新觀察：過量施氮引起的土壤酸化導(dǎo)致農(nóng)田土壤無機(jī)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(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(cè)。

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(duì)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(duì)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。