2020年1月,西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院周建斌教授與陳竹君副教授團(tuán)隊(duì)一篇題為“Dramatic loss of Inorganic Carbon by Nitrogeninduced Soil Acidif i cation in Chinese Croplands”(《施氮引起的中國農(nóng)田土壤酸化導(dǎo)致農(nóng)田土壤無機(jī)碳大量流失》)的文章,發(fā)表在Global Change Biology(《全球變化生物學(xué)》)雜志上(IF=8.88),引起了大家高度關(guān)注。該研究首次估計(jì)了1980年至2020年中國耕地因施氮引起的土壤酸化而導(dǎo)致的土壤無機(jī)氮存量損失,并作出了至2100年的預(yù)測。
1. 集約化作物生產(chǎn)系統(tǒng)(尤其是在中國)嚴(yán)重依賴氮肥,但超過50%的氮留在了環(huán)境中。
2. 過量施用氮肥和大氣中的氮沉降會(huì)引起土壤酸化,并與土壤無機(jī)碳(SIC;碳酸鹽)發(fā)生中和反應(yīng),生成二氧化碳釋放到大氣中。
3. 1980年農(nóng)田40 cm土層內(nèi)土壤無機(jī)氮存量為2.16 Pg C(16.3 Mg C/hm2),到2020年損失了7%(0.15 Pg C;1.1 Mg C/hm2)。在這40年中,有700萬公頃的農(nóng)田的碳酸鹽消失。
4. 如果按照常規(guī)模式進(jìn)行施肥,到2100年,中國還會(huì)再損失37%的土壤無機(jī)氮存量,從而使3000萬公頃耕地(37.8%)的碳酸鹽消失。
5. 與常規(guī)施肥相比,2020年后施氮量減少15%~30%,將使碳酸鹽溶解量減少18%~41%。
6. 如果施氮量與2020年保持一致,或每年減少1%,則與常規(guī)施肥相比,碳酸鹽溶解量預(yù)計(jì)減少52%~67%。
7. 土壤中碳酸鈣的存在對于酸性緩沖、團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定、微生物和酶活性、養(yǎng)分循環(huán)和可利用性以及透水性和植物生產(chǎn)力等各種過程都具有重要作用。
8. 優(yōu)化施氮管理和提高氮肥利用效率對于減少酸化造成的土壤無機(jī)碳損失至關(guān)重要。
基于上述研究,腐植酸、腐植酸氮肥、腐植酸肥料與之土壤有機(jī)碳固定、減少土壤酸化和無機(jī)碳損失的關(guān)系越來越緊密而且重要。