我國農田土壤溫室氣體減排和有機碳固定的研究進展及展望

夏龍龍，顏曉元*，蔡祖聰

（1.土壤與農業可持續發展國家重點實驗室，中國科學院南京土壤研究所，南京210008；2. 南京師范大學地理科學學院，南京

210023）

眾所周知，提高土壤肥力，減少農田溫室氣體排放是世界各國確保糧食安全和應對全球氣候變暖的重要戰略[1-2]。作為世界上最大的農業國家之一，中國生產了全球30%的水稻，18%的小麥以及21% 的玉米[3]。與此同時，作為世界上最大的氮肥生產國和消耗國，中國每年用于農作物生產的化學氮肥用量約占世界氮肥總量的30%[4]。水稻種植所需的淹水條件促進了溫室氣體甲烷（CH4）的大量排放。在一百年尺度下，單位質量CH4的全球增溫潛勢是二氧化碳（CO2）的28 倍[5]。據估算，我國稻田CH4總排放量為7.7 Tg·a-1,約占世界稻田總排放量的30%，約占我國農業活動溫室氣體總排放量的20%[6]。除了CH4的大量排放以外，化學氮肥大量施用還促進了農田土壤（特別是旱地土壤）另一種溫室氣體氧化亞氮（N2O）的排放。在一百年的尺度下，單位質量N2O 的全球增溫潛勢是CO2的265 倍[5]。據估算，我國農田土壤N2O 總排放量約為0.19～0.5 Tg·a-1，約占我國農業源溫室氣體總排放量的19%～25%[7-9]。因此，在確保糧食安全的前提下，制定合理的農田管理措施來有效減少我國農田土壤溫室氣體CH4和N2O 排放，對于緩解全球氣候變暖、實現我國的減排目標具有重要意義。除了CH4和N2O減排以外，提高農田土壤有機碳庫儲量（土壤肥力的基礎）同樣對于確保糧食產量和溫室氣體減排至關重要。根據我國第二次土壤普查的結果，我國學者估算出我國農田土壤（0～1 m）的碳庫儲量為85～95 Pg[10]。土壤碳庫的微小變化也可能對大氣CO2濃度產生強烈影響。本文系統總結我國農田溫室氣體減排以及土壤有機碳固定（簡稱“固碳減排”）的有效措施，對于未來固碳減排政策制定和推動可持續農業發展至關重要。

1 農田土壤CH4的減排

農田CH4排放是指土壤中產生的CH4經過氧化以及傳輸后的凈效應[11-12]。眾所周知，稻田是土壤CH4的重要排放源。稻田CH4產生是指在淹水形成的嚴格厭氧條件下（通常氧化還原電位低于-200 mV）,土壤中產甲烷菌作用于土壤腐殖質、水稻根系分泌物、土壤微生物殘體以及施入有機物料等產甲烷基質的結果。土壤產生的CH4可以進一步在根系泌氧（根系周圍）或在土壤表層的氧化層區域被甲烷氧化菌氧化而進一步轉化為CO2和H2O。未被氧化的CH4則會通過植物通氣組織、氣泡以及液相擴散等形式向大氣排放，其中以水稻通氣組織輸送為主。任何影響這3 個過程的因素都會對稻田CH4排放產生影響。同樣，任何能夠減少產甲烷菌作用底物、破壞CH4產生所需的還原條件以及促進CH4氧化的農田管理措施都會減少稻田CH4排放。其中，優化水分管理模式以及有機物料還田方式是減少稻田CH4排放的關鍵。

