更智能地使用肥料可以减少我们的农业碳足迹

农业是导致气候变化的温室气体的主要来源，这已不是什么秘密。从牛肉生产中的甲烷到合成肥料，我们还有很多工作要做，才能使我们的食品系统对气候友好。

粪肥和合成肥料每年排放的碳相当于 26 亿吨，按重量计算足以装满 26,000 艘航空母舰。这比全球航运和航空业的总和还要多。

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有机肥料包括粪肥、堆肥或骨粉，来源于动物或植物。合成肥料通常只含有土壤中流失的少量养分，即使许多养分来自天然矿藏，也要经过制造过程。

但产量到底有多少，尚未真正量化。

剑桥大学工程系环境工程师安德烈·卡布雷拉·塞伦霍 (André Cabrera Serrenho) 在一份声明中表示：“令人难以置信的是，我们实际上并不知道全球生产了多少化学品，它们最终流向了哪里，在哪里和如何积累，它们产生了多少排放，以及产生了多少废物。”

虽然减少化肥的碳排放量是必要的，但必须以不危及全球粮食安全的方式进行。此前的研究估计，全球 48% 的人口食用使用合成肥料种植的农作物，预计到 2050 年世界人口将达到 98 亿。

研究人员首次对化肥的整个生命周期进行了计算和量化，其研究结果于 2 月 9 日发表在《自然食品》杂志上，发现到 2050 年化肥的碳排放量可减少高达 80%。

该研究的作者之一塞雷尼奥和合著者高云虎开展了一个项目，以准确测量这些肥料对碳​​循环的完整影响。

“为了减少排放，我们必须确定并优先考虑可以采取的任何干预措施，以减少化肥对环境的危害，”塞雷尼奥说。“但如果我们要做到这一点，我们首先需要清楚地了解这些产品的整个生命周期。这听起来很明显，但实际上我们对这些事情知之甚少。”

研究团队分析了 2019 年的数据，绘制了全球九个地区粪肥和合成肥料的全球流动情况及其整个生命周期的排放情况。他们发现，三分之二的肥料排放发生在使用过程中，而不是生产过程中。

“令人惊讶的是，这是主要的排放源，”塞雷尼奥说。“但只有在量化生命周期每个阶段的所有排放量之后，我们才能开始研究不同的缓解方法，以在不损失生产力的情况下减少排放。”

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作者发现，在生产阶段，最有效的缓解策略是让行业在生产过程中减少加热和氢气产生的碳排放。肥料还可以与硝化抑制剂混合，这些化学物质可以防止细菌形成一氧化二氮。缺点是这些化学物质可能会增加肥料的成本。

“如果我们要提高化肥价格，就需要对农民和化肥公司提供某种形式的经济激励，”塞雷尼奥说。“农业本身就是一项极其艰难的行业，农民目前并没有因为减少排放而获得奖励。”

全面减少化肥使用量将是减少相关排放的最有效方法。该研究评估的一些方法包括在化肥生产过程中使用水电解来防止甲烷形成，以及在化肥在田间使用氮抑制剂。

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“我们在使用肥料方面效率极低，”塞雷尼奥说。“我们使用的肥料远远超过我们的需求，这在经济上是低效的，这是耕作方式造成的。如果我们更有效地使用肥料，我们需要的肥料就会大大减少，这将减少排放，而不会影响农作物的生产力。”

尽管塞雷尼奥表示“没有完美的解决方案”，但这样的研究对于重新思考粮食生产方式以及最有效的实施变革的经济激励措施至关重要。

“我们的工作让我们清楚地了解了什么是技术上可行的、什么是重大的以及干预措施在哪些方面是有意义的，”塞雷尼奥说。“重要的是，我们要把干预措施瞄准最重要的事情，以便在减少排放方面取得快速而有意义的进展。”