中国农业大学张福锁院士团队博士第一作者发表Nature子刊两篇！在减少农田氮素损失方面取得重要进展
学术
2024-11-13 19:31
法国
11月12日，《自然》杂志旗下期刊《自然·食品》（Nature Food）在线发表了中国农业大学资源与环境学院、国家农业绿色发展研究院张福锁院士团队陈永亮副教授课题组的研究论文《优化农业管理减少了全球农田氮素向空气和水中的流失》（Optimized agricultural management reduces global cropland nitrogen losses to air and water）。该研究深入探讨了优化管理措施在全球范围内减少农田氮损失的潜力，指出在考虑特定地区的气候、土壤条件和传统管理实践的情况下，这些措施能够平均减少17%-31%的N2O排放、NH3挥发、氮径流和氮淋溶，为实现氮素的可持续管理提供了坚实的理论依据和科学支持。氮作为农业生产中不可或缺的关键养分，其过度使用却引发了包括温室气体增加、空气质量恶化、水体富营养化等一系列环境问题，这些问题严重威胁着全球生态平衡、生物多样性和人类健康。因此，探索有效的农业养分管理策略，以促进氮素的高效和环保利用，成为应对全球气候变化、改善环境质量及达成可持续发展目标的关键。实施可持续的养分管理、作物管理和土壤管理措施，比如遵循“4R”原则（即正确的时间、正确的地点、正确的肥料种类和正确的施用量），加上秸秆还田和种植覆盖作物等方法，可以显著提高氮素利用效率，促进土壤健康，减轻对环境的负面影响。同时，采取保护性耕作和施用生物炭等措施也能有效维持土壤结构，减少养分流失。当前，许多研究侧重于分析单一农业管理措施对氮损失的影响，但较少有研究全面评估多种措施组合在不同环境条件下的效果。由于土壤类型、气候等因素会显著影响氮素的命运，因此，量化这些变量对管理措施效果的影响至关重要。此外，现有的全球氮损失评估往往忽略了各地区已有的改良措施。为了填补这一空白，该研究运用大数据分析和建立回归模型的方法，全面评估了多种优化农业管理措施对减少氮损失（包括N2O排放、NH3挥发、氮径流和氮淋溶）的影响，预测了不同管理措施在全球各地不同环境条件下的表现，并根据现有管理措施的应用情况，对全球氮损失减少的潜力进行了详尽评估。研究结果显示，通过优化管理措施，特别是使用增效肥料和改进施肥技术，可以显著减少上述四种形式的氮损失。具体而言，优化后的管理措施预计能平均减少31%的N2O排放、23%的NH3挥发、18%的氮径流和17%的氮淋溶。这为制定更加有效的减排策略提供了重要的参考依据。图1 本研究涉及到的研究位点与优化管理措施对农田氮损失的影响中国农业大学资源与环境学院博士毕业生油伦成为论文第一作者（目前就职于山东农业大学资源与环境学院），陈永亮副教授为通讯作者。张福锁院士全程参与并指导了该研究工作的具体设计。荷兰瓦赫宁根大学Wim de Vries教授和Gerard H. Ros博士参与指导了具体工作。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国农业大学2115人才工程等项目资助。![]()
