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植物營養團隊提出以氮素表觀平衡為評價指標的稻田氮肥限量新方法

發布者:管理員發布時間:2021-09-13作者:丁文成來源:植物營養團隊點擊量:

  由于我國農業生產以小農戶種植為主,實地養分推薦存在較大困難,因此氮肥投入還未與作物實際需求準確匹配,導致土壤氮素平衡大多呈現過度盈余狀態。盈余的氮素以硝化-反硝化、氨揮發、淋洗和徑流等形式損失到大氣和水體環境中,成為水體富營養化、地下水硝酸鹽超標、PM2.5形成以及溫室氣體的重要來源。明確氮肥投入的上限閾值,進而限制其過量投入,是保障生態環境安全的迫切需求。由于土壤氮素表觀平衡指標易于獲取和計算,且與氮素損失和產量水平密切相關,因此本研究提出了兩個科學問題:稻田可允許的土壤氮素表觀盈余上限是多少? 氮素表觀平衡是否能夠作為氮肥限量的評價指標?

  本研究基于大量的水稻田間試驗數據,分別建立了氮素表觀平衡與氨揮發損失量、增產率和氮肥用量的經驗模型。通過氨揮發對氮素表觀平衡的響應關系發現,氮素盈余超過一定水平后氮素損失率呈指數增長趨勢,由此確定基于氨揮發的土壤氮素表觀盈余上限是44-91 kg N/ha。同時根據施用氮肥的增產率對氮素表觀平衡的響應關系發現,氮素盈余超過一定水平后水稻增產率呈不再提高甚至有所降低,由此確定基于增產率的土壤氮素表觀盈余上限是53-112 kg N/ha。綜合考慮氮素損失和產量反應,提出了不同種植區域類型水稻(早稻、中稻、晚稻和一季稻)的化學氮肥投入上限閾值為179-250 kg N/ha。

  

  基于土壤氮素表觀平衡的氮肥用量上限閾值確定方法示意圖

  研究成果發表在國際學術期刊《Environmental Pollution》(IF 8.071)。中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所丁文成助理研究員為第一作者,何萍研究員為通訊作者。本研究得到國家重點研發計劃項目(2016YFD0200101)、中央級公益性科研院所基本科研業務費專項(1610132021003)等資助。

  論文鏈接:http://doi.org/ 10.1016/j.envpol.2021.118091


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