水稻生長期采取持續淹水的方式會導致土壤極端厭氧，促進CH4大量排放；相反，采取中期烤田的水分管理方式（又稱間歇灌溉）會大幅增加土壤通氣性，破壞土壤極端還原條件，促進CH4氧化并抑制CH4產生。而且，采取中期烤田水分管理方式的稻田，即使在烤田結束覆水后仍能將CH4排放量保持在較低水平[12]。與持續淹水相比較，中期烤田可以將稻田CH4排放總量顯著降低36%～77%[13-14]。據統計，我國常年處于淹水狀態的稻田面積大約有27 萬～40 萬hm2，這部分稻田的年CH4排放量約為2.4 Tg，約占我國稻田總排放量的32%。Yan 等[6]發現，如果將所有淹水稻田采取至少一次中期烤田的水分管理方式，我國稻田CH4總排放量會減少15.6%。烤田開始和持續時間以及烤田次數均會影響稻田CH4減排效果[15]。研究表明烤田開始越早，持續時間越長，稻田CH4排放量也會越低[16]。但是。中期烤田會促進土壤N2O 大量排放。Nayak 等[17]發現中期烤田顯著減少了稻田CH4排放量30%，卻同時增加土壤N2O 的排放量48%。如果考慮CH4和N2O 的綜合溫室效應（Global warming potential），Wang 等[14]的研究結果表明，與持續淹水相比，中期烤田仍能夠顯著降低稻田綜合溫室效應，不論是否秸稈還田與施用氮肥。這表明中期烤田對稻田CH4的減排效應遠大于對N2O 排放的促進效應。此外，中期烤田能夠抑制水稻無效分蘗，提高根系活力，有利于作物產量增加，從而能夠降低稻田的溫室氣體排放強度（綜合溫室效應與產量的比值）。

除了水稻生長季水分管理的影響外，非水稻生長季（稻季前季作物）水分管理措施也會影響稻季CH4排放[12-13]。在相同氣候條件下的單季稻輪作系統中，冬季淹水稻田CH4排放量通常要顯著高于冬季排水稻田排放量[18-19]。而且，冬季土壤水分含量越高，稻季CH4排放量就越大[20]。此外，研究表明我國稻田CH4排放量與冬季降水量呈現出顯著指數關系[21]。冬作物季排水可以大幅度減少土壤中產甲烷菌群數量，降低稻季CH4排放[22]。對于雙季稻種植區，早稻上一季通常是旱地作物或是休耕。研究發現，早稻季CH4排放量通常較低[23]。晚稻通常是在早稻收獲后土壤仍處于濕潤狀態時立即灌水插秧，與早稻季相比，晚稻季CH4排放量會顯著增加。研究發現晚稻季CH4總排放量大約分別是單季稻和早稻排放量的2.3倍和1.5倍[24]。

有機物料合理還田是稻田CH4減排的另一個關鍵措施。大量研究表明，各類有機物料施用均能夠顯著促進稻田CH4排放，原因在于有機物料為產甲烷菌提供了豐富的作用底物[25-27]。有機物料在淹水條件下快速分解會加速土壤氧化還原電位降低，為產甲烷菌生長提供充足的厭氧環境，進而促進CH4產生[14]。有機物料對稻田CH4排放的影響取決于其種類、施用方式、施用時間和用量。通過整合分析（Meta-analysis），Liu 等[28]研究了秸稈還田對稻田CH4排放的綜合影響，結果表明，與對照處理相比，秸稈還田顯著促進了稻田CH4排放78%。同樣，Xia 等[29]結果表明，動物有機肥施用顯著促進我國稻田CH4排放78%。Zhang 等[30]的結果表明，動物有機肥部分代替化學氮肥施用顯著促進我國稻田CH4排放48%～82%。Zhao等[31]整合分析的結果顯示，動物有機肥和秸稈還田分別顯著促進了我國單位水稻產量的CH4排放強度54%和107%。此外，長期秸稈還田對于稻田CH4排放的促進效應通常低于初期的還田促進效應[32]。有機肥對稻田CH4排放的促進效應則主要受到有機肥種類和用量的影響[33]。

與新鮮有機物料相比較，經過堆置發酵后的有機物料，例如沼渣、廄肥等，對稻田CH4排放的促進效應會顯著降低[34-35]。原因在于經過堆置發酵后，有機物料中的易分解成分以沼氣（厭氧發酵）或CO2（好氧發酵）的形式散失，使發酵后的殘渣不易被產甲烷菌利用，從而對CH4排放的促進效應降低。Khosa 等[35]比較了不同有機物料對稻田CH4排放的影響，發現相比于新鮮小麥秸稈、綠肥以及農家肥，發酵后水稻秸稈殘渣能顯著降低CH4排放58%～84%。通過對我國大量田間數據進行分析，Xia 等[29]發現，與新鮮的動物有機肥相比，發酵的有機肥能夠大幅度降低對CH4排放的促進效應73.7%。有機物料的施用方式和時間也會影響稻田CH4排放。有研究表明，與墑溝埋草和條帶狀覆蓋相比，小麥秸稈與表層土壤混施顯著促進了稻田CH4排放，而將有機物料在非水稻季施用能顯著降低稻田CH4排放。原因在于經過旱作物季的好氧分解，有機物料中的有機碳大多以大分子化合物的形式存在，其對CH4排放的促進效應較小[18]。此外，將有機物料在厭氧或者無氧條件下進行高溫熱分解后形成的生物質炭還田同樣會影響稻田CH4排放。數據整合分析的結果表明，生物質炭還田能夠平均減少我國稻田CH4排放6.9%，減少單位水稻產量CH4排放強度11.9%[31]。Feng 等[36]的研究認為，生物質炭抑制稻田CH4排放的原因在于其能夠顯著增加甲烷氧化菌豐度并降低產甲烷菌和甲烷氧化菌的比值。

