[发明专利]资源化可持续发展的稻田生态系统生物质炭碳减排方法

说明书

本发明公开了一种资源化可持续发展的稻田生态系统生物质炭碳减排方法。与一次性高剂量生物质炭还田策略不同，该方法采用低量生物质炭逐年还田模式，即每年水稻收割后，将上一季得到全部的水稻秸秆生物质制备成生物质炭，在来年水稻秧苗移栽前一周，将生物质炭添加至土壤中，翻耕土壤，将其均匀混合于地表0‑20cm之间。每年水稻收割后种植前，往复重复此操作，发挥生物质炭稻田生态系统碳减排效益。本发明针对稻田生态系统碳减排效果具有经济成本低，效果持久特点，对农业废弃物资源化利用，缓解气候变化的重大现实意义。

技术领域

本发明属于生物质炭领域，具体涉及一种资源化可持续发展的稻田生态系统生物质炭碳减排技术。

背景技术

为缓解全球气候变化，提出切实有效的碳减排技术是当务之急。稻田生态系统是重要的有机碳库，其特点是进行有机碳存储。同时，稻田生态系统是地球环境第二大甲烷(CH₄)排放源，每年排放的CH₄量达33-40Tg(CH₄)yr^-1，约占CH₄排放总量的15％。在百年尺度上，CH₄的增温潜势是二氧化碳(CO₂)的25倍，因此，稻田生态系统碳储存和CH₄减排是稻田生态系统碳减排的主要目标。由于水稻是全球人口的主要粮食作物，水稻种植面积巨大，相应的，每年将会产生大量的水稻秸秆，合理处置水稻秸秆是农业上的重要问题。

近年来，将秸秆制备成生物质炭还田是备受提倡的农业废弃物处置方式。水稻秸秆炭化还田具有碳储存、增产、温室气体(GHGs)减排三重碳减排效应。生物质炭本身具有高稳定性，碱性，以及多孔性，高比表面积，富含的大量养分等优良特性。生物质炭添加到稻田土壤中后，由于其高稳定性，难以被微生物降解，大部分碳被封存到土壤中存储起来，减少大气中CO₂排放。生物质炭多孔性和碱性特质，富含养分等优良特质不仅有利于土壤养分循环，促进作物生长，同时也削减稻田土壤CH₄排放。并且，生物质炭生产过程中将产生气、液、固三相副产品，或进行资源化利用，或进行化石燃料替代，可进一步减少碳排放，发挥多重碳减排效应。因此，生物质炭还田技术不仅有效的解决了农田废弃物处理处置问题，也资源化地发挥农田生态系碳减排环境生态效益。

为了快速取得良好的环境生态效益，目前的生物质炭还田模式主要采用一次性高剂量生物质炭还田模式。此方法的固碳减排效果虽然好，但成本高，且由于输入量高后期没有生物质炭添加，其固碳减排效应的长期有效性还存在质疑。评估一次性高剂量生物质炭碳减排模式的长期碳减排潜力，寻找经济性，可持续的长期稳定性生物质炭碳减排潜力尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中一次性高剂量生物质炭还田模式存在的固碳减排效应长期有效性较差的问题，并提供一种资源化可持续发展的稻田生态系统生物质炭碳减排方法。

为了解决上述技术问题，本发明具体采用的技术方案如下：

一种资源化可持续发展的稻田生态系统生物质炭碳减排方法，其特征在于，生物质炭还田管理措施如下：

每一季水稻收割后，将全部水稻秸秆制备成生物质炭；然后在下一季水稻秧苗移栽前期，将上一季得到的全部生物质炭添加至土壤中；每年的每一季水稻种植均执行此操作。

作为优选，用于还田的水稻秸秆生物质炭原材料源自于所在稻田生长的水稻秸秆，每一季的生物质炭添加量与上一季收割的水稻秸秆支撑的生物质炭总量相同。

作为优选，每一季水稻秸秆收割后，需马上将水稻秸秆晾晒风干，制备成生物质炭存贮起来，以降低由于秸秆推积产生的甲烷排放引起的碳排放。

作为优选，所述生物质炭采用炭化设备原位就地制备，减少由于物料交通运输产生的碳排放。

作为优选，所述水稻秸秆在500℃缺氧条件下热解炭化2小时，冷却后得到生物质炭。