近日，華南農業大學資源環境學院與嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室教授章家恩團隊合作，首次在全球尺度上進行數據整合分析，對小麥、玉米和水稻3種主要農作物生產過程的氮肥投入開展全過程生命周期評估，定量分析農作物生產中氮肥投入的碳足跡。相關成果發表于《全球變化生物學》。

隨著全球人口和糧食需求的持續增長，化肥施用成為保障農作物產量和全球糧食安全的重要手段。小麥、玉米和水稻種植面積占全球農用地面積的47%，其氮肥用量高達52.5TgN，達到全球農業氮肥用量的一半以上。然而，關于全球尺度上農田氮肥投入的碳足跡定量分析仍然缺乏，導致農業氮肥投入造成的溫室效應尚不清楚。

為此，研究人員通過整合全球數據，對上述3種主要農作物生產過程的氮肥投入開展全過程生命周期評估，量化氮肥投入后直接和間接產生的碳固定和碳排放量，定量分析農作物氮肥投入的碳足跡，并預測其在未來不同情境下的變化趨勢。

研究結果表明，2019年糧食生產過程氮肥施用產生的凈碳排放量為7.4GtCO2當量，其中，肥料生產的起始階段、農業生產階段和農產品收獲后階段的貢獻比例分別為2%、11%和87%。全球洲際尺度分析表明，盡管亞洲是最大的谷類糧食生產區域，但北美洲在農產品收獲后階段的碳足跡最高，為2.5GtCO2當量，其碳足跡總貢獻比例達到38%。對不同情境下農業生產的碳足跡進行預測，結果發現，在不提升氮肥利用效率的情況下，到2100年滿足全球糧食需求的農業氮肥投入將產生21.2GtCO2當量的碳排放。

該研究提出，若綜合考慮采取提升氮肥利用效率、改進生產技術、減少食物損失和改善全球民眾生活習慣等方面措施，2100年全球糧食作物氮肥投入的碳足跡可降至5.6GtCO2當量。該研究結果為指導農業生產和農產品消費如何助力“雙碳”目標提供了依據。

相關論文信息: https://doi.org/10.1111/gcb.17277