對于我國南部和西南部丘陵山區的常年淹水稻田，推廣覆膜栽培技術是CH4減排的關鍵。覆膜栽培技術是指在稻田中開溝起廂，塑料膜覆蓋在廂面上，然后在塑料膜上打孔以方便水稻移栽。灌溉時確保廂面無水，溝內有水，保持土壤濕潤[37]（圖1）。研究表明，與長期淹水相比，覆膜栽培能夠在水稻保產的前提下顯著降低CH4排放86%，并能夠提高農民凈經濟收益[38]。雖然此技術能夠同時促進N2O 排放，但是其增加的溫室效應顯著低于減排CH4的溫室效應[39]。目前覆膜栽培技術在我國推廣的面積只有10 萬hm2[37]，因此進一步推廣覆膜栽培技術是我國西南丘陵山區全年淹水稻田CH4減排的關鍵。此外，篩選推廣良好的節水抗旱稻品種對CH4減排也具有良好效果。與常規水稻品種相比，節水抗旱稻需要灌溉水量較少，這可以有效縮短淹水期，進一步減少CH4產生。Sun 等[40]的研究結果表明，與傳統水稻品種相比，節水抗旱稻能夠有效減少稻田CH4排放，而且能夠在干旱年份保持水稻產量，從而能有效降低水稻的溫室氣體排放強度。優化水稻移栽密度、因地制宜地推廣稻鴨共作模式同樣對CH4減排具有良好效果[12-13]。

相對于淹水稻田，旱地土壤的好氧狀況通常會促進甲烷氧化菌對大氣CH4的氧化，因此被認為是大氣CH4的弱吸收匯。研究表明，旱地土壤對CH4的吸收（氧化）速率約為1.8～7.8 kg CH4·hm-2·a-1，具體受農田管理措施、土壤類型以及氣候條件影響[10]。研究表明尿素等銨態氮肥施用后水解形成的NH+4與CH4具有相似的空間分子結構。CH4單加氧酶能夠與NH+4結合并發生反應，減少對于CH4的氧化，促進CH4排放[41]。然而，整合分析的研究結果顯示，氮肥施用對于旱地土壤CH4吸收沒有顯著影響[42]。同樣，有機肥和秸稈施用對旱地土壤CH4吸收效果的影響也不顯著[28-29]。據估算，我國旱地土壤CH4吸收量約為0.22 Tg·a-1，僅占稻田CH4總排放（8 Tg·a-1）的2.8%[6，43]。因此，通過調整農田管理措施促進旱地土壤CH4氧化來減少農田土壤CH4排放的意義不大。

圖1 水稻覆膜栽培技術Figure 1 The plastic film mulching technique in southwest China

2 農田土壤N2O的減排

土壤N2O 產生主要來源于微生物對氮素硝化和反硝化作用的結果[44-45]。硝化作用是指在土壤好氧區域中微生物將銨（NH+4）或者氨（NH3）氧化為亞硝酸根（NO-2）、硝酸根（NO-3）或氧化態氮的過程，具體分為自養硝化和異養硝化作用。土壤（生物）反硝化作用是指厭氧條件下異養反硝化微生物將NO-3逐步還原為N2的過程。N2O 是反硝化過程的中間產物，可以進一步被還原為N2。據估算，我國農田土壤N2O的總排放量約為288 Gg N，其中旱地土壤排放總量約為253 Gg,稻田土壤排放總量約為33 Gg[7-9]。

