不同氮肥管理措施对大白菜产量、氮素利用效率、氧化亚氮排放和氨挥发的影响
近日，我所农业模型研究室在国际知名期刊Journal of Environmental Management上发表了题为“Optimizing nitrogen management to mitigate gaseous losses and improve net benefits of an open-field Chinese cabbage system”的学术论文。该研究通过田间定位试验明确了新型肥料对露地大白菜产量、氧化亚氮排放与氨挥发的影响，并对其经济与环境效益进行了全面评估，为我国露地蔬菜绿色可持续生产提供了借鉴。
第一作者：樊代佳，王学霞
通讯作者：何文天
论文DOI：//doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115583.
一、研究背景
我国是世界第一蔬菜生产大国，露地蔬菜种植面积占全国蔬菜总面积的80%，氮肥施用总量是温室蔬菜的两倍，是氧化亚氮和氨等农业氮排放的主要来源之一。因此，增加露地蔬菜氮肥利用效率、降低氮排放并提升经济和环境效益十分重要。施用新型肥料（如缓控释肥、添加抑制剂等）是提高氮素利用率、减少农田氮排放的有效措施，然而新型肥料的施用效果随肥料类型和氮肥施用量等发生显著变化，且其在露地蔬菜应用的综合经济与环境效益评估不足，因此探究露地蔬菜体系的最佳新型肥料施用策略十分关键。
二、研究目的
（1）明确不同增效肥料施用措施对露地蔬菜产量、氧化亚氮排放与氨挥发的影响；
（2）从农业生产、环境保护和经济效益等方面全面评估露地蔬菜生产体系的净收益。
三、主要研究结果
（1）不同增效肥料施用措施对大白菜产量、氮素利用效率、氧化亚氮排放和氨挥发的影响
与传统施氮相比，减量施氮、添加抑制剂、施用控释氮肥和同时施用控释肥与抑制剂等优化氮肥管理措施在维持产量不变的前提下（图1），分别使氧化亚氮排放量显著降低8.61%、34.4%、37.8%和46.6%，因此同时施用控释肥与抑制剂是减少露地蔬菜温室气体排放的最优措施；与传统施氮相比，单独施用控释氮肥和同时施用控释肥与抑制剂分别显著降低氨挥发30.8%和17.3%，而单独添加抑制剂则使氨挥发显著升高20.6%，因此在添加硝化抑制剂时要注意采取其他4R措施降低氨挥发，而单独施用控释肥是降低露地蔬菜氨挥发的最佳选择（图2）。
图1 不同氮肥管理措施对露地大白菜干物质产量的影响
（2）不同增效肥料施用措施下露地蔬菜生产体系的净收益
成本收益分析结果表明，与传统施氮相比，减量施氮使露地大白菜每公顷净收益降低6375元，而添加抑制剂、施用控释氮肥和同时施用控释肥与抑制剂则使露地大白菜每公顷净收益提高5768、6274和6773元，因此同时施用控释肥与抑制剂时露地蔬菜生产体系净收益最高。综上所述，同时施用控释肥与抑制剂是增效减排效果最显著且净收益最高的优化氮肥管理措施，是平衡我国露地蔬菜生产体系农学、环境与经济效益的最佳增效肥料施用策略。
图2 不同氮肥管理措施对露地大白菜氧化亚氮排放（A）与氨挥发（B）的影响
该研究获得院科技创新能力建设专项（KJCX20220416）、院改革与发展项目（YZS202103）和院青年基金项目（QNJJ202133）等项目的资助。