新觀察：過量施氮引起的土壤酸化導(dǎo)致農(nóng)田土壤無機碳損失

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隊一篇題為“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引起土壤酸化，并與土壤無機碳（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)模式進行施肥，到2100年，中國還會再損失37%的土壤無機氮存量，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)計減少52%～67%。

7. 土壤中碳酸鈣的存在對于酸性緩沖、團聚體形成和穩(wěn)定、有機質(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碳固定、減少土壤酸化和無機碳損失的關(guān)系越來越緊密而且重要。