近年来我国设施蔬菜生产面积迅速扩大，大量氮肥投入、频繁灌溉以及相对较高的土壤温湿度的特点促进了该系统活性氮的损失，其中N2O排放和硝态氮淋溶是其损失的主要方面，但两者之间的“消长”关系如何？不同管理措施对两者关系影响如何？在协调产量和环境效应目标下调控途径是什么？目前尚无定论，且存在一定的局限性。针对这些科学问题，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所碳氮循环研究团队联合新罕布什尔大学生物地球化学研究团队基于多年田间原位观测试验，首次将生物地球化学循环模型DNDC（Denitrification -Decomposition）应用于设施蔬菜生产系统N2O排放和硝态氮淋溶的定量研究中，近日以“Assessing impacts of nitrogen management on nitrous oxide emissions and nitrate leaching from greenhouse vegetable systems using a biogeochemical model”为题在线发表于国际农业SCI期刊《Geoderma》（IF=4.848）。
基于田间试验的模型校正和验证结果表明，DNDC模型能够较好地模拟设施蔬菜系统产量、N2O季节排放总量和硝态氮淋溶，分析发现该系统N2O排放峰值与硝态氮淋溶峰值之间存在显著正相关关系。仅有无机氮投入时，N2O排放量和硝态氮淋溶量占施氮量的比例随施氮量的增加而增加，施氮量一定时，该比例随无机氮占比的增加而增加。相同有机氮无机氮施用量条件下，添加硝化抑制剂能够同时减少设施蔬菜系统中N2O排放和硝态氮淋溶。在农民习惯施肥量基础上减少80%无机氮施用量并且添加硝化抑制剂能够在一定时间尺度上（10年）保证蔬菜产量并同时减少81%-90%N2O排放和92%-95%硝态氮淋溶。上述研究结果支撑了生物地球化学循环模型能够应用于设施蔬菜系统碳氮循环研究，对于该系统协调产量和环境效应目标下优化农田管理措施的提出具有重要的意义。
博士毕业生张婧为第一作者，王立刚研究员和新罕布什尔大学Jia Deng博士为共同通讯作者。该研究得到“十三五”国家重点研发计划和北京市自然科学基金等资助。
原文链接：https://authors.elsevier.com/c/1bjM43p6oNTMB
日期：2020-10-26