化學氮肥施用是影響土壤N2O 排放最重要的因素，因為其可以直接為硝化和反硝化微生物提供作用底物。大量田間試驗表明，土壤N2O 排放與氮肥施用量呈線性或者指數的函數關系[46-48]。我國是世界上最大的肥料生產國和消耗國，化學氮肥大量施用以及不合理的氮肥管理措施導致我國氮肥利用率顯著低于世界平均水平。即使考慮氮肥在土壤中的殘留效應，近年來我國的平均氮肥利用率也只有43%[49]。這意味著大部分施入土壤中的氮肥會通過N2O 以及其他活性氮的形式（氨揮發以及氮淋溶和徑流）進入大氣或者水體[50]。推廣氮肥優化管理措施、提高氮肥利用率、降低氮肥用量，是減少旱地和稻田土壤N2O 排放以及其他氮損失的關鍵。氮肥優化管理措施主要是指氮肥施用的“4R”原則:合理的肥料用量（Right rate）、正確的肥料施用時間（Right time）、正確的肥料施用位置（Right place）以及正確的肥料施用種類（Right source）[51-52]。

合理的肥料用量（Right rate）是指通過配方施肥等方法確定氮肥用量，即根據土壤供氮能力與作物氮素需求量確定氮肥用量。Xia等[52]整合分析的結果顯示，與傳統施肥量相比，根據配方施肥法確定氮肥用量能夠顯著提高我國主糧作物產量1.3%和氮肥利用率48.2%，顯著降低土壤N2O 排放31.2%、氨揮發30.7%、氮淋溶35.3%和氮徑流27.6%。配方施肥方法確定氮肥用量還能夠顯著提高農民凈收益2.9%。

正確的肥料施用時間（Right time）主要是指根據作物需肥階段施用氮肥，具體指增加氮肥施用次數或者是減少基肥施用比例。土壤N2O 排放及其他活性氮損失通常發生在作物生長初期，因為此時作物根系對于養分的吸收能力有限[53]。減少（氮肥）基肥施用比例及增加氮肥施用次數能夠避免在作物生長初期的高量施肥，增加作物生長后期對于氮素的大量吸收，從而有效降低各種活性氮損失。研究發現，減少（氮肥）基肥施用比例以及增加氮肥施用次數能夠分別顯著提高我國主糧作物產量4.1%和5.9%，提高氮肥利用率8%和30%，顯著降低N2O 等活性氮損失13.6%～61.5%和5.4%～16.5%，同時能夠顯著提高農民凈經濟收益4.1%～5.8%[52]。

正確的肥料施用位置（Right place）是指采取氮肥深施。與氮肥的傳統表施相比，氮肥深施能夠促進作物根系對氮素的吸收，降低稻田表面水層及旱地土壤表層中NH+4和NO-3的濃度，減少土壤N2O 排放。相較于傳統的氮肥表施，氮肥深施能夠顯著提高我國主糧作物產量6.9%，提高化學氮肥利用率28.5%，顯著降低土壤N2O 排放14.6%，同時能夠顯著提高農民的凈經濟收益6.6%[52]。

正確的肥料施用種類（Right source）是指采用高效氮肥品種，例如配施硝化抑制劑、脲酶抑制劑或采用控釋氮肥。硝化抑制劑能抑制硝化細菌活性，從而抑制硝化過程減少土壤N2O 排放。大量田間試驗以及整合分析的研究均表明，硝化抑制劑對于農田土壤N2O 減排十分有效，而且有利于提高作物生產力[54-57]。Akiyama 等[55]的整合分析研究發現，硝化抑制劑能夠顯著降低農田土壤N2O 排放38%。Qiao 等[57]的整合分析發現，硝化抑制劑在顯著減少土壤N2O 排放20% 的同時，顯著提高了作物吸氮量58% 以及作物產量9%。Xia 等[52]的結果顯示，硝化抑制劑能夠顯著提高我國主糧作物產量10%，提高氮肥利用率26.5%，顯著降低土壤N2O 排放39.8%，同時能夠提高農民凈經濟收益12.6%。雖然硝化抑制劑能夠有效降低土壤N2O 排放，但其也能同時促進土壤NH3揮發。原因在于硝化抑制劑增加了NH+4在土壤中的滯留時間。Yang 等[58]的研究表明，硝化抑制劑促進了土壤NH3揮發12.8%。 Xia 等[52]研究結果表明，硝化抑制劑顯著促進了土壤NH3揮發27.5%。而且，硝化抑制劑促進NH3揮發所引起的N2O 間接排放，能夠在很大程度上抵消其對N2O 的減排效果[59]。因此，采用硝化抑制劑來減少農田N2O 排放需要配合其他NH3減排措施，例如施用脲酶抑制劑。脲酶抑制劑能夠有效抑制氨水解，減少N2O 排放以及土壤NH3揮發。研究發現，脲酶抑制劑能夠顯著提高我國主糧作物產量7.1%，提高氮肥利用率31.3%，降低土壤N2O 排放27.8%，降低NH3揮發50.0%,同時能夠顯著提高農民凈經濟收益5.9%[52]。此外，施用控釋氮肥能夠更好地協調作物氮素需求和土壤氮素供應關系，提高作物氮素吸收，減少N2O 等各種活性氮損失[54]。研究發現，控釋氮肥能夠顯著提高我國主糧作物產量8%，提高氮肥利用率34.4%，降低土壤N2O 排放38.3%，降低NH3揮發60.8%, 降低氮淋溶17.3%和徑流31.7%, 同時能夠顯著提高農民凈經濟收益7.8%[52]。生物質炭施用同樣會影響農田土壤N2O 排放。數據整合分析的結果表明，生物質炭施用可以減少54%的土壤N2O排放[60]。生物質炭較大的氧化還原能力及其對土壤pH 值的增加可以促進土壤N2O 還原酶的活性，進而促進N2O 到N2的還原過程。

