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科研人员提出我旱作农业种植系统合理氮素投入范围

文章来源 :气候变化与减排固碳团队 作者: 发布时间: 2021-05-20 浏览量:

       近日,环发所气候变化与减排固碳团队李玉娥研究员课题组系统梳理了我国旱作农业氧化亚氮排放研究和施肥量调查文献,利用汇总元分析和随机森林统计工具,汇总了我国旱作农业氧化亚氮排放和作物产量对氮素输入的差异依赖关系,重新评估了各种植系统氧化亚氮排放,提出了进一步减排策略及合理施氮量范围。为碳中和背景下,我国农业生产减排增效绿色发展战略制定提供了有力科学支撑。相关研究成果发表在《农业、生态系统和环境(Agriculture, Ecosystems & Environment)》上。

▲旱作农业系统氮素输入速率(a)、氮肥类型(b)、有机肥类型(c)和新型肥料及添加剂(d)对氧化亚氮排放和排放因子的影响

       秦晓波研究员介绍,过去几十年,我国创造粮食增产“世界奇迹”的背后,是化学氮肥生产和施用量的同步增加,我国目前仍是世界最大氮肥生产国和消费国。化肥过量施用导致了氮素盈余、氨挥发及大气污染和温室气体排放等一系列负面环境影响。2018年,中央一号文件充分部署了乡村振兴战略的实施,促进农业农村绿色发展,开创了人与自然和谐发展的新格局。全球范围内,农业贡献了2/3的氧化亚氮人为排放,我国农业氮肥不当管理也造成了大量氧化亚氮排放。旱作农业(DFSC)在我国粮食生产中具有举足轻重的地位,协同促进该系统温室气体减排和粮食提升将可极大促进我国农业的绿色发展。针对DFSC系统单一种植体系氧化亚氮排放与氮素投入关系的已有较多研究。但很少有将试验研究数据与施肥量入户调查数据相结合的综合分析。
       本研究数据汇总和随机森林回归决策分析结果表明,我国DFSC系统氧化亚氮排放随氮素输入非线性增加,而作物产量则在施肥量增加到一定程度后趋于平缓,因此,在合理范围内减少氮素输入量将同时减少氧化亚氮排放且不会影响作物产量,这将有效贡献于我国农业绿色发展。本研究重新估算了我国旱作系统氧化亚氮排放因子0.87% ± 0.06,低于政府间气候变化专门委员会(IPCC)方法一默认值约20%。结合试验数据和施肥量调查数据,我们提出,对于DFSC不同种植体系,粮食作物、经济作物、蔬菜、茶和果园作物,其合理施氮量范围分别是:98.72 – 133.46, 67.66 – 107.4, 258.53 – 470.57, 159.61 – 296.09和269.08 – 383.48 kg N ha-1。
       本研究得到“十三五”重点研发计划项目、中国农科院科技创新工程经费、国家发改委清洁发展机制赠款等项目资助。
       原文链接 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167880921001602

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