中科院南京土壤研究所采用大数据分析等方法，详细评估了我国三大主要粮食作物稻谷、小麦、玉米在生产过程中的碳排放情况。根据模型测算，2018 年我国生产三种主粮作物产生的碳排放总量可能达到 6.7 亿吨二氧化碳当量。通过一系列减碳措施的综合使用，这些碳排放可能从碳源转变为碳汇，实现碳中和。
研究团队计算发现，采用增加秸秆还田比例、氮肥优化管理、稻田间歇灌溉等传统固碳减排措施，可以将粮食生产总碳排放从 6.7 亿吨降低至 5.6 亿吨。进一步实施将秸秆炭化为生物炭还田等，总碳排放可以从 5.6 亿吨降低至 2.3 亿吨，减排总幅度达到约 66%。在此基础上，研究团队创新性地设计出一套能源捕获系统，将生物炭生产过程中的生物油和生物气纯化后发电，进行能源替代减排。经过这一系统的工作，我国主粮作物生产碳排放可以进一步从碳源（2.3 亿吨）转变为碳汇（-0.4 亿吨），实现碳中和。
