近日,中国科学院合肥物质院智能所团队在玉米氮肥高效利用方向取得进展,揭示了一次性施肥对玉米田氨挥发的激发机制及其调控路径。相关成果已在环境科学国际期刊Atmospheric Pollution Research上发表。
氨挥发是农田氮肥损失的主要途径之一,不仅降低氮肥利用效率,还会引发大气环境问题。当前农业生产中,一次性施肥因操作简便被大量应用,但目前对其如何影响玉米田氨挥发过程缺乏深入解析,这制约了氮肥高效利用技术的研发与应用。
科研团队依托安徽省环境友好高效化肥农药工程研究中心,联合安徽农业大学玉米研究团队,开展为期两年的田间原位试验,运用电化学智能传感技术实时监测氨挥发通量,并结合土壤理化参数和玉米表型性状,系统解析了一次性施肥下玉米田氨挥发的时空变化特征与关键驱动因子。
研究发现,土壤和玉米冠层氨挥发量分别占田间氨挥发量的78.2%-82.8%和17.2%-21.8%。与分次施氮相比,一次性施氮使冠层氨挥发量增加6.7%-14.3%,土壤氨挥发量提高4.3%-5.7%,产量尺度氨挥发量增加11.4%-11.7%;而粮食产量降低3.6%-6.2%,氮素回收效率降低10.2%-13.9%。一次性施氮条件下,较高土壤铵态氮浓度、较低的土壤含水量、较大的叶片质外体铵态氮浓度和叶面积,是激发其土壤和冠层氨挥发的关键原因。上述结果加深了对土壤和冠层氨挥发的理解,为优化玉米施氮策略、减少农田氮素损失提供了新依据。
安徽农业大学硕士研究生张珂迪为该论文第一作者,智能所杨阳副研究员为其校外指导教师。该研究得到国家重点研发计划等项目支持。
文章链接:
https://doi.org/10.1016/j.apr.2025.102729
图1 施肥模式与氨挥发智能传感装置示意图
图2 不同施肥模式下玉米田氨挥发的构成分析
图3 一次性施肥对玉米田氨挥发与玉米生产的调控机制