农业农村部、国家发展改革委日前联合印发《农业农村减排固碳实施方案》（以下简称《方案》）。《方案》是我国促进农业高质量发展和减排固碳相结合的重大政策文件，其中提出实施包括稻田甲烷减排在内的十大行动，为我国农业农村减排固碳提供了系统性指导。

  稻田甲烷减排有哪些可操作的实施路径？如何在推进减排固碳的同时实现水稻丰产协同增效，保障好老百姓的“粮袋子”？对此，本报记者专访了全球农业温室气体研究联盟水稻工作组负责人、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员秦晓波。

  稻田甲烷排放从哪里来？现状如何？

  稻田是大气温室气体甲烷的重要排放源，对全球气候变化产生重要影响。2014年，我国稻田甲烷排放量达891.1万吨，折合二氧化碳排放当量2.49亿吨，占中国农业甲烷排放的40.6%，仅次于反刍动物肠道发酵占比44.31%的甲烷排放，排放规模不容小觑。

  “其实稻田与肠道发酵以及畜禽粪便管理所产生的甲烷排放，都是产甲烷菌在厌氧环境下‘作祟’的结果。” 秦晓波解释说。稻田在长期淹水条件下会造成厌氧的土壤环境，土壤中的原生碳、植株残体等有机质被逐级分解为易溶解有机质，被产甲烷菌利用，经过乙酸发酵或氢气/二氧化碳还原两个过程产生甲烷。

  稻田产生的甲烷如何排放至大气中？这源于甲烷在土壤中产生、再氧化和传输3个过程的共同作用。

  秦晓波表示，稻田甲烷的传输有3种主要途径。“甲烷在土壤中产生后，要先经过再氧化过程消耗掉相当大的部分，残余的甲烷才会继续向上传输进入大气，而传输途径主要有3种：液相扩散、气泡和植株通气组织。第一种是溶解相的甲烷从土壤孔隙水向上经上覆水传输入大气；第二种途径是没有溶解的甲烷以气泡的形式进入表层水中排放，南方稻田水层中常见的‘泡泡’大部分是甲烷。”

  但是最主要的途径是通过水稻植株传输，其传输占比高达80%以上。秦晓波举例说，“水稻植株就像吸管，是中空的，甲烷产生之后，除上述两种途径外，剩余的部分主要依赖根系和植株通气组织，通过这个吸管似的通道向上传输，再通过茎、叶、鞘的通气组织排放出来。”

  稻田甲烷减排之路如何走？

  秦晓波认为，可以围绕稻田甲烷产生、氧化、传输的各环节进行减排干预。

  针对产生环节，可以在施肥时向土壤中添加生物有效菌剂，增强氧化条件，抑制甲烷菌。“相当于‘吃掉’一些产甲烷菌，然后‘辅佐’氧化菌把甲烷在产生阶段消灭掉。生物有效菌剂在抑制产甲烷菌的同时，还能够促进养分的利用，有利于作物生长和产量形成。这些目前已经有一些成熟的技术和产品来支持。”秦晓波表示。

  第二个有效途径则是控制淹水条件。中国栽培水稻历史悠久，农民长期以来的种植方式主要是淹灌。在长期淹灌模式下，水稻在生长季前期就容易排放大量甲烷。

  因此，强化稻田水分管理，因地制宜推广稻田节水灌溉技术，提高水资源利用效率，就显得尤为重要。

  秦晓波表示，产甲烷菌最怕的便是环境干燥，氧气充足。因此避免厌氧环境是很容易“见效”的手段。

  首先可以进行间歇灌溉和交替灌溉，即在稻田中灌上水，等田面自然落干，一般有3天—5天的交替期。到种植中期（分蘖盛期之后），采取集中晒田，大概在水稻种植之后的一个月到一个半月之间，集中晒田10天—14天。这样一来，控制淹水条件后就能够降低40%以上的甲烷排放，减排效果十分明显。“现在农民基本上选择中期晒田，在促进产量增加的同时减排甲烷排放。”秦晓波说。

