農田生態系統溫室氣體排放示意圖

　　由溫室氣體升高引起的全球變暖已成爲不爭的事實，如何有效地減少以CO2爲主的溫室氣體排放是各國需要關注的問題。全球化學密集與能源密集、轉基因作物、工業化食用農作物農場與養殖場作業產生的溫室氣體佔全球排放量的35%，現代化農業造成農業土壤中原先封存的數萬億噸碳被釋放到大氣。有科學家預測，有機耕地上捕獲的二氧化碳足以抵消目前所有人爲的二氧化碳排放，耕地固碳具有極其重要的功能和應用前景。

　　最近中國科學家進行的一項研究表明：用有機肥替代化肥可顯著減少溫帶農田溫室氣體排放量。以秸稈循環利用和有機肥替代化肥爲主要特徵的有機耕作模式可將農田碳排放逆轉爲碳吸收。研究相關的論文題爲：“Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland”，發表於Science Bulletin(《科學通報》英文版)2015年第6期，由中科院植物研究所蔣高明研究員擔任通訊作者。

　　燃燒秸稈和過量使用化肥導致大量生物質能源浪費，進而削弱了農業生態系統固碳能力。爲了保證農田生態系統的固碳潛力和糧食產量，蔣高明研究員團隊在中國東部溫帶農村設計了一個生態農場，將玉米秸稈粉碎後飼養肉牛，然後將牛糞腐熟後施入到冬小麥-夏玉米輪作農田中。研究結果表明，用有機肥替代化肥可顯著減少溫帶農田溫室氣體排放量。與此同時，施用有機肥還增加了土壤肥力，進而提高了小麥和玉米產量。有機肥全部替代化肥後，農田變爲典型的碳庫(−8.8 t CO2-eq.hm−2yr−1)，而全部施用化肥農田則爲典型碳源(+2.7 t CO2-eq.hm−2yr−1)。

　　這些發現爲提高農業生態系統應對氣候變化提供了科學依據。該項研究得到了中國科學院重點部署項目 (KSZD-EW-Z-012-2)和國家科技支撐計劃項目(No.2012BAD14B00的共同資助。