在我国南方,一片片稻田在阳光雨露下孕育着丰收的希望,不过,这些稻田也在悄悄“呼气”——排放甲烷。甲烷作为一种强效温室气体,其增温潜
是二氧化碳的28倍左右,对全球气候变化有着不可忽视的影响。而稻田,正是甲烷排放的重要源头之一。在水稻生长的过程中,稻田里的厌氧微生物分解土壤中的有机物,源源不断地产生甲烷,飘向大气层。其实,有一种神奇的“绿色魔法”能让稻田的“呼气”变得更环保,那就是绿肥轮作。绿肥,其实就是一些专门种植用来翻压还田,给土壤增加肥力的植物,像紫云英、苕子、箭筈豌豆等,它们可是土壤的“营养补给站”。平时我们常见的化肥,虽然能快速给作物提供养分,但长期大量使用,容易让土壤“生病”,变得板结、酸化。而绿肥就不一样了,它们生长时能吸收空气中的氮,把这些宝贵的氮固定在土壤里,就像一个个小小的氮肥工厂;同时,绿肥还能增加土壤中的有机质,改善土壤结构,让土壤变得更加疏松透气,就像给土壤做了一场“深度按摩”,让作物的根系能更好地伸展和吸收养分。不仅如此,绿肥还能减少化肥使用,降低生产成本,对环境也更友好,简直是一举多得!
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所的肥料及施肥技术创新团队,就对绿肥轮作展开了深入研究。他们发现,绿肥轮作和稻田甲烷排放之间,有着紧密的联系。科研人员像侦探一样,结合田间观测、分子生物学和模型模拟等多种手段,对绿肥 - 水稻轮作系统进行了全面“体检”。结果令人惊喜:绿肥种植年限和翻压量,是影响绿肥 - 稻田系统甲烷排放的两大关键因素,它们就像两个“大指挥官”,能解释甲烷排放变异的78.4%。
简单来说,绿肥主要通过影响土壤里甲
产生与氧化微生物基 丰度比,来调控甲 排放。随着绿肥种植年 增加,这个比值会降低,甲 排放也就减少了。这就好比是在一场拔河比赛中,甲烷产 微生物和氧 微生物原本势均力敌,但绿肥加入后,给氧 微生物“加油打气”,让它们更有力量,把甲烷“拽住”,不让它轻易排放到空气中。在实际应用中,已经有不少地方尝到了绿肥轮作的甜头。实验结果表明,绿肥种植年限和翻压量是绿肥-稻田系统甲烷排放的关键因素,二者可解释甲烷排放变异的78.4%。绿肥主要通过影响土壤甲烷产生与氧化微生物基因丰度比调控甲烷排放,且该比值随种植年限的增加而降低。模型预测显示中国南方约76%的稻田可通过15年的绿肥轮作实现甲烷减排。相关研究为利用绿肥降低稻田甲烷排放提供科学依据和技术支撑。
对于广大农民朋友来说,实施绿肥轮作其实并不复杂。首先,要根据当地的气候、土壤条件,选择合适的绿肥品种,像南方温暖湿润的地区,紫云英就是个不错的选择。在种植时间上,一般可以利用冬闲季种植绿肥,等绿肥生长到盛花期,就可以进行翻压还田了。翻压后,最好进行干耕晒垡,然后再灌水沤田,这样可以促进绿肥的分解,减少甲烷排放。
绿肥轮作就像是给稻田找到了一个“绿色伙伴”,既能减少甲烷排放,为应对全球气候变化贡献力量,又能提高土壤肥力、增加水稻产量、减少化肥使用,让农田变得更加健康和可持续。