基于生物炭的施肥方法通过调节稻田中的土壤化学和微生物过程来减少甲烷（CH4）排放，同时不会对作物产量产生负面影响 孔德莱（Delei Kong）、 王彦旗（Yanqi Wang）、 刘茂江（Mahaojiang Liu）、 朱高迪（Gaodi Zhu）、 董达（Da Dong）、 张倩倩（Qianqian Zhang）、 陈俊辉（Junhui Chen）、 张显多（Xianduo Zhang）、 徐向瑞（Xiangrui Xu）以及 姜培坤（Peikun Jiang） + 1位作者

《Agriculture》：Biochar-Based Fertilization Mitigates CH4 Emissions Without Yield Penalties by Regulating Soil Chemical and Microbial Processes in Paddy Fields Delei Kong, Yanqi Wang, Mahaojiang Liu, Gaodi Zhu, Da Dong, Qianqian Zhang, Junhui Chen, Xianduo Zhang, Xiangrui Xu and Peikun Jiang + 1 author

　　

摘要

减少稻田甲烷（CH₄）排放同时不降低产量，对可持续农业来说仍然是一个关键挑战，这主要是由于减排与养分供应之间的权衡。基于生物炭的肥料（BF）将生物炭与矿物质养分结合，通过调节碳和氮的供应来解决这一限制。本研究评估了基于生物炭的肥料对CH₄排放和水稻产量的影响。在湿润人为土壤中进行了一个季节性的田间试验，设置了四种处理方案：不施肥（对照组）、传统化学肥料（CF）、生物炭与化学肥料联合施用（CBF）以及仅使用生物炭肥料（BF）。研究人员监测了甲烷通量、土壤理化性质以及关键功能微生物基因的丰度。与CF相比，BF使累计CH₄排放量减少了23.24%，同时保持了相当的水稻产量，从而使得产量层面的CH₄排放量降低了28.67%。基于生物炭的肥料降低了溶解有机碳的供应量，缓冲了NH₄⁺-N浓度，并提高了土壤pH值。这些变化改变了甲烷循环的微生物平衡，抑制了甲烷生成并增强了甲烷氧化，表现为mcrA/pmoA比值的降低。结构方程建模表明，CH₄减排是甲烷生成活性降低和甲烷氧化增强共同作用的结果。总体而言，基于生物炭的肥料能够调节土壤化学和微生物过程，从而在不影响产量的前提下减少CH₄排放，显示出作为一种可行且可应用于实际的低碳水稻生产策略的巨大潜力。