[發明專利]資源化可持續發展的稻田生態系統生物質炭碳減排方法

在審

• 申請號: 202211297502.6
• 申請日: 2022-10-22
• 公開（公告）號: CN115623895A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 吳偉祥;南瓊;池文琛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02;A01G22/22;C09K17/14;C09K101/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種資源化可持續發展的稻田生態系統生物質炭碳減排方法。與一次性高劑量生物質炭還田策略不同，該方法采用低量生物質炭逐年還田模式，即每年水稻收割后，將上一季得到全部的水稻秸稈生物質制備成生物質炭，在來年水稻秧苗移栽前一周，將生物質炭添加至土壤中，翻耕土壤，將其均勻混合于地表0?20cm之間。每年水稻收割后種植前，往復重復此操作，發揮生物質炭稻田生態系統碳減排效益。本發明針對稻田生態系統碳減排效果具有經濟成本低，效果持久特點，對農業廢棄物資源化利用，緩解氣候變化的重大現實意義。

技術領域

本發明屬于生物質炭領域，具體涉及一種資源化可持續發展的稻田生態系統生物質炭碳減排技術。

背景技術

為緩解全球氣候變化，提出切實有效的碳減排技術是當務之急。稻田生態系統是重要的有機碳庫，其特點是進行有機碳存儲。同時，稻田生態系統是地球環境第二大甲烷(CH₄)排放源，每年排放的CH₄量達33-40Tg(CH₄)yr^-1，約占CH₄排放總量的15％。在百年尺度上，CH₄的增溫潛勢是二氧化碳(CO₂)的25倍，因此，稻田生態系統碳儲存和CH₄減排是稻田生態系統碳減排的主要目標。由于水稻是全球人口的主要糧食作物，水稻種植面積巨大，相應的，每年將會產生大量的水稻秸稈，合理處置水稻秸稈是農業上的重要問題。

近年來，將秸稈制備成生物質炭還田是備受提倡的農業廢棄物處置方式。水稻秸稈炭化還田具有碳儲存、增產、溫室氣體(GHGs)減排三重碳減排效應。生物質炭本身具有高穩定性，堿性，以及多孔性，高比表面積，富含的大量養分等優良特性。生物質炭添加到稻田土壤中后，由于其高穩定性，難以被微生物降解，大部分碳被封存到土壤中存儲起來，減少大氣中CO₂排放。生物質炭多孔性和堿性特質，富含養分等優良特質不僅有利于土壤養分循環，促進作物生長，同時也削減稻田土壤CH₄排放。并且，生物質炭生產過程中將產生氣、液、固三相副產品，或進行資源化利用，或進行化石燃料替代，可進一步減少碳排放，發揮多重碳減排效應。因此，生物質炭還田技術不僅有效的解決了農田廢棄物處理處置問題，也資源化地發揮農田生態系碳減排環境生態效益。

為了快速取得良好的環境生態效益，目前的生物質炭還田模式主要采用一次性高劑量生物質炭還田模式。此方法的固碳減排效果雖然好，但成本高，且由于輸入量高后期沒有生物質炭添加，其固碳減排效應的長期有效性還存在質疑。評估一次性高劑量生物質炭碳減排模式的長期碳減排潛力，尋找經濟性，可持續的長期穩定性生物質炭碳減排潛力尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中一次性高劑量生物質炭還田模式存在的固碳減排效應長期有效性較差的問題，并提供一種資源化可持續發展的稻田生態系統生物質炭碳減排方法。

為了解決上述技術問題，本發明具體采用的技術方案如下：

一種資源化可持續發展的稻田生態系統生物質炭碳減排方法，其特征在于，生物質炭還田管理措施如下：

每一季水稻收割后，將全部水稻秸稈制備成生物質炭；然后在下一季水稻秧苗移栽前期，將上一季得到的全部生物質炭添加至土壤中；每年的每一季水稻種植均執行此操作。

作為優選，用于還田的水稻秸稈生物質炭原材料源自于所在稻田生長的水稻秸稈，每一季的生物質炭添加量與上一季收割的水稻秸稈支撐的生物質炭總量相同。

作為優選，每一季水稻秸稈收割后，需馬上將水稻秸稈晾曬風干，制備成生物質炭存貯起來，以降低由于秸稈推積產生的甲烷排放引起的碳排放。

作為優選，所述生物質炭采用炭化設備原位就地制備，減少由于物料交通運輸產生的碳排放。

作為優選，所述水稻秸稈在500℃缺氧條件下熱解炭化2小時，冷卻后得到生物質炭。