南京農業大學鄒建文教授團隊建立全球玉米和小麥生產土壤活性氮損失清單

核心提示：該研究建立了全球尺度上高精度的玉米和小麥生產氮肥施用引起的土壤活性氮（Nr）損失清單，併爲優化田間管理措施減少土壤Nr損失提供了新的見解。……（世界食品網-www.shijieshipin.com）

近日，南京農業大學地球科學研究領域國際頂級期刊《Nature Geoscience》（自然·地球科學）在線發表了南京農業大學鄒建文教授團隊題爲“Reducing soil nitrogen losses from fertilizer use in global maize and wheat production”的研究長文（article）。該研究建立了全球尺度上高精度的玉米和小麥生產氮肥施用引起的土壤活性氮（Nr）損失清單，併爲優化田間管理措施減少土壤Nr損失提供了新的見解。

玉米和小麥作爲兩大旱地糧食作物，支撐着全球近三分之二的糧食需求，生產過程中消耗了全球38%的氮肥，導致大量活性氮（Nr）損失到大氣和水體環境中，嚴重損害生態環境和人類健康。近幾十年來，如何在保障全球糧食安全的前提下最大限度減少農田Nr損失一直是人類共同面臨的科學難題和前沿熱點。如何精確量化農田氮肥施用的Nr損失係數與損失強度，是提高全球和區域尺度土壤Nr損失清單編制科學性的重要基礎。

南京農業大學鄒建文教授團隊集成了全球560篇文獻涵蓋472個觀測位點的田間原位觀測數據，分析構建了機器學習模型，辨析了全球玉米和小麥生產的氧化亞氮（N2O）排放、一氧化氮（NO）排放、氨（NH3）揮發、淋溶和徑流5種途徑活性氮損失係數的空間分佈特徵，估算了土壤Nr損失總量及其引起的間接N2O排放，並進一步探究了優化氮肥利用率（NUE）情景下的減緩潛力。結果表明，2020年全球玉米和小麥氮肥施用引起的5種Nr損失總量分別爲446萬噸N yr-1和369萬噸N yr-1，分別佔氮肥投入量的22%和19%，並引起了4.5萬噸和3.7萬噸間接N2O排放。通過優化施肥管理提升NUE可最高減少近50%的土壤Nr損失。該研究爲全面瞭解全球旱作糧田氮肥施用引起的土壤活性氮損失強度、主要驅動因素及其優化管理情景下的減緩潛力提供了科學數據，同時也爲科學評估全球土壤氮循環的氣候反饋效應提供了重要參考和關鍵參數。

課題組博士生王超爲論文第一作者，鄒建文教授和劉樹偉教授爲論文共同通訊作者，法國科學院院士Philippe Ciais教授、美國波斯頓學院田漢勤教授、澳大利亞墨爾本大學陳德立教授、北京大學周豐教授、浙江大學谷保靜教授、中國農科院資劃所王立剛研究員、以及本課題組碩士生沈雲等共同參與了該項研究。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、江蘇省傑青和雙一流學科經費等資助。

全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-024-01542-x

日期：2024-10-16