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