气候线 | 科学家们正在发出警报，某些旨在减少温室气体排放的农业实践可能弊大于利。
上个月发表在《科学》杂志上的研究警告说，某些减少甲烷排放的努力可能会适得其反，反而会增加一氧化二氮的排放——一氧化二氮是一种温室气体，短期来看不如甲烷有效，但总体上造成的破坏更大。
阿尔伯塔大学教授、该论文的作者之一丽莎·斯坦因说：“尽管人们越来越认识到甲烷是控制温度升高速度以使其进入某种秩序的绝佳目标，但许多机制却忽略了氮的输入。”
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斯坦因补充说：“因此，当您试图减缓甲烷排放时，这些技术可能会无意中刺激一氧化二氮的产生——而我们不希望这种权衡，”斯坦因专门研究气候变化微生物学。
其他研究人员发现，包括一些非政府组织支持的减少甲烷灌溉技术正在大幅增加稻田的一氧化二氮排放，并可能从总体上加剧气候变化。
长期以来，控制稻田的甲烷排放一直是农民和科学家的目标。环境保卫基金估计，全球年度水稻种植对温室气体的长期影响相当于多达 600 座燃煤电厂。
超过十分之九的大气甲烷是由微生物产生的，当与氧气隔离时，微生物会将有机物转化为甲烷。但是，向环境中引入氧气将减缓——甚至阻止——甲烷排放。
一些可持续发展努力，例如美国稻米联合会行业集团支持的努力，提倡农业技术来做到这一点：向产生甲烷的土壤微生物添加氧气。这些方法包括间歇性淹水和沟灌。
但环境保卫基金会首席高级科学家乔·鲁德克表示，这里有一个问题。
鲁德克在一次采访中说，当您向环境中添加氧气时，“那么循环氮的细菌会将氮转化为氨”，“在这个过程中，一氧化二氮是副产品之一。”
一氧化二氮占全球排放量的6%，而二氧化碳占76%。然而，根据政府间气候变化专门委员会的数据，每公吨一氧化二氮在 100 年内造成的温室效应是每公吨二氧化碳的 265 倍。
十多年来，一些微生物学家一直在思考，通过采用氧气的耕作技术来减少甲烷是否会产生增加一氧化二氮排放的副作用。
长期以来，这种影响的证据仅限于实验室观察，但2018 年由鲁德克共同撰写并由环境保卫基金领导的一项研究发现了令人信服的真实世界证据。
鲁德克说：“在印度各地的多个稻田中进行了相当多的一氧化二氮和甲烷测量”，评估了间歇性淹水的影响。
间歇性淹水——也称为交替干湿（AWD）——是指稻田定期灌溉，然后干燥，而不是持续淹水。干燥土壤使微生物暴露于氧气，减缓甲烷排放并增加一氧化二氮的释放。
美国稻米联合会、洛克菲勒基金会和可持续稻米平台鼓励这种做法。
可持续稻米平台是由联合国环境规划署和国际水稻研究所共同召集的一项倡议，拥有 100 多个成员，致力于推广可持续和合乎道德的水稻种植方法。
该平台称间歇性淹水是“更好的方法”，并引用研究发现，它可以减少温室气体总量。
他们的网站上说：“[作物]产量几乎相同，而且 AWD 方法排放的温室气体更少，需要的种子和肥料也更少。”
联合国粮食及农业组织是可持续稻米平台的成员，但它并不赞同该计划对间歇性淹水的认可。
粮农组织在给 POLITICO 的 E&E 新闻的一封电子邮件中表示：“我们目前保持中立，因为我们正在试行该技术，并辅以其他农业用水管理措施。”
美国稻米联合会和可持续稻米平台在出版前未回复置评请求。
根据他们的测量，鲁德克及其合著者得出结论：“印度次大陆间歇性淹水稻田的 N2O 排放量可能比持续淹水条件下报告的排放量高 30-45 倍。”
研究发现，根据间歇性淹水的频率和强度，这种做法实际上可能会在 30 年内加剧气候变化，因为新产生的一氧化二氮将超过减少的甲烷。
然而，至少有一种潜在的替代方案。斯坦因说，一种名为生物炭的物质可以作为甲烷减排剂，而不会无意中增加一氧化二氮。
生物炭是一种通过燃烧有机物（通常是木材）制成的木炭。它通常用作农作物（包括水稻）的肥料，并且具有储存碳的额外好处。
斯坦因说：“生物炭就像添加到土壤中的最受欢迎的想法，因为它是燃烧的有机物——这意味着产生甲烷的微生物无法获得它，因为它已经被烧掉了。”“生物炭将土壤中的所有养分保持在良好水平，从而使所有碳和氮循环都可以保持内在化。”
2019 年发表在《自然》杂志上的一项中国研究发现，无论季节或淹水水平如何，生物炭都可以减少烟草和稻田的甲烷和一氧化二氮排放。
纽约一家初创公司更进一步，在其生物炭中封存甲烷。Northeastern Biochar Solutions 的工艺包括焚烧处理过的污水（而不是木材）以制造生物炭。
Northeastern Biochar 首席执行官雷蒙德·阿皮说：“我们的工艺实际上独特地解决了甲烷问题，因为当您获取（未炭化的污水）并将其应用于土地时，它会腐烂并释放出大量的甲烷。如果您将其放入垃圾填埋场，它也会释放出大量的甲烷。”
但阿皮说，通过在无氧环境中烧焦污水，他们将污水中的甲烷封存在生物炭中，并阻止未来的排放。
阿皮告诉 E&E 新闻：“我们聘请了化学工程师对我们第一个拟议的工厂进行了全面的 360 度生命周期分析，他们做到了这一点。”“甲烷减排量非常巨大。温室气体总减排量为净 -137%。这是经过第三方验证的。”
虽然他认为一氧化二氮需要引起关注，但环境保卫基金会的鲁德克强调，甲烷作为温室气体的巨大影响——在 20 年内大约是二氧化碳的80 倍——使其成为需要解决的关键短期污染物。
鲁德克说：“我们在未来几十年内降低全球变暖速度的最重要工具之一是控制甲烷。”“您还需要控制二氧化碳和一氧化二氮，但甲烷在这方面是独一无二的。”
转载自E&E 新闻，经 POLITICO, LLC 许可。版权所有 2024 年。E&E 新闻为能源和环境专业人士提供重要新闻。