3 農田土壤固碳措施

根據我國第二次土壤普查結果，我國學者估算出我國農田土壤（0～1 m）碳庫儲量約為85～95 Pg[10]。大量研究表明，我國農田土壤碳庫在過去30 年里（1980s 至2000s）明顯增加。通過對全國范圍內采集的1394 個土壤樣品進行土壤有機碳含量測定，并與第二次全國土壤普查結果相比較，Yan 等[61]發現我國農田表層土壤（0～20 cm）平均有機碳含量從1979—1982 年 的11.95 g·kg-1增 加 到2007—2008 年 的12.67 g·kg-1, 年平均增長率為0.22%。其中，有機碳增加最大的土壤類型是位于黃河流域的鈣化沖積土以及我國南部地區的水稻土。東北地區的黑土則呈現出了明顯的土壤有機碳損失[61]。Zhao 等[62]最新的研究結果表明，1980—2011 年間，我國農田表層土壤（0～20 cm）有機碳儲量的平均增長速率為140 kg C·hm-2·a-1，其中秸稈還田的貢獻約為40%。土壤有機碳含量變化是土壤原有碳庫分解以及新添加外源碳凈平衡的結果。我國土壤有機碳庫的增加主要歸因于農作物產量提高引起的外源碳增加。得益于氮肥用量的增加以及作物育種技術的成熟，在1980—2007 年間，我國水稻、小麥以及玉米產量分別增加了53%、76%和153%。因此，根系分泌物以及作物秸稈還田引起的碳投入量明顯增加[61]。此外，在1980s，作物秸稈大多用于動物飼料以及家用燃料，很少一部分會被直接還田。伴隨著商用化燃料以及飼料在農村地區的大面積推廣，農作物秸稈開始被逐漸還田，從而增加了土壤碳庫和肥力。據估算，1999年有25.5%的作物秸稈被直接還田，2000 年該比例增加到了37.3%[10]。

繼續推廣秸稈還田是增加我國農田土壤碳庫的優選措施。整合分析的結果顯示，秸稈還田能夠顯著提高農田表層土壤有機碳含量12.8%～14.9%。Lu[63]的研究結果表明，秸稈還田能夠顯著提高我國表層土壤（0～20 cm）有機碳儲量12%。Lu 等[64]估算出2000s我國農田秸稈還田面積為17萬hm2，每年因為秸稈還田引起的表層土壤（0～20 cm）有機碳固定量為9.76 Tg。如果進一步增加秸稈還田面積到606 萬hm2，則土壤固碳量增加量會達到34.4 Tg。需要引起注意的是，淹水稻田施用秸稈會在增加土壤碳庫的同時大幅度促進CH4排放。基于太湖地區水稻-小麥輪作的長期秸稈還田試驗，Xia 等[65]發現，秸稈還田引起CH4排放所造成的溫室效應要比土壤固碳所減少的溫室效應高3～4 倍。就全球增溫潛勢而言，在淹水稻田中，將秸稈還田促進了溫室氣體的凈排放。根據IPCC 的方法，如果將我國50%的水稻秸稈在稻季還田會增加土壤碳庫10.48 Tg, 而增加的CH4排放量高達3.32 Tg，這部分增加的CH4溫室效應是固碳效應的2.2倍[10]。因此，對于稻田生態系統而言，秸稈應優先在旱地作物季還田，或者在好氧發酵以后還田，從而減少對稻田CH4排放的促進效應。

