稻田是重要的溫室氣體排放來源之一。稻田生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放總量，從1961年到2019年，以平均每年增排320萬噸CO2當量的速度增加。中國是世界上最大的稻米生產國。為滿足社會高速發(fā)展和人口增加，化肥被大量使用。化肥的過量使用會導致N2O和CH4排放增加、水體氮和磷污染等環(huán)境問題。因此，亟需要經濟、可持續(xù)的措施來減少稻田溫室氣體排放和化肥使用量。前期研究表明，農田施用有機肥是增加土壤碳固定的常規(guī)措施，且能夠減少溫室氣體排放和化肥使用。但有關雙季稻田施用有機肥的溫室氣體凈排放效應尚不清楚。
近日，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所土壤生態(tài)與環(huán)境課題組在雙季稻田化肥減量配施豬糞溫室氣體減排方面取得進展。通過三年研究發(fā)現，與常規(guī)化肥處理相比，化肥減量50%并配施豬糞處理的平均年CH4排放量增加了32%，N2O排放量則減少51%，同時年土壤有機碳固持量增加了192%。綜合分析CH4和N2O排放以及土壤固碳產生的溫室氣體凈排放，化肥減量配施豬糞主要通過增加土壤碳固持分別減少雙季稻田52%的溫室氣體凈排放和53%的單位產量凈排放?；蕼p量配施豬糞通過增加土壤微生物量碳和氮、土壤有機碳含量和pH值提高了稻田土壤肥力。因此，化肥減量配施豬糞能夠經濟、有效地減少雙季稻田溫室氣體排放和化肥施用量，并改善土壤肥力，該研究成果為稻田施用有機肥來固碳減排提供了科學依據，對種養(yǎng)結合綠色低碳農業(yè)的發(fā)展具有指示意義。
研究成果以題為Reduction in net greenhouse gas emissions through a combination of pig manure and reduced inorganic fertilizer application in a double-rice cropping system: Three-year results發(fā)表在Agriculture Ecosystems & Environment期刊上。該研究獲得國家自然科學基金、湖南省重點研發(fā)計劃項目等基金資助。
2012-2015年稻田CH4和N2O年累積排放量、土壤有機碳年固持量（SOCSR）和溫室氣體凈排放量（NGHGE）。0N：無氮肥處理；1/2N：化學氮肥減少50%處理；N：100%化學氮肥處理；1/2N+PM：化肥減量配施豬糞處理