  在种植后期，尤其是水稻的成熟、收获阶段就不太需要水了，因此后期可以简单进行“湿润灌溉”，让稻田自然落干即可。

  秦晓波表示，水稻种植前期虽然需要水，但可以控制水层高度。“3厘米或10厘米的水层高度，对水稻的生长与产量影响不大，但对厌氧环境的形成有很大差异，所以尽可能降低灌溉水层高度，采取科学的灌溉频率和措施，既节约水资源，也可以达到甲烷减排的效果。”

  目前，江西省一些地区已经

  在大力推广农业节水灌溉项目示范区建设，其水利部门和农业部门联手推广节水灌溉措施，并给予农民补贴。

  除了灌溉，秸秆快腐还田好氧耕作也是重要手段。秦晓波解释，秸秆还田是稻田土壤碳素损失的有力补充，但秸秆直接还田（特别是新鲜秸秆）容易造成甲烷的高排放，因此，结合好氧耕作，快腐菌剂产品才能起到良好减排效果。通过旱耕湿整等好氧耕作，可以改善秸秆还田后土壤通气性，增加土层含氧量，促进秸秆好氧湿润条件下腐解，减少稻田甲烷排放。通过秸秆堆肥发酵后腐熟还田，能促进养分循环利用，并大幅削弱秸秆直接对甲烷排放的增排效果。

  此外，可以选育推广高产、优质、低碳水稻品种。

  “从高产低排品种筛选角度出发，就是针对目前的高产品种进行筛选，选择低排放的进行推广；从育种角度，就是通过基因编辑和分子育种等技术培育新品种，实现籽粒的高效光合碳分配、高收获指数高等特征，减少碳向下部及根系的转移，达到抑制甲烷产生的目的。”秦晓波指出，目前来说还应当以高产低排良种筛选为主，从育种机理上进行研发，未来或许可能通过普通的分子育种手段就能诞生“高产低排”的品种。

  此外，他建议改进稻田施肥管理，推广有机肥腐熟还田等技术，采取绿肥进行补充，增加固碳，减少甲烷排放。

  减排手段应经济适用

  水稻历来是我国的重要粮食作物，不仅要稳定水稻播种面积，还要种得好，种得绿色，种得性价比高。

  谈及性价比，首先就是产量问题。那么水稻丰产与甲烷减排，如何“鱼”与“熊掌”兼得？

  秦晓波表示，经过研究，团队提出了“抑菌减排，增腐固碳，良种丰产、减投增效”的整合模式。

  抑菌即通过各种手段，抑制产甲烷菌活性来实现减排。增腐即促进秸秆等有机质的腐解，或者包括生物质炭的变相还田，增加土壤固碳。良种就是开发、筛选新的水稻品种，既能降低排放，还能丰产。减投指的是减少肥料、农药等投入，提高肥料利用率或者投入绿肥等，实现减投增效。

  “这4项措施结合起来，综合施策，就能鱼和熊掌兼顾。同时这些措施是响应生态环境部《减污降碳协同增效实施方案》，在确保粮食安全前提下实现稻田甲烷减排的综合解决方案。”秦晓波表示。

  自上世纪80年代开始，为应对气候变化，我国就针对稻田甲烷减排开展了大量研究。目前技术比较成熟，但是相关减排手段的经济效益和减排成本评估却相对滞后。秦晓波认为，需要在减排措施中综合考虑经济效益，选择成本适用，性价比高的手段。

  “农民不仅关心产量，还关心省时省力省钱的措施，例如在施肥时顺带添加生物有效菌剂，撒完菌剂农民就不用管了；比如用绿肥代替化肥，国家给予一定补贴，能够降低成本，农民使用的积极性也会提高。再比如在选种育种中提前布局，能够使农民获益。所以在推广减排措施前，一定要做好顶层设计，增加相关的示范试点，在经济效益上提前评估，让农民看到减排增产的规模效应，才能调动积极性，让农民乐于耕种低碳绿色稻田。”秦晓波说。