作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2023/4/3 15:10:43
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第四届氮素生物地球化学循环学术论坛举办
氮高效利用需革新现存“万金油”式化肥产品

 

“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。

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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