全球氣候變化,關注農田減"氮"

眾所周知,溫室氣體是導致全球氣候變化的主要驅動因素.然而提起溫室氣體,大多數(shù)人都會想到二氧化碳和甲烷,對氧化亞氮卻多有忽略.科學依據表明:(1)氧化亞氮是全球排名第三的溫室氣體,其在百年尺度內的增溫效應是其等量二氧化碳的近300倍.(2)農田是氧化亞氮的全球第一大排放源,占全球氧化亞氮排放總量近60%.(3)我國農田氧化亞氮排放量約占全球總排放量的1/4,且隨著近年來氮肥施用量的增加而急劇上升.因此,采用合適的計算方法來估算農田氧化亞氮直接排放量,不僅可明確農業(yè)生產對氣候變化的影響程度,還可為發(fā)展農田減排技術提供數(shù)據支撐.

2019年7月31日,南京農業(yè)大學土壤學科溫室氣體計量團隊與英國阿伯丁大學、愛丁堡大學學者聯(lián)合開展的中國農田氧化亞氮直接排放因子相關研究成果,在線發(fā)表于《環(huán)境科學與技術》(Environ.Sci. Technol.)雜志.該研究基于我國農業(yè)區(qū)、作物類型和農田管理類型,通過準確量化中國農田氧化亞氮排放因子、控制氮肥施用,在保證作物產量最大化的同時減少氧化亞氮排放,為未來我國溫室氣體清單編制提供方法學和數(shù)據支撐.

1.研究采用排放因子法,與模型模擬法相比,用極為有限的數(shù)據,即僅知道氮素投入量,便能得到盡可能準確的估計,估算不確定性降低到7%.

2.研究通過文獻搜集,建立了包含1151組觀測值的中國農田氧化亞氮排放數(shù)據庫,然后將不同方法計算得出的排放因子進行對比評價.結果發(fā)現(xiàn),氮素投入量與氧化亞氮直接排放量的線性回歸方法的解釋度最高,且模擬效果最好.以2016年為例,中國農田因化肥投入引起的氧化亞氮年直接排放量為30.5萬噸,95%置信區(qū)間為28.3~32.7萬噸.這說明氧化亞氮直接排放的多少,有可能取決于氮肥施用量的多少.

3.研究針對我國農田氧化亞氮排放因子存在巨大的農業(yè)區(qū)差異和作物類型、肥料類型及水分模式等管理影響差異,繪制了高分辨率的我國九大農業(yè)區(qū)農田氧化亞氮排放空間分布圖.根據分析圖顯示,氧化亞氮排放最高的區(qū)域分布在長江中下游地區(qū)(特別是江蘇東部)、黃淮海地區(qū)、東北地區(qū)(特別是松嫩平原),這些地區(qū)是提高氮肥利用率、減少氧化亞氮排放的重點關注區(qū)域.

4.研究發(fā)現(xiàn),氣候條件、土壤理化性質、農田管理(包括灌溉、秸稈還田、土壤調理劑使用等)均會對土壤氧化亞氮排放產生不同的影響.

5.農田中的氧化亞氮直接排放主要是由于人為氮肥施用造成的.氮肥的投入量以及氮肥的形式、施用方法、施用時期等是農田氧化亞氮排放最主要的影響因素.

6.減少氧化亞氮排放,最重要的途徑是提高氮素利用率.采取一些管理措施,比如配合施用有機無機肥、添加生物質炭,以及使用氮肥增效劑及緩控釋肥、水肥一體化管理等,都可以有效提高當季氮肥利用率.

7.研究還發(fā)現(xiàn),在農田中,由于前季作物種植施用的氮素殘留會對氧化亞氮排放產生影響,冬閑田的溫室氣體排放也不容忽視.不過,其如何排放以及排放量在農業(yè)溫室氣體排放中貢獻如何,仍有待進一步研究.

減"氮"行動,刻不容緩.根據今年6月,我國向《聯(lián)合國氣候變化框架公約》秘書處提交的《中華人民共和國氣候變化第三次國家信息通報》和《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》顯示,我國在2010年和2014年的國家溫室氣體清單與2005年國家溫室氣體清單的回算結果對比,農業(yè)活動氧化亞氮排放量有所增加."溫室氣體減排——農田減排——減少氧化亞氮排放——控制氮肥施用——提高氮肥利用率",如何減氮?減多少氮?無疑落腳點在肥料.因此,從提高氮肥利用率入手,是減少溫室氣體排放的科學有效途徑.實踐證明,腐植酸在提高氮肥利用率、減少氮肥損失方面效果十分顯著.因此,基于氣候變化,大力反哺腐植酸氮肥十分必要.與此同時,我們要加強腐植酸肥料相關方面研究,用更為科學的研究結果提供準確的數(shù)據支撐.