近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所團(tuán)隊(duì)在玉米氮肥高效利用方向取得進(jìn)展，揭示了一次性施肥對玉米田氨揮發(fā)的激發(fā)機(jī)制及其調(diào)控路徑。相關(guān)成果已在環(huán)境科學(xué)國際期刊Atmospheric Pollution Research上發(fā)表。

氨揮發(fā)是農(nóng)田氮肥損失的主要途徑之一，不僅降低氮肥利用效率，還會(huì)引發(fā)大氣環(huán)境問題。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，一次性施肥因操作簡便被大量應(yīng)用，但目前對其如何影響玉米田氨揮發(fā)過程缺乏深入解析，這制約了氮肥高效利用技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

科研團(tuán)隊(duì)依托安徽省環(huán)境友好高效化肥農(nóng)藥工程研究中心，聯(lián)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究團(tuán)隊(duì)，開展為期兩年的田間原位試驗(yàn)，運(yùn)用電化學(xué)智能傳感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測氨揮發(fā)通量，并結(jié)合土壤理化參數(shù)和玉米表型性狀，系統(tǒng)解析了一次性施肥下玉米田氨揮發(fā)的時(shí)空變化特征與關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。

研究發(fā)現(xiàn)，土壤和玉米冠層氨揮發(fā)量分別占田間氨揮發(fā)量的78.2%-82.8%和17.2%-21.8%。與分次施氮相比，一次性施氮使冠層氨揮發(fā)量增加6.7%-14.3%，土壤氨揮發(fā)量提高4.3%-5.7%，產(chǎn)量尺度氨揮發(fā)量增加11.4%-11.7%；而糧食產(chǎn)量降低3.6%-6.2%，氮素回收效率降低10.2%-13.9%。一次性施氮條件下，較高土壤銨態(tài)氮濃度、較低的土壤含水量、較大的葉片質(zhì)外體銨態(tài)氮濃度和葉面積，是激發(fā)其土壤和冠層氨揮發(fā)的關(guān)鍵原因。上述結(jié)果加深了對土壤和冠層氨揮發(fā)的理解，為優(yōu)化玉米施氮策略、減少農(nóng)田氮素?fù)p失提供了新依據(jù)。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生張珂迪為該論文第一作者，智能所楊陽副研究員為其校外指導(dǎo)教師。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。

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https://doi.org/10.1016/j.apr.2025.102729

圖1 施肥模式與氨揮發(fā)智能傳感裝置示意圖

圖2 不同施肥模式下玉米田氨揮發(fā)的構(gòu)成分析

圖3 一次性施肥對玉米田氨揮發(fā)與玉米生產(chǎn)的調(diào)控機(jī)制