氮高效利用需革新现存“万金油”式化肥产品当前快讯

2023-04-03 15:31:26 来源 : 中国科学报

“我国化肥工业整体发展缓慢，“万金油”式的化肥产品无法适用于我国所有类型的土壤与气候条件。”在4月1日在京举办的第四届氮素生物地球化学循环学术论坛上，中国农业大学教授张福锁院士在特邀报告中说。

张福锁表示，尽管2015年我国制定了化肥农药零增长政策，化肥总体用量在下降，但整个作物、动物等食物系统中，至今氮素使用量仍非常高。同时，化肥利用率虽然在不断提升，但整体效率仅有40%左右，低于发达国家的60%~70%。

除了化肥工业的发展滞后，他认为，其他影响因素包括，施肥过多导致氮利用率上不去；同时，化肥使用不够精准，我国40%农田施肥过量，全国61%的县域土壤氮超标，同时20%农田施肥不够。此外，尽管有一些提高氮肥利用率的种质资源等技术，但尚未达到理想的落地效果。

(资料图)

此次论坛以“氮循环与可持续发展”为主题，聚焦氮循环关键过程与机制、氮的可持续管理与政策、氮循环研究新技术与新方法等热点议题，通过学术报告、墙报等形式进行深入研讨，旨在促进土壤、水、大气、微生物、环境地理、海洋以及管理等方面的学科交叉，推动氮循环理论、方法、技术、管理的原始创新。

随着人类需求不断扩大，人类活动所造成的氮释放，已经远远超出地球安全边界，造成地球循环就失衡，产生一系列全球性环境效应，如空气污染、水体富营养化、土壤酸化等问题。2015年，《科学》杂志将氮过度释放评估为全球十大最严重风险之一，2019年联合国把氮释放问题列为全球五大新兴环境污染问题之一。

论坛上，参会者从不同角度为减氮和提高氮利用率出谋划策。中国科学院生态环境中心研究员朱永官院士说，氮演化与地球生命演化同步，地球早期活性氮主要通过闪电在空气中产生硝酸根，形成了铁的氧化，使得地球在距今23亿年左右蓝藻大爆发，产生了氧气盈余。

“现在生产过程中用了大量氮肥，就像给土壤或地球生态系统输入了很多能量，使得地球上活性炭太多了，处于亚稳态，且存在空间异质性，导致环境污染。”朱永官认为，解决这个问题一个方式是少一点活性氮的投入，另一方面是让氮更好地循环起来，通过微生物、电化学以及生态工程的协助打通电子传递链条，让地球自身24亿年的氮代谢过程重焕生机，实现环境中氮键-氮氢键-氮氧键-氮键“从生到死”循环。

我国8%的耕地消耗了世界上1/3的氮肥，对此南京师范大学教授蔡祖聪认为，我国作物种植中氮利用低，是获取作物最高产量和提高复种指数的必然结果，但为保障粮食安全，这种现实需求不可能有根本性改变。我国有着丰富的生物质，解决高投入条件下的氮污染问题，仍需要进一步开发将“秸秆+过剩无机氮转化为土壤有机氮”的方法和技术，解决土壤次生盐渍化问题，并进一步实现土壤“氮中和”。

北京大学城市与环境学院教授周丰在接受《中国科学报》采访时表示，在保证粮食安全情况下，减氮降污可从三个层面发力。首先是调整水肥管理措施，包括改变氮肥施肥类型、施肥方式，如把尿素改为包膜尿素、消化抑制剂或添加生物碳等，同时将施肥与灌溉结合并通过深施、根施等方式，推进氮肥高效利用。同时，从技术层面推进氮循环利用，此外通过分子设计育种找到氮高效基因，提高作物自身的氮利用效率。

中国土壤学会常务副理事长颜晓元表示，氮循环与联合国可持续发展目标息息相关，此次论坛为各相关领域人才提供了交流的平台，希望本次会议能够推动氮循环研究进展，为国家重大战略问题提供重要支撑。

北京大学城市与环境学院院长贺灿飞希望，通过此次论坛推进不同机构之间的学科交叉研究，为提高氮利用率提供科技支撑，共同推进我国氮素循环研究迈上新的台阶。

此次论坛系北京大学地理学科70周年系列学术活动之一，由中国土壤学会氮素工作组、中国地理学会环境地理专业委员会与国际氮行动组织（INI）东亚中心联合举办，北京大学城市与环境学院、环境科学与工程学院、物理学院，地表过程分析与模拟教育部重点实验室联合承办。

来自全国149所高校和科研院所的500余名院士专家和青年学子80场学术报告以及38张学术墙报，论坛还评选了“优秀报告奖”。

论坛上，中国土壤学会氮素工作组首次发起“2021年度氮循环十大科学进展”评选活动。

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