近日，資源與環境學院油倫成教授在《Nature Food》上發表了題為“Optimized agricultural management reduces global cropland nitrogen losses to air and water”的研究論文。

該研究評估了優化管理措施降低全球農田氮損失的潛力，在考慮當地氣候、土壤條件和傳統管理措施的背景下，可使全球范圍內N2O排放、NH3揮發、氮徑流和氮淋洗平均減少17-31%，為氮素可持續管理提供了理論支撐和科學證據。

氮素是全球農業生產系統的關鍵養分，但其過量輸入引發了一系列重大環境問題，已成為影響全球生態環境與可持續發展的核心挑戰之一。過量氮損失不僅加劇了溫室氣體的積累、加重了空氣污染，還導致水體富營養化，威脅生物多樣性與人類健康。解決這一問題對于推動全球氣候治理、提升環境質量和實現可持續發展目標至關重要，迫切需要農業采取科學的養分管理策略，實現高效、環保的氮素利用。采用可持續的養分、作物和土壤管理措施可有效減少氮損失。例如，優化氮肥類型、施用量、施用時機和位置的“4R”養分管理原則，結合秸稈還田、覆蓋作物等措施，有助于提高氮利用效率、改善土壤健康并減少環境負面影響。同時，保護性耕作和生物炭施用在保持土壤結構和減少養分流失方面也有顯著效果。當前相關研究主要關注單一農業管理措施對氮損失的影響，但缺乏對多種管理措施在不同場地條件下對氮損失影響的綜合評估。土壤類型、氣候條件等場地因素會影響氮素去向，量化這些因素對管理措施的影響十分重要。此外，當前的全球氮損失評估方法中，尚未充分考慮到不同地區已采用的改良措施。

本研究通過大數據分析和回歸模型構建等方法，系統評估了多種優化農田管理措施對氮損失（N2O排放、NH3揮發、氮徑流和氮淋洗）的影響，預測了不同管理措施在全球不同場地條件下的氮損失變化，并基于當前管理措施采用情況對全球氮損失降低潛力進行了全面評估，以制定更高效的減排策略。結果表明，優化的農田管理措施整體上顯著降低了四種氮損失，增效肥料、優化施肥技術的作用效果尤為突出。模型優化過程中發現，氮損失受特定地點條件的顯著影響，不同的作物類型、土壤特性（如土壤pH、有機碳含量、黏土含量）以及氣候條件（如年均降水和溫度）均會影響管理措施對氮損失變化的效果。通過模型尺度升級預測，優化管理措施對減少全球農田氮損失具有很大潛力，平均可減少N2O排放31%、NH3揮發23%、氮徑流18%及氮淋溶17%。

圖1 本研究涉及到的研究位點與優化管理措施對農田氮損失的影響

圖2 優化農田管理措施降低全球氮損失的潛力

中國農業大學為完成該論文的第一單位，山東農業大學為完成該論文的第二單位，合作單位還包括荷蘭瓦赫寧根大學，油倫成教授為該論文的第一作者，中國農業大學陳永亮副教授為該論文的通訊作者。該研究得到了中國農業大學張福鎖院士全程指導。荷蘭瓦赫寧根大學Wim de Vries教授和Gerard H. Ros博士參與指導了具體工作。該研究工作得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金青年項目等項目資助。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波