近日，北京市農林科學院資環所與中國農業科學院資劃所聯合在國際期刊Science of The Total Environment（IF=9.8）上發表了題為 “Global impact of enhanced-efficiency fertilizers on vegetable productivity and reactive nitrogen losses” 的學術論文。該研究通過meta分析和隨機森林等方法，系統量化了全球新型氮肥施用對蔬菜產量、品質、土壤氧化亞氮（N2O）排放、氨（NH3）揮發和硝態氮（NO3-）淋溶的影響，闡明了影響新型氮肥農學和環境效應的主要驅動因素，為在蔬菜生產中新型氮肥科學施用提供了理論依據。
蔬菜是全球消費量最大的非主食性食物，其可持續生產對全球膳食多樣性和民眾健康至關重要。新型氮肥（包膜氮肥、添加抑制劑）科學施用不僅是我國“十四五”農業科技發展規劃的重要研究內容，也是實現蔬菜減肥增效、品質提升及可持續生產的主要技術措施之一，已成為當前蔬菜養分優化管理的研究重點。然而，不同管理措施和環境條件下新型氮肥在蔬菜生產中的施用效果差異顯著，通過單一田間試驗難以量化其影響。
該研究收集了1993-2023年21個國家193個試驗點的研究數據，構建了全球蔬菜體系新型氮肥增產減排效應數據庫。基于meta分析評估了兩種主要應用于蔬菜生產的新型氮肥（包膜尿素 [PCU]和添加硝化抑制劑 [NI]）對蔬菜產量、品質、氮吸收、氮肥利用率和氮損失的影響。通過回歸分析和隨機森林分析等方法，量化了新型氮肥施用的減肥增效潛力，同時闡明了新型氮肥農學和環境效應對不同管理措施（施氮量和種植方式）與環境因子（土壤性質和氣候條件）的響應規律。結果表明，與傳統尿素相比，施用新型氮肥（NI 和 PCU）可顯著提高蔬菜產量（7.5%-8.1%）和品質（維生素 C 增加10.7%-13.6%，可溶性糖增加 9.3%-10.9%，硝酸鹽含量降低17.2%-25.1%）。硝化抑制劑在減少 N2O 排放方面最為有效（40.5%），但同時顯著增加了NH3揮發（32.4%）。而包膜尿素不僅能顯著減少 N2O 排放（24.4%）和 NO3-淋溶（28.7%），還能顯著減少NH3揮發（74.5%）。因此在NH3揮發和NO3-淋溶較高的場景下，施用包膜尿素是減少菜田環境風險的最優措施。
回歸分析結果表明，與施用傳統氮肥（尿素）相比，生產同等產量的蔬菜，施用新型氮肥可減少81.6 kg N ha-1（15.6%）的氮肥用量，降低2.0 kg N ha–1（40.5%）的N2O排放和56.1 kg N ha-1（45.8%）的NO3-淋溶。此外，隨機森林分析表明，氮肥用量、土壤pH值、土壤有機碳含量、土壤速效氮和土壤容重等因素是影響增效肥增產和減排效應的主要因素。總體表現為，在土壤有機碳含量較低時，新型氮肥的增產減排效果更為顯著；與硝化抑制劑相比，包膜尿素的增產效應更為穩定，并且在高pH的土壤中仍能顯著提高蔬菜產量；而與包膜尿素相比，硝化抑制劑在容重高的土壤中更能促進蔬菜產量的提高。該研究為新型氮肥在蔬菜生產中的科學施用提供了理論依據，對于推動我國蔬菜化肥減施和綠色低碳生產具有重要意義。
北京農林科學院資環所與中國農業科學院資劃所聯培博士生潘昭隆為第一作者，何萍研究員和何文天研究員為該論文共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金（32230093, 32202610）、北京市農林科學院項目（YXQN202405, ZHS202302）以及農田智慧施肥項目資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724021594
日期：2024-05-08
蔬菜是全球消費量最大的非主食性食物，其可持續生產對全球膳食多樣性和民眾健康至關重要。新型氮肥（包膜氮肥、添加抑制劑）科學施用不僅是我國“十四五”農業科技發展規劃的重要研究內容，也是實現蔬菜減肥增效、品質提升及可持續生產的主要技術措施之一，已成為當前蔬菜養分優化管理的研究重點。然而，不同管理措施和環境條件下新型氮肥在蔬菜生產中的施用效果差異顯著，通過單一田間試驗難以量化其影響。
該研究收集了1993-2023年21個國家193個試驗點的研究數據，構建了全球蔬菜體系新型氮肥增產減排效應數據庫。基于meta分析評估了兩種主要應用于蔬菜生產的新型氮肥（包膜尿素 [PCU]和添加硝化抑制劑 [NI]）對蔬菜產量、品質、氮吸收、氮肥利用率和氮損失的影響。通過回歸分析和隨機森林分析等方法，量化了新型氮肥施用的減肥增效潛力，同時闡明了新型氮肥農學和環境效應對不同管理措施（施氮量和種植方式）與環境因子（土壤性質和氣候條件）的響應規律。結果表明，與傳統尿素相比，施用新型氮肥（NI 和 PCU）可顯著提高蔬菜產量（7.5%-8.1%）和品質（維生素 C 增加10.7%-13.6%，可溶性糖增加 9.3%-10.9%，硝酸鹽含量降低17.2%-25.1%）。硝化抑制劑在減少 N2O 排放方面最為有效（40.5%），但同時顯著增加了NH3揮發（32.4%）。而包膜尿素不僅能顯著減少 N2O 排放（24.4%）和 NO3-淋溶（28.7%），還能顯著減少NH3揮發（74.5%）。因此在NH3揮發和NO3-淋溶較高的場景下，施用包膜尿素是減少菜田環境風險的最優措施。
回歸分析結果表明，與施用傳統氮肥（尿素）相比，生產同等產量的蔬菜，施用新型氮肥可減少81.6 kg N ha-1（15.6%）的氮肥用量，降低2.0 kg N ha–1（40.5%）的N2O排放和56.1 kg N ha-1（45.8%）的NO3-淋溶。此外，隨機森林分析表明，氮肥用量、土壤pH值、土壤有機碳含量、土壤速效氮和土壤容重等因素是影響增效肥增產和減排效應的主要因素。總體表現為，在土壤有機碳含量較低時，新型氮肥的增產減排效果更為顯著；與硝化抑制劑相比，包膜尿素的增產效應更為穩定，并且在高pH的土壤中仍能顯著提高蔬菜產量；而與包膜尿素相比，硝化抑制劑在容重高的土壤中更能促進蔬菜產量的提高。該研究為新型氮肥在蔬菜生產中的科學施用提供了理論依據，對于推動我國蔬菜化肥減施和綠色低碳生產具有重要意義。
北京農林科學院資環所與中國農業科學院資劃所聯培博士生潘昭隆為第一作者，何萍研究員和何文天研究員為該論文共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金（32230093, 32202610）、北京市農林科學院項目（YXQN202405, ZHS202302）以及農田智慧施肥項目資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724021594
日期：2024-05-08
