)。

这些发现为提高农业生态系统应对气候变化提供了科学依据。该项研究得到了中国科学院重点部署项目 (KSZD-EW-Z-012-2)和国家科技支撑计划项目（No.2012BAD14B00的共同资助。。。

更多详情请阅原文： Haitao Liu, J.L., Xiao Li, Yanhai Zheng, Sufei Feng, Gaoming Jiang. 2015. Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland. Science Bulletin, 60(6), 598-606.