免耕技術會通過減少土壤本底碳庫的分解來增加有機碳的積累。Zhao 等[66]整合分析的結果表明，如果將傳統耕作措施改為免耕并結合秸稈還田則可以將我國農田表層土壤（0～30 cm）有機碳儲量提高0.97 Mg·hm-2。Lu[63]估算出2000s 我國農田土壤每年因免耕所引起的表層土壤（0～20 cm）固碳量為0.8 Tg。如果進一步推廣這一技術，則會將年土壤固碳量提高到4.6 Tg。然而有研究表明，免耕措施會導致農作物減產[67]。因此在推廣免耕措施的同時需要配合采用作物增產措施（例如氮肥優化管理4R措施）。氮肥優化管理措施可以通過提高作物產量，增加作物根系分泌物量及秸稈產量，促進土壤碳庫積累。Lu[63]的研究結果表明，如果在全國范圍內推廣氮肥優化管理措施則可以將我國農田土壤碳庫固定量從5.96 Tg·a-1增加到12.1 Tg·a-1。

增加動物有機肥還田比例從而替代化學氮肥同樣可以促進土壤固碳。Xia 等[29]的結果顯示，動物有機肥部分替代化學氮肥能夠顯著提高我國農田表層土壤（0～20 cm）固碳速率439～675 kg C·hm-2·a-1。采用發酵后的有機肥還田會進一步增加固碳速率，同時減少對稻田CH4排放的促進效應。然而，動物有機肥還田利用存在一定風險，例如可能引起土壤中銅、鉛等重金屬累積，可能增加土壤中抗生素的數量，從而增加環境風險。因此，其綜合的生態環境效應需要進一步評估。此外，施用生物質炭同樣可以促進農田土壤有機碳積累。利用整合分析方法，Liu 等[68]發現生物質炭可以顯著提高我國農田表層土壤（0～20 cm）有機碳含量。然而，由于生物質炭制作成本較高，而且其燒制過程會產生二噁英和焦油等有毒物質，所以這項固碳技術的推廣應用同樣需進一步評價。

4 我國農田土壤固碳減排研究的展望

近20 年來，我國在農田土壤固碳減排方面取得了豐碩成果。未來研究需要更加全面合理地評價各種減排措施對于土壤CH4、N2O、有機碳變化以及糧食安全和生態環境的綜合效應。任何減排措施都不應以損失糧食產量為前提。如果可能，需要運用生命周期評價方法，即碳足跡的方法，全面評價各種固碳減排措施對碳排放和作物產量的綜合影響。此外，需要更加注重考慮各種固碳減排措施對于溫室氣體減排之間，或者是溫室氣體減排與土壤固碳效果之間的“此消彼長”關系（Trade-off relationship）。例如稻田秸稈還田促進了土壤有機碳累積的同時大幅度增加了CH4排放。針對這種“此消彼長”關系需要集合多種固碳減排措施進行綜合減排，而不是采用單一的減排措施。例如，Xia 等[69]的研究結果顯示,與傳統農業管理措施相比較，通過3 種固碳減排措施的集合（氮肥合理減量、秸稈好氧發酵后還田以及輪作制度優化），能夠將太湖地區水稻-小麥輪作系統周年碳足跡顯著減少26%，活性氮足跡減少29%，溫室氣體和活性氮排放所造成的總環境損失降低42%，農民凈經濟收益提高23%，而且這些集合措施不會影響水稻產量。因此，未來農田土壤固碳減排需要更加注重各種有效減排措施的集合運用。此外，評價固碳減排措施效果時要考慮對于農民經濟收益的影響，因為經濟收益是驅動農民改變他們田間管理方式的主要因素之一。未來的研究還需要進一步將農田土壤固碳減排措施的效果與對于活性氮排放的影響結合評價，要更加全面地評價我國農業生產對于生態環境的綜合影響，從而推動農業源溫室氣體和活性氮的綜合減排以及可持續農業的發展。