近期，資源與環(huán)境學(xué)院李成亮教授團(tuán)隊(duì)在《Journal of Environmental Management》在線發(fā)表了題為“Effects of straw returning combined with blended controlled-release urea fertilizer on crop yields, greenhouse gas emissions, and net ecosystem economic benefits: A nine-year field trial”的研究論文。李成亮教授為該論文的通訊作者，博士生高永祥為該論文的第一作者，我校山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為完成該論文的第一單位。

在中國，糧食安全是一個(gè)非常重要的問題。從2000年到2015年，中國作物產(chǎn)量增長了46.3%，占全球作物產(chǎn)量的19.9%。雖然糧食產(chǎn)量有所增加，但集約化農(nóng)業(yè)管理也造成了土地退化和溫室氣體的排放，對(duì)糧食安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，迫切需要優(yōu)化農(nóng)藝措施，在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)減輕環(huán)境壓力，這對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

在前期工作的基礎(chǔ)上，該研究基于一項(xiàng)連續(xù)9年的田間試驗(yàn)，并進(jìn)一步結(jié)合生命周期分析（圖1），探究了秸稈還田配施緩控釋肥（BUFS）對(duì)作物產(chǎn)量、溫室氣體排放和生態(tài)系統(tǒng)效益的影響。

圖1. 冬小麥和夏玉米輪作系統(tǒng)的溫室氣體排放邊界

結(jié)果表明，BUFS處理相比秸稈還田配施普通氮肥（CUFS）處理分別顯著提高了小麥和玉米的平均產(chǎn)量14.6%和13.2%，減少了年平均溫室氣體排放總量10.7%（圖2）。此外，雖然BUFS處理相比CUFS處理在一定程度上增加了年平均生態(tài)成本9.8%，但其同時(shí)增加了凈產(chǎn)量效益20.4%和土壤養(yǎng)分價(jià)值22.5%，最終提高了生態(tài)系統(tǒng)凈效益23.1%。

圖2. 不同施肥處理下溫室氣體的排放貢獻(xiàn)

綜上所述，本研究從環(huán)境和經(jīng)濟(jì)角度為農(nóng)田管理提供了一些見解。本研究條件下的施肥模式?jīng)Q定了農(nóng)場管理轉(zhuǎn)型的潛力和規(guī)模，以進(jìn)一步在保證作物產(chǎn)量的同時(shí)，為中國實(shí)現(xiàn)碳中和的總體目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120633

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波