农林土壤固碳减排技术在茶树栽培中的应用潜力

减缓大气中碳排放和降低温室气体排放是应对全球气候变化的重要生态任务之一,而农林生态系统在固碳减排中发挥重要作用,主要通过增加有机碳储量和减少有机碳的分解两个方面增强农林生态系统的碳汇能力,能在一定程度上减缓全球碳排放。

本期总结了当前在农林生态系统中应用的土壤固碳减排技术,在此基础上,结合茶园生态系统的特征,提出了农林生态系统土壤固碳减排技术在茶树栽培中的应用潜力,旨在为促进茶园生态低碳栽培技术的挖掘提供参考

一、农林生态系统土壤固碳减排技术研究现状

增加农林生态系统土壤碳汇功能的主要措施包括增加有机碳储量和减少有机碳分解两个方面。目前农林生态系统土壤固碳减排技术主要包括农林废弃物科学还田、科学的施肥技术、科学的栽培管理几个方面。

二、农林生态系统土壤固碳减排技术在茶树栽培中的应用潜力1. 茶园固碳减排潜力茶园生态系统是我国重要的农林生态系统之一,同时兼具生态功能和经济效益。目前,全世界有超过62个国家种植茶树,而我国是世界上茶树种植历史最悠久、茶叶产量最大的国家,现有20个产茶省区,2022年全国茶园面积达333.03万hm²,有研究表明,我国茶园土壤碳储量达225.0亿吨,占茶园总碳储量的71.2%,其固碳减排潜力巨大。

2. 农林土壤固碳减排技术在茶树栽培中的应用

1)茶树修剪物科学还园茶树修剪可以通过解除顶端优势、刺激腋芽萌发,从而提高茶叶产量。茶树修剪后得到的修剪物主要以植物有机质为主,含有丰富的碳元素。将茶树修剪物还园,有机质会被输入到土壤中,有助于土壤碳库的积累。然而,茶树修剪物在土壤中会被微生物分解成CO₂ ,同时也会释放出少量的CH₄和N₂O。若将茶树修剪物加工为高温裂解的生物质炭,再将其添加至茶园土壤中,由于生物质炭具有多孔结构和较大的比表面积,可以吸附和保持土壤中原有的有机碳,降低土壤呼吸速率,有效减少土壤中CO₂的排放。然而,生物质炭的应用效果受到生物质炭的质量、添加量,以及土壤性质等多种因素的影响。因此,在茶园管理中,需要进一步研究和实践,以确定最佳的生物质炭应用策略,实现茶树修剪物的有效利用和土壤碳减排。

2)茶园肥料科学施用茶园肥料科学施用可以提高茶园产量,减少肥料浪费和减轻茶园施用化肥对环境产生的负面影响。部分茶园为了提高茶叶的产量和经济效益,存在过量或不合理施用肥料等问题。施用过量的化肥会促进土壤中有机质的分解,影响土壤养分有效性和微生物活性,从而加速茶园土壤释放更多的CO₂和N₂O,因此,合理控制施肥量可以减少温室气体的排放。目前一些新的施肥方式如将化肥分解为小颗粒或加入抑制剂可以减少氮素的损失和N₂O的排放。有研究发现,施用氮肥会使土壤原有有机碳矿化增加20%~98%,但是氮肥与生物质炭配施能使上述不稳定因素的影响显著降低6%~19%。

3)栽培方式科学应用科学的栽培方式对茶园土壤碳排放具有显著影响。通过合理施肥管理、土壤覆盖(秸秆覆盖、草坪覆盖等)、水肥一体化、间作与轮作等措施,可以提高土壤碳储存能力,减少碳排放,同时促进茶园的可持续发展。但需要注意的是,栽培方式的选择应结合具体的土壤类型、气候条件和茶树品种等因素,以实现最佳的碳排放管理效果。

三、总结与展望立足于“双碳”目标,从农林生态系统的土壤固碳减排技术出发,结合茶园生态系统自身的特点,探究挖掘适合茶园土壤的固碳减排技术,例如将茶树修剪物加工制备成生物质炭进行还园,合理选择和使用肥料以及采用科学的栽培方式等,在促进茶树生长并保证产量的同时,能有效降低茶园土壤温室气体排放,增加土壤中有机碳的储量,从而更好地发挥茶园碳汇功能。

来源:中国茶叶

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