農(nóng)田施用氮肥會顯著提高糧食產(chǎn)量，而過量施用氮肥會造成作物利用率下降、損失增多，引發(fā)環(huán)境問題。量化施入農(nóng)田氮肥的去向和利用效率是農(nóng)田氮肥管理的基礎(chǔ)。為實現(xiàn)可持續(xù)糧食生產(chǎn)的目標(biāo)，已有研究設(shè)計出不同的農(nóng)田管理措施來增加作物產(chǎn)量和氮肥利用率，并減少氮損失帶來的環(huán)境污染。然而，在不同土壤-氣候和農(nóng)田管理條件下，氮肥去向和利用效率存在較大差異，認(rèn)識這些差異及其背后的原因可以有助于更好地管理氮肥，提高其資源效率，減少氮損失環(huán)境污染。

 

　　中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所穩(wěn)定同位素生態(tài)學(xué)研究組與美國馬里蘭大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究中心阿巴拉契亞實驗室合作，收集了全球74篇利用15N田間原位示蹤法量化玉米農(nóng)田肥料氮去向的文獻(xiàn)（圖1），從中提取了366個觀測數(shù)據(jù)，分析比較了常規(guī)耕作條件下氮肥利用率和氮肥去向的地區(qū)間差異，進(jìn)一步探究了不同農(nóng)田管理措施的影響。研究發(fā)現(xiàn)，施入玉米系統(tǒng)的當(dāng)季氮肥全球平均有41%被作物吸收利用，31%殘留在土壤，28%損失并進(jìn)入水體和大氣。其中，作物吸收利用表現(xiàn)出明顯的地域差異。分析表明，中國玉米農(nóng)田氮利用效率較低可能與該地區(qū)較低的土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。通過對比9種不同的農(nóng)田管理措施對氮肥去向的影響，研究發(fā)現(xiàn)氮肥深施和多次施用可顯著增加玉米產(chǎn)量、氮吸收和氮肥利用率，并減少損失。研究系統(tǒng)總結(jié)了以往15N示蹤玉米農(nóng)田肥料氮去向方面的研究結(jié)果，增加了對不同自然和農(nóng)田管理條件下氮肥去向差異的理解，為提升農(nóng)田氮肥管理提供了科學(xué)依據(jù)。

 

　　相關(guān)研究成果以Fates and use efficiency of nitrogen fertilizer in maize cropping systems and their responses to technologies and management practices: A global analysis on field 15N tracer studies為題，發(fā)表在Earth's Future上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、遼寧省“興遼英才計劃”等的資助。